1. Principe de fonctionnement
La turbine hydraulique exploite l'énergie du courant. C'est une machine qui convertit l'énergie de l'eau en énergie mécanique de rotation. L'eau du réservoir en amont est acheminée vers la turbine par une conduite de dérivation, ce qui entraîne la rotation de la roue de la turbine et, par conséquent, celle du générateur qui produit de l'électricité.
La formule de calcul de la puissance de sortie de la turbine est la suivante :
P = 9,81H·Q·η (P – puissance de la turbine hydraulique, kW ; H – hauteur de chute, m ; Q – débit à travers la turbine, m³/s ; η – rendement de la turbine hydraulique)
Plus la hauteur de chute h est élevée et plus le débit Q est important, plus le rendement de la turbine η est élevé. Plus la puissance est élevée, plus la puissance de sortie est importante.
2. Classification et hauteur de chute applicable des turbines hydrauliques
Classification des turbines
Turbine à réaction : turbine Francis, turbine axiale, turbine à flux oblique et turbine tubulaire
Turbine Pelton : turbine Pelton, turbine à course oblique, turbine à double course et turbine Pelton
Flux mixte vertical
Flux axial vertical
Flux oblique
Tête applicable
Turbine à réaction :
Turbine Francis 20-700 m
Turbine à flux axial 3 ～ 80 m
Turbine à flux incliné 25 ～ 200 m
Turbine tubulaire 1 ～ 25 m
Turbine à impulsion :
Turbine Pelton 300-1700m (grande), 40-250m (petite)
20 à 300 m pour turbine à impact oblique
Turbine à double clic 5 ～ 100 m (petite)
Le type de turbine est sélectionné en fonction de la hauteur de chute et de la vitesse spécifique.
3. Paramètres de fonctionnement de base d'une turbine hydraulique
Il comprend principalement la hauteur de chute h, le débit Q, la sortie P et l'efficacité η, ainsi que la vitesse n.
Tête caractéristique H :
Hauteur de chute maximale Hmax : la hauteur de chute nette maximale que la turbine est autorisée à fonctionner.
Hauteur de chute minimale Hmin : la hauteur de chute nette minimale pour un fonctionnement sûr et stable de la turbine hydraulique.
Hauteur moyenne pondérée ha : valeur moyenne pondérée de toutes les hauteurs d'eau de la turbine.
Hauteur de chute nominale HR : la hauteur de chute nette minimale requise pour que la turbine génère la puissance nominale.
Débit Q : volume d'écoulement traversant une section d'écoulement donnée de la turbine par unité de temps, l'unité couramment utilisée est le m3 / s.
Vitesse n : le nombre de rotations de la roue de la turbine par unité de temps, couramment utilisé en R/min.
Puissance de sortie P : puissance de sortie à l'extrémité de l'arbre de la turbine, unité couramment utilisée : kW.
rendement η : Le rapport entre la puissance d'entrée et la puissance de sortie d'une turbine hydraulique est appelé rendement d'une turbine hydraulique.
4. Structure principale de la turbine
Les principaux composants structurels d'une turbine à réaction sont la volute, l'anneau de retenue, le mécanisme de guidage, le couvercle supérieur, la roue, l'arbre principal, le palier de guidage, l'anneau inférieur, le tube d'aspiration, etc. Les images ci-dessus illustrent ces principaux composants.
5. Essai en usine de la turbine hydraulique
Vérifier, actionner et tester les pièces principales telles que la volute, le rotor, l'arbre principal, le servomoteur, le palier de guidage et le couvercle supérieur.
Principaux éléments d'inspection et de test :
1) Inspection des matériaux ;
2) Inspection des soudures ;
3) Essais non destructifs ;
4) Test de pression ;
5) Vérification des dimensions ;
6) Assemblage en usine ;
7) Test de mouvement ;
8) Test d'équilibre statique du coureur, etc.
Date de publication : 10 mai 2021
