Mitkä ovat vesiturbiinin käyttöparametrit?
Vesiturbiinin peruskäyttöparametreja ovat pää, virtausnopeus, nopeus, teho ja hyötysuhde.
Turbiinin vesipatsas tarkoittaa turbiinin tulo- ja lähtöosan välistä veden virtausenergian painoeroa, joka ilmaistaan vesivoltteina (H) ja mitataan metreinä.
Vesiturbiinin virtausnopeudella tarkoitetaan turbiinin poikkileikkauksen läpi kulkevan vesivirran tilavuutta aikayksikköä kohden.
Turbiinin nopeus tarkoittaa sitä, kuinka monta kertaa turbiinin pääakseli pyörii minuutissa.
Vesiturbiinin teholla tarkoitetaan vesiturbiinin akselin päässä tuotettua tehoa.
Turbiinin hyötysuhde tarkoittaa turbiinin tehon ja veden virtauksen suhdetta.
Mitä vesiturbiinityyppejä on olemassa?
Vesiturbiinit voidaan jakaa kahteen luokkaan: vastahyökkäysturbiiniin ja impulssiturbiiniin. Vastahyökkäysturbiineihin kuuluu kuusi tyyppiä: sekavirtausturbiini (HL), aksiaalivirtauskiinteälapainen turbiini (ZD), aksiaalivirtauskiinteälapainen turbiini (ZZ), vinovirtausturbiini (XL), läpivirtauskiinteälapainen turbiini (GD) ja läpivirtauskiinteälapainen turbiini (GZ).
Impulssiturbiineja on kolmea tyyppiä: kauhaturbiinit (leikkuriturbiinit) (CJ), kaltevat turbiinit (XJ) ja kaksoishanaturbiinit (SJ).
3. Mitä ovat vastahyökkäysturbiini ja impulssiturbiini?
Vesiturbiinia, joka muuntaa veden virtauksen potentiaalienergian, paineenergian ja kineettisen energian kiinteäksi mekaaniseksi energiaksi, kutsutaan vastahyökkäysvesiturbiiniksi.
Vesiturbiinia, joka muuntaa veden virtauksen kineettisen energian kiinteäksi mekaaniseksi energiaksi, kutsutaan impulssiturbiiniksi.
Mitkä ovat sekavirtausturbiinien ominaisuudet ja käyttöalueet?
Sekavirtausturbiinissa, joka tunnetaan myös nimellä Francis-turbiini, vesi virtaa juoksupyörään säteittäisesti ja ulos pääasiassa aksiaalisesti. Sekavirtausturbiineilla on laaja valikoima vesipään käyttötarkoituksia, yksinkertainen rakenne, luotettava toiminta ja korkea hyötysuhde. Se on yksi nykyaikaisesti käytetyimmistä vesiturbiineista. Soveltuva vesipään alue on 50–700 m.
Mitkä ovat pyörivän vesiturbiinin ominaisuudet ja käyttöalue?
Aksiaalivirtausturbiinissa vesi virtaa juoksupyörän alueella aksiaalisesti ja veden virtaus muuttuu radiaalisesta aksiaaliseen ohjaussiipien ja juoksupyörän välillä.
Kiinteän potkurin rakenne on yksinkertainen, mutta sen hyötysuhde laskee jyrkästi poikkeamalla suunnitteluolosuhteista. Se sopii pienitehoisille voimalaitoksille, joissa vedenkorkeuden muutokset ovat pieniä, yleensä 3–50 metriä. Pyörivän potkurin rakenne on suhteellisen monimutkainen. Se saavuttaa ohjaussiipien ja lapojen kaksoissäädön koordinoimalla lapojen ja ohjaussiipien pyörimistä, mikä laajentaa korkean hyötysuhteen vyöhykkeen tehoaluetta ja varmistaa hyvän käyttövakauden. Tällä hetkellä käytetyn vedenkorkeuden alue vaihtelee muutamasta metristä 50–70 metriin.
Mitkä ovat kauhavesiturbiinien ominaisuudet ja käyttöalueet?
Kauhatyyppinen vesiturbiini, joka tunnetaan myös nimellä Petion-turbiini, toimii siten, että suuttimesta tuleva vesisuihku iskee turbiinin kauhalapoihin turbiinin kehän tangentiaalisessa suunnassa. Kauhatyyppistä vesiturbiinia käytetään korkeissa vedenkorkeuksissa, pieniä kauhatyyppejä käytetään 40–250 metrin vedenkorkeuksiin ja suuria kauhatyyppejä 400–4500 metrin vedenkorkeuksiin.
