Récemment, Forster a aidé avec succès des clients sud-africains à augmenter la puissance installée de leur centrale hydroélectrique de 100 kW à 200 kW. Le processus de modernisation est le suivant :
turbine Kaplan de 200 kW
Hauteur manométrique nominale 8,15 m
Débit nominal 3,6 m³/s
Débit maximal 8,0 m³/s
Débit minimum 3,0 m³/s
Puissance installée nominale 200 kW
Le client a entrepris la modernisation de la centrale hydroélectrique en décembre dernier. Forster a remplacé la turbine et le générateur et modernisé le système de contrôle. Après avoir augmenté la hauteur de chute d'un mètre, la puissance installée est passée de 100 kW à 200 kW et un système de raccordement au réseau a été mis en place. La centrale est désormais raccordée au réseau avec succès et produit de l'électricité, pour le plus grand bonheur du client.
Avantages de la turbine axiale Forster
1. Vitesse spécifique élevée et excellentes caractéristiques énergétiques. Par conséquent, sa vitesse et son débit unitaires sont supérieurs à ceux d'une turbine Francis. À hauteur de chute et puissance égales, elle permet de réduire considérablement la taille et le poids du groupe turbo-alternateur, ainsi que la consommation de matériaux, ce qui se traduit par une rentabilité élevée.
2. La forme et la rugosité de surface des aubes de la roue d'une turbine axiale répondent aisément aux exigences de fabrication. Grâce à la rotation des aubes, le rendement moyen d'une turbine axiale est supérieur à celui d'une turbine Francis. De plus, le rendement varie peu en fonction de la charge et de la hauteur de chute.
3. Les pales de la turbine à aubes à flux axial peuvent être démontées pour faciliter la fabrication et le transport.
Par conséquent, la turbine axiale assure un fonctionnement stable sur une large plage de régimes, réduit les vibrations et offre un rendement et une puissance élevés. En cas de faible hauteur de chute, elle remplace presque totalement la turbine Francis. Ces dernières décennies, elle a connu un développement important et une large application, tant en termes de puissance unitaire que de hauteur de chute.
Inconvénients de la turbine axiale Forster
1. Le nombre de pales est faible et en porte-à-faux, donc la résistance est faible et ne peut pas être appliquée aux centrales hydroélectriques de moyenne et haute chute.
2. En raison du débit unitaire important et de la vitesse unitaire élevée, sa hauteur d'aspiration est plus faible que celle d'une turbine Francis sous la même hauteur d'eau, ce qui entraîne une grande profondeur d'excavation et un investissement relativement élevé pour les fondations de la centrale électrique.
Compte tenu des limitations des turbines axiales, leur hauteur de chute est constamment améliorée grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux à haute résistance et à faible cavitation lors de leur fabrication, ainsi qu'à l'optimisation des contraintes subies par les aubes lors de leur conception. Actuellement, la plage de hauteur de chute des turbines axiales est de 3 à 90 m, les plaçant ainsi dans le domaine des turbines Francis.
Date de publication : 11 mars 2022
