Miten tunnistaa laatu ja kestävyys
Kuten olemme osoittaneet, vesivoimajärjestelmä on sekä yksinkertainen että monimutkainen. Vesivoiman taustalla olevat käsitteet ovat yksinkertaisia: kaikki riippuu vedenkorkeudesta ja virtauksesta. Mutta hyvä suunnittelu vaatii edistyneitä insinööritaitoja, ja luotettava toiminta edellyttää huolellista rakentamista laadukkaista komponenteista.
Mikä tekee turbiinijärjestelmästä laadukkaan
Ajattele turbiinijärjestelmää hyötysuhteen ja luotettavuuden näkökulmasta. Täydellisessä maailmassa hyötysuhde olisi 100 %. Kaikki veden energia muuntuisi pyöriväksi akseliksi. Ei olisi ilman tai veden turbulenssia eikä laakereiden vastusta. Juoksupyörä olisi täydellisesti tasapainossa. Energianhukan merkkejä – lämpöä, tärinää ja melua – ei olisi. Täydellinen turbiini ei tietenkään koskaan rikkoutuisi eikä vaatisi huoltoa.
Hienosti työstetty Pelton-pyörä
Laadukkaat komponentit ja huolellinen koneistus vaikuttavat merkittävästi turbiinin hyötysuhteeseen ja luotettavuuteen.
Ilmeisesti mikään turbiinijärjestelmä ei koskaan saavuta tätä täydellisyyden astetta. Mutta on hyvä pitää nämä tavoitteet mielessä, koska parempi hyötysuhde ja luotettavuus tarkoittavat suurempaa tehoa ja alhaisempia wattikohtaisia kustannuksia. Tässä on vain muutamia asioita, jotka kannattaa ottaa huomioon turbiinijärjestelmää valittaessa:
Turbiinijuoksija
Juoksuputki on turbiinin sydän. Tässä vesivoima muunnetaan pyörimisvoimaksi, joka pyörittää generaattoria. Juoksuputken tyypistä riippumatta sen lavat tai kauhat vastaavat siitä, että ne ottavat vedestä mahdollisimman paljon energiaa. Kunkin pinnan, etu- ja takapinnan, kaarevuus määrää, miten vesi työntyy ympäriinsä, kunnes se putoaa pois. Muista myös, että mikä tahansa juoksuputki toimii tehokkaimmin tietyllä paineella ja virtauksella. Juoksuputki tulisi sovittaa tarkasti käyttökohteesi ominaisuuksiin.
Etsi kokonaan metallista valmistettuja jakoputkia, joissa on sileät ja kiillotetut pinnat veden ja ilman turbulenssin poistamiseksi. Yhdestä kappaleesta valmistetut, huolellisesti koneistetut jakoputket toimivat yleensä tehokkaammin ja luotettavammin kuin pulttikiinnitetyt. Pronssi-mangaanijakoputket toimivat hyvin pienissä järjestelmissä, joissa käytetään puhdasta vettä ja joiden nostokorkeus on enintään noin 150 metriä. Korkean vetolujuuden omaavat ruostumattomasta teräksestä valmistetut jakoputket sopivat erinomaisesti suurempiin järjestelmiin tai kuluttaviin vesiolosuhteisiin. Kaikki jakoputket tulee tasapainottaa huolellisesti tärinän minimoimiseksi, sillä tärinä ei ainoastaan vaikuta tehokkuuteen, vaan voi myös aiheuttaa vaurioita ajan myötä.