7. Mitkä ovat kaltevan turbiinin ominaisuudet ja käyttöalueet?
Kalteva vesiturbiini tuottaa suuttimesta suihkun, joka muodostaa kulman (yleensä 22,5 astetta) juoksupyörän tason kanssa tuloaukossa. Tämän tyyppistä vesiturbiinia käytetään pienissä ja keskisuurissa vesivoimalaitoksissa, joiden sopiva painealue on alle 400 m.
Mikä on kauhatyyppisen vesiturbiinin perusrakenne?
Kauhatyyppisessä vesiturbiinissa on seuraavat ylivirtakomponentit, joiden päätoiminnot ovat seuraavat:
(l) Suutin muodostuu suuttimen läpi kulkevasta ylävirran paineputkesta tulevasta vesivirtauksesta, joka muodostaa suihkun, joka osuu juoksupyörään. Suuttimen sisällä virtaavan veden paine-energia muuttuu suihkun liike-energiaksi.
(2) Neula muuttaa suuttimesta suihkutettavan suihkun halkaisijaa liikuttamalla neulaa, mikä muuttaa myös vesiturbiinin tulovirtausnopeutta.
(3) Pyörä koostuu kiekosta ja useista siihen kiinnitetyistä säiliöistä. Suihku syöksyy säiliöitä kohti ja siirtää niihin liike-energiansa, jolloin pyörä pyörii ja tekee työtä.
(4) Ohjain sijaitsee suuttimen ja juoksupyörän välissä. Kun turbiini äkillisesti vähentää kuormitusta, ohjain ohjaa suihkun nopeasti kohti kauhaa. Tässä vaiheessa neula sulkeutuu hitaasti uudelle kuormitukselle sopivaan asentoon. Kun suutin vakiintuu uuteen asentoon, ohjain palaa suihkun alkuperäiseen asentoon ja valmistautuu seuraavaan toimintoon.
(5) Kotelo mahdollistaa valmiin vesivirtauksen tasaisen purkautumisen alavirtaan, ja kotelon sisällä oleva paine vastaa ilmakehän painetta. Koteloa käytetään myös vesiturbiinin laakereiden tukemiseen.
9. Miten vesiturbiinin merkki luetaan ja ymmärretään?
Kiinassa voimassa olevan JBB84-74-standardin ”Turbiinimallien nimeämistä koskevat säännöt” mukaan turbiinin nimitys koostuu kolmesta osasta, jotka on erotettu toisistaan merkillä ”-”. Ensimmäisessä osassa oleva symboli on kiinalaisen pinyin-avaimen ensimmäinen kirjain, joka tarkoittaa vesiturbiinin tyyppiä, ja arabialaiset numerot edustavat vesiturbiinin ominaisnopeutta. Toinen osa koostuu kahdesta kiinalaisesta pinyin-kirjaimesta, joista ensimmäinen edustaa vesiturbiinin pääakselin asettelua ja jälkimmäinen imukammion ominaisuuksia. Kolmas osa on pyörän nimellishalkaisija senttimetreinä.
Miten erityyppisten vesiturbiinien nimellishalkaisijat määritellään?
Sekavirtausturbiinin nimellishalkaisija on juoksupyörän lapojen tuloreunan suurin halkaisija, joka on juoksupyörän alemman renkaan ja lapojen tuloreunan leikkauspisteen halkaisija.
Aksiaali- ja vinovirtausturbiinien nimellishalkaisija on juoksupyörän kammion sisäinen halkaisija juoksupyörän lavan akselin ja juoksupyörän kammion leikkauspisteessä.
Kauhatyyppisen vesiturbiinin nimellishalkaisija on jakoympyrän halkaisija, jossa juoksupyörä on tangentti suihkun päälinjaan nähden.
Mitkä ovat vesiturbiinien kavitaation pääasialliset syyt?
