Unha turbina hidráulica é unha máquina que converte a enerxía potencial da auga en enerxía mecánica. Usando esta máquina para impulsar un xerador, a enerxía da auga pódese converter en
Electricidade Este é o grupo hidroxerador.
As turbinas hidráulicas modernas pódense dividir en dúas categorías segundo o principio de fluxo de auga e as súas características estruturais.
Outro tipo de turbina que utiliza tanto a enerxía cinética como a enerxía potencial da auga chámase turbina de impacto.
Contraataque
A auga extraída do depósito augas arriba flúe primeiro cara á cámara de desviación de auga (voluta) e despois flúe cara ao canal curvo da lámina do rodete a través da paleta guía.
O fluxo de auga produce unha forza de reacción nas láminas, o que fai que o impulsor xire. Neste momento, a enerxía da auga convértese en enerxía mecánica e a auga que sae do rodete descárgase a través do tubo de tiro.
Augas abaixo.
A turbina de impacto inclúe principalmente fluxo Francis, fluxo oblicuo e fluxo axial. A principal diferenza é que a estrutura do rodete é diferente.
(1) O corredor Francis xeralmente está composto por 12-20 láminas retorcidas aerodinámicas e compoñentes principais como a coroa da roda e o anel inferior.
De entrada e saída axial, este tipo de turbina ten unha ampla gama de cargas de auga aplicables, pequeno volume e baixo custo, e úsase amplamente en cargas de auga elevadas.
O fluxo axial divídese en tipo de hélice e tipo rotatorio. O primeiro ten unha pala fixa, mentres que o segundo ten unha pala rotatoria. O rodete de fluxo axial xeralmente está composto por 3-8 palas, corpo do rodete, cono de drenaxe e outros compoñentes principais. A capacidade de paso de auga deste tipo de turbina é maior que a do fluxo Francis. No caso da turbina de paletas. Debido a que a pala pode cambiar a súa posición coa carga, ten unha alta eficiencia no rango de grandes cambios de carga. O rendemento anticavitación e a resistencia da turbina son peores que os da turbina de fluxo mixto, e a estrutura tamén é máis complicada. Xeralmente, é axeitado para o rango de cabeza de auga baixa e media de 10.
(2) A función da cámara de desviación de auga é facer que a auga flúa uniformemente cara ao mecanismo de guía da auga, reducir a perda de enerxía do mecanismo de guía da auga e mellorar a roda hidráulica.
eficiencia da máquina. Para turbinas grandes e medianas cunha cabeza de auga enriba, adoita empregarse unha espiral metálica de sección circular.
(3) O mecanismo de guía da auga xeralmente está disposto uniformemente arredor do rodete, cun certo número de paletas guía aerodinámicas e os seus mecanismos rotatorios, etc.
A función da composición é guiar o fluxo de auga cara ao rodete de xeito uniforme e, axustando a abertura da paleta guía, modificar o desbordamento da turbina para adaptalo á
Os requisitos de axuste e cambio de carga do xerador tamén poden desempeñar o papel de selar a auga cando todos eles están pechados.
(4) Tubo de tiro: Dado que parte da enerxía restante no fluxo de auga á saída do conduto non se utiliza, a función do tubo de tiro é recuperar a
Parte da enerxía e drena a auga augas abaixo. As turbinas pequenas xeralmente usan tubos de tiro de cono recto, que teñen unha alta eficiencia, pero as turbinas grandes e medianas son
As tubaxes de auga non se poden escavar moi profundas, polo que se usan tubaxes de tiro con curvatura en cóbado.
Ademais, hai turbinas tubulares, turbinas de fluxo oblicuo, turbinas de bomba reversibles, etc. na turbina de impacto.
Turbina de impacto:
Este tipo de turbina usa a forza de impacto do fluxo de auga a alta velocidade para xirar a turbina, e a máis común é o tipo de cubeta.
As turbinas de cangilón úsanse xeralmente nas centrais hidroeléctricas de alta presión mencionadas. As súas partes activas inclúen principalmente acuedutos, boquillas e pulverizadores.