Turbiinikotelo
Turbiinikotelon on oltava hyvin rakennettu ja tukeva, koska se hallitsee sekä tulevan veden että lähtevän akselin tehon voimia. Lisäksi sen muodolla ja mitoilla on merkittävä vaikutus hyötysuhteeseen. Ajatellaan esimerkiksi Pelton-tyyppistä turbiinia. Impulssiturbiinina sitä käyttää yksi tai useampi vesisuihku, mutta se pyörii ilmassa. Tämä tarkoittaa, että sekä hydrodynaamiset että aerodynaamiset voimat on otettava huomioon kotelon suunnittelussa. Sen on minimoitava roiske- ja suihkuvastus ja poistettava jälkivedet tasaisesti, mutta sen on myös oltava oikean kokoinen ja muotoinen ilman turbulenssin aiheuttamien häviöiden minimoimiseksi. Vastaavasti suuren virtauksen omaavien mallien, kuten Crossflow- ja Francis-turbiinien, kotelot on suunniteltava tarkasti, jotta ne voivat ohjata suuria vesimääriä sujuvasti turbiinin läpi aiheuttamatta turbulenssitaskuja.
Etsi tasaisesti hitsattu kotelo, joka on huolellisesti sovitettu työmaallesi sopivaan juoksuputkeen. Muista, että sekä vesivoimat että juoksuputki tuottavat huomattavaa vääntömomenttia, joten kotelomateriaalin ja kaikkien liittimien tulee olla kestäviä. Vastakkaiset pinnat, kuten putkilaipat ja huoltoluukut, tulee koneistaa tasaisiksi ja vuotamattomiksi. Koska vesi edistää ruostetta ja korroosiota, varmista, että kaikki herkät pinnat on suojattu korkealaatuisella pulverimaalilla tai epoksimaalilla. Kaikkien pulttien tulee olla ruostumatonta terästä.
Muita turbiiniin liittyviä huomioitavia asioita
Kaikki vettä kuljettavat pinnat voivat vaikuttaa tehokkuuteen, imuaukosta putkistoon ja poistovesien viemäriin, joka johtaa pois voimanlähteestä. Etsi sileitä pintoja ilman teräviä mutkia. Suuttimien ja virtauksen säätösiipien tulee olla hienosti koneistettuja ilman havaittavia aaltoja tai kuoppia.
Tehokkuus on tärkeää, mutta niin ovat myös kestävyys ja luotettavuus. Vesivoimahankkeesi tulisi tuottaa puhdasta sähköä keskeytyksettä. Komponenttien laatu – ja niiden asennus – voi vaikuttaa merkittävästi elämänlaatuusi tulevina vuosina.
Tiivistejärjestelmien, akselimateriaalien ja koneistuksen sekä kaikkien niihin liittyvien komponenttien suunnittelussa ja rakentamisessa on tärkeää noudattaa huolellista työnjälkeä. Kiinnitä erityistä huomiota laakereiden valintaan ja asennukseen; niiden tulee pyöriä tasaisesti ilman raastetta tai takertelua.
Turbiinitoimittaja
Toimittajien kohdalla kokemus on korvaamatonta. Vaikka vesivoiman periaatteet voidaan oppia sisätiloissa, käytännön kokemus opettaa sekä veden ohjaamisen, paineistamisen että turbiinin läpi pakottamisen parhaat puolet että sudenkuopat. Turbiinitoimittaja, jolla on vuosien kenttäkokemus, on korvaamaton apu vesivoimajärjestelmäsi suunnittelussa ja rakentamisessa.
Etsi kokenut toimittaja, joka on erikoistunut rakentamasi vesivoimajärjestelmän kokoon ja tyyppiin. Hyvä toimittaja tekee yhteistyötä kanssasi alkaen nostokorkeuden ja virtauksen mittauksista auttaakseen sinua määrittämään oikean putkiston koon, nettokorkeuden, suunnitellun virtauksen, turbiinin tekniset tiedot, käyttöjärjestelmän, generaattorin ja kuormituksenhallintajärjestelmän. Sinun pitäisi voida luottaa toimittajaasi ehdotuksissa tehokkuuden ja luotettavuuden optimoimiseksi, mukaan lukien niiden vaikutukset kustannuksiin ja suorituskykyyn.
Hyvä turbiinitoimittaja on kumppanisi ja hänen tulisi olla henkilökohtaisesti kiinnostunut menestyksestäsi. Loppujen lopuksi tyytyväinen asiakas on erittäin hyväksi liiketoiminnalle.
Julkaisun aika: 24.5.2021