Vesiturbiinien kavitaation syyt ovat suhteellisen monimutkaisia. Yleisesti uskotaan, että paineen jakautuminen turbiinin juoksuputken sisällä on epätasainen. Esimerkiksi jos juoksuputki on asennettu liian korkealle alavirran vedenpintaan nähden, matalapainealueen läpi kulkeva nopea vesivirtaus saavuttaa helposti höyrystymispaineen ja muodostaa kuplia. Kun vesi virtaa korkeapainevyöhykkeelle, paineen nousun vuoksi kuplat tiivistyvät ja vesivirtauksen hiukkaset törmäävät suurella nopeudella kuplien keskustaan täyttääkseen tiivistymisen aiheuttamat aukot, mikä aiheuttaa voimakasta hydraulista iskua ja sähkökemiallisia vaikutuksia, jotka aiheuttavat lapojen syöpymistä, kuoppien ja hunajakennomaisten huokosten muodostumista ja jopa reikien muodostumista.
Mitkä ovat tärkeimmät toimenpiteet kavitaation estämiseksi vesiturbiineissa?
Kavitaation seurauksena vesiturbiineissa on melua, tärinää ja tehokkuuden jyrkkä lasku, mikä johtaa lapojen kulumiseen, kuoppautumisen ja hunajakennomaisten huokosten muodostumiseen ja jopa reikien muodostumiseen tunkeutumisen kautta, mikä johtaa yksikön vaurioitumiseen ja toimintakyvyttömyyteen. Siksi kavitaatiota tulisi pyrkiä välttämään käytön aikana. Tällä hetkellä tärkeimmät toimenpiteet kavitaatiovaurioiden estämiseksi ja vähentämiseksi ovat:
(l) Suunnittele turbiinin juoksupyörä asianmukaisesti turbiinin kavitaatiokertoimen pienentämiseksi.
(2) Paranna valmistuksen laatua, varmista terien oikea geometrinen muoto ja suhteellinen sijainti sekä kiinnitä huomiota sileisiin ja kiillotettuihin pintoihin.
(3) Kavitaatiovaurioiden vähentämiseksi käytetään kavitaationestoaineita, kuten ruostumattomasta teräksestä valmistettuja vanteita.
(4) Määritä vesiturbiinin asennuskorkeus oikein.
(5) Paranna käyttöolosuhteita estääksesi turbiinin toiminnan alhaisella nostokorkeudella ja kuormituksella pitkään. Vesiturbiinien ei yleensä sallita toimivan alhaisella teholla (kuten alle 50 % nimellistehosta). Usean yksikön vesivoimalaitoksissa tulisi välttää yksittäisen yksikön pitkäaikaista käyttöä alhaisella kuormituksella ja ylikuormituksella.
(6) Kavitaatiovaurioiden pahanlaatuisen kehittymisen välttämiseksi on kiinnitettävä huomiota ja korjaushitsauksen kiillotuslaatuun on kiinnitettävä huomiota oikea-aikaisesti.
(7) Ilmansyöttölaitteen avulla alavesiputkeen johdetaan ilmaa, jotta kavitaatiota mahdollisesti aiheuttava liiallinen alipaine poistuu.
Miten suuret, keskisuuret ja pienet voimalaitokset luokitellaan?
Nykyisten laitosstandardien mukaan alle 50 000 kW:n asennetun kapasiteetin omaavia laitteita pidetään pieninä; keskikokoisia laitteita, joiden asennettu kapasiteetti on 50 000–250 000 kW; ja yli 250 000 kW:n asennettua kapasiteettia pidetään suurina.
Mikä on vesivoiman tuotannon perusperiaate?
Vesivoiman tuotanto on hydraulivoiman (vesipatsaan) käyttöä hydraulikoneiston (turbiinin) pyörittämiseen, jolloin veden energia muuttuu mekaaniseksi energiaksi. Jos turbiiniin kytketään toisenlainen koneisto (generaattori) sähkön tuottamiseksi sen pyöriessä, mekaaninen energia muuttuu sähköenergiaksi. Vesivoiman tuotanto on tavallaan prosessi, jossa veden potentiaalienergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi ja sitten sähköenergiaksi.
Mitkä ovat hydraulisten resurssien kehittämismenetelmät ja vesivoimalaitosten perustyypit?
Hydraulisten resurssien kehitysmenetelmät valitaan keskittyneen pudotuksen mukaan, ja yleensä on olemassa kolme perusmenetelmää: patotyyppi, ohjaustyyppi ja sekatyyppi.
(1) Patotyyppisellä vesivoimalaitoksella tarkoitetaan jokiuomaan rakennettua vesivoimalaitosta, jolla on tiivis pudotus ja tietty säiliökapasiteetti ja joka sijaitsee padon lähellä.