A agulla, a roda hidráulica e a voluta, etc., están equipadas con moitos baldes de auga sólidos en forma de culler no bordo exterior da roda hidráulica. A eficiencia desta turbina varía coa carga.
A variación é pequena, pero a capacidade de paso de auga está limitada pola boquilla, que é moito menor que o fluxo axial radial. Para mellorar a capacidade de paso de auga, aumente a saída e
Para mellorar a eficiencia, a turbina de balde de auga a grande escala cambiouse dun eixe horizontal a un eixe vertical e desenvolveuse dunha soa boquilla a unha de varias boquillas.
3. Introdución á estrutura da turbina de reacción
A parte soterrada, incluíndo a voluta, o anel do asento, o tubo de tiro, etc., están soterrados na cimentación de formigón. Forma parte das pezas de desviación de auga e de rebordamento da unidade.
Voluta
A voluta divídese en voluta de formigón e voluta de metal. As unidades cunha altura de auga inferior a 40 metros empregan principalmente volutas de formigón. Para turbinas cunha altura de auga superior a 40 metros, úsanse xeralmente volutas metálicas debido á necesidade de resistencia. A voluta de metal ten as vantaxes dunha alta resistencia, un procesamento cómodo, unha construción civil sinxela e unha conexión sinxela coa conduta de derivación de auga da central eléctrica.
Hai dous tipos de volutas metálicas, soldadas e fundidas.
Para turbinas de impacto grandes e medianas cunha columna de auga duns 40-200 metros, úsanse principalmente volutas soldadas con chapa de aceiro. Para facilitar a soldadura, a voluta adoita dividirse en varias seccións cónicas, cada sección é circular e a sección de cola da voluta débese a que a sección faise máis pequena e cámbiase a unha forma oval para soldar co anel de asento. Cada segmento cónico está formado por rolos mediante unha máquina laminadora de chapas.
Nas turbinas Francis pequenas, adoitan empregarse volutas de ferro fundido que se funden no seu conxunto. Para turbinas de alta presión e gran capacidade, adoita empregarse unha voluta de aceiro fundido, e a voluta e o anel de asento fúndense nun só.
A parte máis baixa da voluta está equipada cunha válvula de drenaxe para drenar a auga acumulada durante o mantemento.
Anel de asento
O anel de asento é a peza básica da turbina de impacto. Ademais de soportar a presión da auga, tamén soporta o peso de toda a unidade e o formigón da sección da unidade, polo que require suficiente resistencia e rixidez. O mecanismo básico do anel de asento consta dun anel superior, un anel inferior e unha álabe guía fixa. A álabe guía fixa é o anel de asento de soporte, o puntal que transmite a carga axial e a superficie de fluxo. Ao mesmo tempo, é unha peza de referencia principal no ensamblaxe dos compoñentes principais da turbina e é unha das pezas instaladas antes. Polo tanto, debe ter a suficiente resistencia e rixidez e, ao mesmo tempo, debe ter un bo rendemento hidráulico.
O anel de asento é tanto unha peza portante como unha peza de fluxo, polo que a superficie de fluxo ten unha forma aerodinámica para garantir unha perda hidráulica mínima.
O anel de asento xeralmente ten tres formas estruturais: forma de pilar único, forma semiintegral e forma integral. Para as turbinas Francis, adoita empregarse un anel de asento de estrutura integral.
Tubo de tiro e anel de cimentación
O tubo de tiro forma parte da pasaxe de fluxo da turbina e existen dous tipos: recto, cónico e curvo. Un tubo de tiro curvo úsase xeralmente en turbinas grandes e medianas. O anel de cimentación é a peza básica que conecta o anel de asento da turbina Francis coa sección de entrada do tubo de tiro e está incrustado no formigón. O anel inferior do rodete xira dentro del.
Estrutura de guía de auga
A función do mecanismo de guía de auga da turbina de auga é formar e cambiar o volume de circulación do fluxo de auga que entra no rodete. O control de álabes multiguía rotatorio con bo rendemento adóptase para garantir que o fluxo de auga entre uniformemente ao longo da circunferencia cunha pequena perda de enerxía baixo diferentes caudais. Rodete. Asegúrese de que a turbina teña boas características hidráulicas, axuste o fluxo para cambiar a saída da unidade, sele o fluxo de auga e deteña a rotación da unidade durante a parada normal e accidental. Os mecanismos de guía de auga grandes e medianos pódense dividir en cilíndricos, cónicos (turbinas de tipo bulbo e fluxo oblicuo) e radiais (turbinas de penetración total) segundo a posición do eixe dos álabes guía. O mecanismo de guía de auga está composto principalmente por álabes guía, mecanismos de accionamento de álabes guía, compoñentes anulares, manguitos do eixe, selos e outros compoñentes.
Estrutura do dispositivo de álabes guía.
Os compoñentes anulares do mecanismo de guía da auga inclúen un anel inferior, unha tapa superior, unha tapa de soporte, un anel de control, un soporte de rolamento, un soporte de rolamento axial, etc. Teñen forzas complexas e altos requisitos de fabricación.
Anel inferior
O anel inferior é unha peza anular plana fixada ao anel de asento, a maioría das cales son de construción soldada por fundición. Debido á limitación das condicións de transporte en unidades grandes, pódese dividir en dúas metades ou unha combinación de máis pétalos. Para centrais eléctricas con desgaste de sedimentos, tómanse certas medidas antidesgaste na superficie do fluxo. Na actualidade, as placas antidesgaste instálanse principalmente nas caras extremas, e a maioría delas usan aceiro inoxidable 0Cr13Ni5Mn. Se o anel inferior e as caras extremas superior e inferior da álabe guía están seladas con goma, haberá unha ranura de cola ou unha ranura de selado de goma tipo placa de presión no anel inferior. A nosa fábrica usa principalmente placa de selado de latón. O orificio do eixe da álabe guía no anel inferior debe ser concéntrico coa tapa superior. A tapa superior e o anel inferior úsanse a miúdo para a mesma perforación das unidades medianas e pequenas. As unidades grandes agora perfórmanse directamente cunha máquina perforadora CNC na nosa fábrica.
Bucle de control
O anel de control é unha peza anular que transmite a forza do relé e xira a paleta guía a través do mecanismo de transmisión.
Ala guía
Na actualidade, os álabes guía adoitan ter dúas formas de folla estándar, simétrica e asimétrica. Os álabes guía simétricos úsanse xeralmente en turbinas de fluxo axial de alta velocidade específica con ángulo de envoltura de voluta incompleto; os álabes guía asimétricos úsanse xeralmente en volutas de ángulo de envoltura completo e funcionan con fluxo axial de baixa velocidade específica cunha gran abertura. turbinas e turbinas Francis de alta e media velocidade específica. Os álabes guía (cilíndricos) xeralmente fúndense na súa totalidade, e as estruturas soldadas por fundición tamén se usan en unidades grandes.
A álabe guía é unha parte importante do mecanismo de guía da auga, que desempeña un papel fundamental na formación e modificación do volume de circulación de auga que entra no rodete. A álabe guía divídese en dúas partes: o corpo da álabe guía e o diámetro do eixe da álabe guía. Xeralmente, utilízase toda a fundición e as unidades a grande escala tamén empregan soldadura por fundición. Os materiais son xeralmente ZG30 e ZG20MnSi. Para garantir a rotación flexible da álabe guía, os eixes superior, medio e inferior da álabe guía deben ser concéntricos, o balance radial non debe ser maior que a metade da tolerancia de diámetro do eixe central e o erro admisible da cara final da álabe guía que non é perpendicular ao eixe non debe superar os 0,15/1000. O perfil da superficie de fluxo da álabe guía afecta directamente o volume de circulación de auga que entra no rodete. A cabeza e a cola da álabe guía xeralmente están feitas de aceiro inoxidable para mellorar a resistencia á cavitación.