(2) Vedenohjauksella toimivalla vesivoimalaitoksella tarkoitetaan vesivoimalaitosta, joka hyödyntää täysin joen luonnollista pudotusta veden ohjaamiseen ja sähkön tuottamiseen ilman tekoallasta tai säätökapasiteettia ja joka sijaitsee kaukaisen alajuoksun joen varrella.
(3) Hybridivesivoimalaitoksella tarkoitetaan vesivoimalaitosta, joka hyödyntää osittain padon rakentamisen muodostamaa vesipisaraa ja osittain joenuoman luonnollista pudotusta, jolla on tietty varastointikapasiteetti. Voimalaitos sijaitsee joenuoman alajuoksulla.
Mitä ovat virtaama, kokonaisvalunta ja keskimääräinen vuosivirtaama?
Virtausnopeudella tarkoitetaan joen (tai hydraulisen rakenteen) poikkileikkauksen läpi kulkevan veden tilavuutta aikayksikköä kohden, ilmaistuna kuutiometreinä sekunnissa;
Kokonaisvalunnalla tarkoitetaan joen tietyn osan läpi hydrologisen vuoden aikana virtaavan kokonaisveden summaa, ilmaistuna yksiköissä 104 m3 tai 108 m3;
Keskimääräisellä vuotuisella virtaamalla tarkoitetaan jokiosan keskimääräistä vuotuista virtaamaa Q3/S, joka on laskettu olemassa olevien hydrologisten sarjojen perusteella.
Mitkä ovat pienen vesivoimalaitoksen keskushankkeen pääkomponentit?
Se koostuu pääasiassa neljästä osasta: vedenpidätysrakenteista (padoista), tulvavesien purkausrakenteista (tulva-aukot tai portit), vedenohjausrakenteista (ohjauskanavat tai tunnelit, mukaan lukien paineensäätökuilut) ja voimalaitosrakennuksista (mukaan lukien alavesikanavat ja paineenkorotusasemat).
18. Mikä on valumavesivoimalaitos? Mitkä ovat sen ominaisuudet?
Voimalaitosta, jossa ei ole säätöallasta, kutsutaan valumavesivoimalaitokseksi. Tämän tyyppinen vesivoimalaitos valitsee asennetun kapasiteettinsa jokiuoman keskimääräisen vuotuisen virtaaman ja sen potentiaalisen vedenkorkeuden perusteella. Sähköntuotanto kuivana kautena laskee jyrkästi, alle 50 %, eikä joskus sähköntuotanto ole mahdollista joen luonnollisen virtauksen rajoittamana, kun taas märkänä kautena on suuri määrä hylättyä vettä.
19. Mikä on tuotos? Miten arvioidaan vesivoimalaitoksen tuotos ja lasketaan sähköntuotanto?
Vesivoimalaitoksessa (laitoksessa) vesigeneraattoriyksikön tuottamaa tehoa kutsutaan tehoksi, ja tietyn joen virtausosan teho edustaa kyseisen osan vesienergiavaroja. Virtausmäärällä tarkoitetaan vesienergian määrää aikayksikköä kohti. Yhtälössä N=9,81 η QH, Q on virtausnopeus (m3/S); H on vedenkorkeus (m); N on vesivoimalaitoksen teho (W); η on vesigeneraattorin hyötysuhdekerroin. Pienten vesivoimalaitosten tehon likimääräinen kaava on N=(6,0-8,0) QH. Vuosittaisen sähköntuotannon kaava on E=NT, jossa N on keskimääräinen teho ja T on vuotuinen käyttötuntimäärä.
Mikä on asennetun kapasiteetin vuotuinen käyttöaika tunneissa?
Viittaa vesivoimalaitoksen keskimääräiseen täydellä kuormalla tapahtuvaan käyttöaikaan vuoden aikana. Se on tärkeä indikaattori vesivoimalaitosten taloudellisen hyödyn mittaamisessa, ja pienten vesivoimalaitosten vuotuisen käyttöajan on oltava yli 3000 tuntia.
21. Mitä ovat päivittäinen mukautus, viikoittainen mukautus, vuosittainen mukautus ja monivuotismukautus?
(1) Päivittäinen säätely: viittaa valunnan uudelleenjakautumiseen päivän ja yön aikana 24 tunnin säätelyjaksolla.
(2) Viikkotasoitus: Tasoitusjakso on yksi viikko (7 päivää).
(3) Vuosittainen säännöstely: Valunnan uudelleenjakautumista yhden vuoden aikana, jossa vain osa tulvakauden ylimääräisestä vedestä voidaan varastoida, kutsutaan epätäydelliseksi vuosittaiseksi säännöstelyksi (tai kausittaiseksi säännöstelyksi); Kykyä jakaa tuleva vesi kokonaan uudelleen vuoden aikana vedenkäyttötarpeiden mukaan ilman veden hylkäämistä kutsutaan vuosittaiseksi säännöstelyksi.
(4) Monivuotinen säännöstely: Kun tekojärven tilavuus on riittävän suuri varastoimaan ylimääräistä vettä tekojärveen useiden vuosien ajan ja sitten jakamaan sen useille kuiville vuosille vuosittaista säännöstelyä varten, sitä kutsutaan monivuotiseksi säännöstelyksi.
22. Mikä on joen pisara?
Käytetyn jokiosuuden kahden poikkileikkauksen välistä korkeuseroa kutsutaan pudotukseksi; joen lähteen ja suun vesipintojen välistä korkeuseroa kutsutaan kokonaispudotukseksi.
23. Mikä on sademäärä, sateen kesto, sateen intensiteetti, sadepinta-ala ja myrskyn keskus?
Sademäärä on tiettyyn pisteeseen tai alueelle tietyn ajanjakson aikana putoavan veden kokonaismäärä millimetreinä ilmaistuna.
Sateen kesto viittaa sateen kestoon.
Sademäärän intensiteetti tarkoittaa sademäärää aikayksikköä kohti, ilmaistuna mm/h.
Sademäärällä tarkoitetaan sademäärän peittämää vaakasuoraa aluetta, joka ilmaistaan neliökilometreinä.
Sadekuurokeskuksella tarkoitetaan pientä aluetta, johon sadekuuro keskittyy.
24. Mikä on investointiarvio suunnittelusta? Investointiarvio ja budjetti suunnittelusta?
Suunnittelubudjetti on teknis-taloudellinen asiakirja, joka kokoaa yhteen kaikki hankkeen tarvittavat rakennusmäärärahat rahallisessa muodossa. Alustava suunnittelubudjetti on tärkeä osa alustavia suunnitteluasiakirjoja ja tärkein perusta taloudellisen järkevyyden arvioinnille. Hyväksytty kokonaisbudjetti on tärkeä valtion tunnustama indikaattori perusrakennusinvestoinneille, ja se on myös perusta perusrakennussuunnitelmien ja tarjouskilpailujen laatimiselle. Suunnitteluinvestointien arvio on toteutettavuustutkimusvaiheessa tehtyjen investointien määrä. Suunnittelubudjetti on rakennusvaiheen aikana tehtyjen investointien määrä.
Mitkä ovat vesivoimalaitosten tärkeimmät taloudelliset indikaattorit?
(1) Kilowattiyksikköinvestointi tarkoittaa asennettua kapasiteettia kilowattia kohden tarvittavaa investointia.
(2) Yksikköenergiainvestoinnilla tarkoitetaan sähkön kilowattituntia kohden tarvittavaa investointia.
(3) Sähkön hinta on sähkön kilowattituntia kohden maksettava maksu.
(4) Asennetun kapasiteetin vuotuiset käyttötunnit mittaavat vesivoimalaitoslaitteiden käyttöastetta.
(5) Sähkön myyntihinta on verkkoon myydyn sähkön hinta kilowattituntia kohden.
Kuinka lasketaan vesivoimalaitosten tärkeimmät taloudelliset indikaattorit?
Vesivoimalaitosten tärkeimmät taloudelliset indikaattorit lasketaan seuraavan kaavan mukaisesti:
(1) Kilowattiyksikköinvestointi = vesivoimalaitoksen rakentamiseen tehty kokonaisinvestointi / vesivoimalaitoksen asennettu kokonaiskapasiteetti
(2) Yksikköenergiainvestointi = vesivoimalaitoksen rakentamiseen tehtyjen investointien kokonaismäärä / vesivoimalaitoksen keskimääräinen vuosittainen sähköntuotanto
(3) Asennetun kapasiteetin vuotuiset käyttötunnit = keskimääräinen vuotuinen sähköntuotanto / asennettu kokonaiskapasiteetti
Julkaisuaika: 28.10.2024