Manga da álabe guía e dispositivo de empuxe da álabe guía
O manguito da álabe guía é un compoñente que fixa o diámetro do eixe central na álabe guía, e a súa estrutura está relacionada co material, a xunta e a altura da tapa superior. Ten principalmente a forma dun cilindro integral e, en unidades grandes, está principalmente segmentado, o que ten a vantaxe de axustar moi ben a separación.
O dispositivo de empuxe da álabe guía impide que a álabe guía teña flotabilidade cara arriba baixo a acción da presión da auga. Cando a álabe guía supera o peso morto da álabe guía, esta elévase cara arriba, choca coa tapa superior e afecta á forza sobre a biela. A placa de empuxe é xeralmente de bronce de aluminio.
Selo da álabe guía
A paleta guía ten tres funcións de selado: unha é reducir a perda de enerxía, a outra é reducir as fugas de aire durante a operación de modulación de fase e a terceira é reducir a cavitación. Os selos das paletas guía divídense en selos de elevación e selos de extremo.
Hai selos no medio e na parte inferior do diámetro do eixe da álabe guía. Cando o diámetro do eixe está selado, a presión da auga entre o anel de selado e o diámetro do eixe da álabe guía está hermeticamente selada. Polo tanto, hai orificios de drenaxe na manga. O selo do diámetro inferior do eixe serve principalmente para evitar a entrada de sedimentos e a aparición de desgaste do diámetro do eixe.
Hai moitos tipos de mecanismos de transmisión de álabes guía, e hai dous de uso común. Un é o tipo de cabeza de forquita, que ten unha boa condición de tensión e é axeitado para unidades grandes e medianas. Un é o tipo de asa de orella, que se caracteriza principalmente por unha estrutura simple e é máis axeitado para unidades pequenas e medianas.
O mecanismo de transmisión da asa da orella está composto principalmente por un brazo de álabe guía, unha placa de conexión, unha media chave dividida, un pasador de cizalla, unha manga do eixe, unha tapa do extremo, unha asa da orella, un pasador de biela da manga rotatoria, etc. A forza non é boa, pero a estrutura é sinxela, polo que é máis axeitado en unidades pequenas e medianas.
Mecanismo de accionamento da forquilla
O mecanismo de transmisión da cabeza da forquilla está composto principalmente por un brazo de álabe guía, unha placa de conexión, unha cabeza da forquilla, un pasador da cabeza da forquilla, un parafuso de conexión, unha porca, unha media chaveta, un pasador de cizalla, unha manga do eixe, unha tapa final e un anel de compensación, etc.
O brazo da álabe guía e a álabe guía están conectados cunha chaveta dividida para transmitir directamente o par de funcionamento. Unha tapa final está instalada no brazo da álabe guía e a álabe guía está suspendida na tapa final cun parafuso de axuste. Debido ao uso dunha media chaveta dividida, a álabe guía móvese cara arriba e cara abaixo ao axustar a separación entre as caras extremas superior e inferior do corpo da álabe guía, mentres que as posicións doutras pezas de transmisión non se ven afectadas.
No mecanismo de transmisión da cabeza da forquilla, o brazo da álabe guía e a placa de conexión están equipados con pasadores de cizalla. Se as álabes guía quedan atascadas debido a obxectos estraños, a forza de funcionamento das pezas de transmisión relevantes aumentará bruscamente. Cando a tensión aumente a 1,5 veces, os pasadores de cizalla cortaranse primeiro. Protexa as outras pezas de transmisión de danos.
Ademais, na conexión entre a placa de conexión ou o anel de control e a cabeza da forquilla, para manter o parafuso de conexión horizontal, pódese instalar un anel de compensación para o axuste. As roscas en ambos extremos do parafuso de conexión son zurdas e destroras respectivamente, de xeito que a lonxitude da biela e a abertura da paleta guía pódense axustar durante a instalación.
Parte xiratoria
A parte xiratoria está composta principalmente por un rodete, un eixe principal, un rolamento e un dispositivo de selado. O rodete está montado e soldado pola coroa superior, o anel inferior e as pás. A maioría dos eixes principais da turbina están fundidos. Hai moitos tipos de rolamentos guía. Segundo as condicións de funcionamento da central eléctrica, existen varios tipos de rolamentos, como a lubricación con auga, a lubricación con aceite fino e a lubricación con aceite seco. En xeral, a central eléctrica adopta principalmente o tipo de cilindro de aceite fino ou rolamento de bloque.
Francisco corredor
O rodete Francis consta dunha coroa superior, láminas e un anel inferior. A coroa superior adoita estar equipada cun anel antifugas para reducir a perda de auga por fugas e un dispositivo de alivio de presión para reducir o empuxe axial da auga. O anel inferior tamén está equipado cun dispositivo antifugas.
Palas de corredor axiais
A lámina do rodete de fluxo axial (o compoñente principal para a conversión de enerxía) está composta por dúas partes: o corpo e o pivote. Fúndense por separado e combínanse con pezas mecánicas como parafusos e pasadores despois do procesamento. (Xeralmente, o diámetro do rodete é superior a 5 metros). A produción é xeralmente ZG30 e ZG20MnSi. O número de láminas do rodete é xeralmente 4, 5, 6 e 8.
Corpo de corredor
O corpo do corredor está equipado con todas as láminas e o mecanismo de accionamento, a parte superior está conectada co eixe principal e a parte inferior está conectada co cono de drenaxe, que ten unha forma complexa. Normalmente, o corpo do corredor está feito de ZG30 e ZG20MnSi. A forma é principalmente esférica para reducir a perda de volume. A estrutura específica do corpo do corredor depende da posición de disposición do relé e da forma do mecanismo de accionamento. Na súa conexión co eixe principal, o parafuso de acoplamento só soporta a forza axial e o par de torsión é soportado polos pasadores cilíndricos distribuídos ao longo da dirección radial da superficie da unión.
Mecanismo operativo
Articulación recta con bastidor de funcionamento:
1. Cando o ángulo da lámina está na posición media, o brazo está horizontal e a biela está vertical.
2. O brazo rotatorio e a lámina usan pasadores cilíndricos para transmitir o par, e a posición radial está posicionada polo anel de retención.
3. A biela está dividida en bielas interiores e exteriores, e a forza distribúese uniformemente.
4. Hai unha asa na estrutura de operación, que é cómoda para o axuste durante a montaxe. A cara final coincidente da asa e a estrutura de operación están limitadas por un pasador de límite para evitar que a biela quede atascada cando a asa estea fixada.
5. O marco de operación adopta a forma de "I". A maioría deles úsanse en unidades pequenas e medianas con 4 a 6 láminas.
Mecanismo de articulación recta sen marco de accionamento: 1. O marco de accionamento está cancelado e a biela e o brazo rotatorio son accionados directamente polo pistón do relé. en unidades grandes.
Mecanismo de articulación oblicua con marco operativo: 1. Cando o ángulo de rotación da lámina está na posición central, o brazo xiratorio e a biela teñen un ángulo de inclinación grande. 2. A carreira do relé aumenta e no corredor hai máis láminas.
Sala de corredores
A cámara do rodete é unha estrutura soldada con placa de aceiro global, e as pezas propensas á cavitación no medio están feitas de aceiro inoxidable para mellorar a resistencia á cavitación. A cámara do rodete ten a rixidez suficiente para cumprir o requisito de separación uniforme entre as láminas do rodete e a cámara do rodete cando a unidade está en funcionamento. A nosa fábrica formou un método de procesamento completo no proceso de fabricación: A. Procesamento con torno vertical CNC. B, procesamento con método de perfilado. A sección cónica recta do tubo de tiro está revestida con placas de aceiro, formadas na fábrica e montadas no lugar.
Data de publicación: 26 de setembro de 2022
