Alternativni hidroelektrični generator 500KW Francis hidroturbina u Uzbekistanu
Francisova turbina je kombinacija impulsne i reakcijske turbine, gdje se lopatice okreću koristeći i reakcijsku i impulsnu silu vode koja teče kroz njih, učinkovitije proizvodeći električnu energiju. Francisova turbina se najčešće koristi za proizvodnju električne energije u srednjim ili velikim hidroelektranama.
Ove turbine mogu se koristiti za padove od 2 metra do visine od 300 metara. Osim toga, ove turbine su korisne jer rade jednako dobro kada su postavljene horizontalno kao i kada su orijentirane vertikalno. Voda koja prolazi kroz Francisovu turbinu gubi tlak, ali ostaje manje-više istom brzinom, pa bi se smatrala reakcijskom turbinom.
Opis dijagrama glavnih komponenti svake Francisove turbine je sljedeći.
Spiralno kućište
Spiralno kućište je ulazni medij vode u turbinu. Voda koja teče iz rezervoara ili brane prolazi kroz ovu cijev pod visokim tlakom. Lopatice turbina su kružno postavljene, što znači da voda koja udara u lopatice turbine treba teći u kružnoj osi radi učinkovitog udara. Stoga se koristi spiralno kućište, ali zbog kružnog kretanja vode gubi tlak.
Kako bi se održao isti tlak, promjer kućišta se postupno smanjuje, čime se postiže ujednačen zamah ili brzina udara u lopatice rotora.
Ostanite lopatice
Zaporne i usmjeravajuće lopatice vode vodu do lopatica rotora. Zaporne lopatice ostaju nepomične na svom mjestu i smanjuju vrtloženje vode zbog radijalnog toka pri ulasku u lopatice rotora, čime se turbina čini učinkovitijom.
Vodilice
Vodilice nisu stacionarne, one mijenjaju svoj kut prema potrebi kako bi kontrolirale kut udara vode na lopatice turbine radi povećanja učinkovitosti. Također reguliraju brzinu protoka vode u lopatice rotora, čime kontroliraju izlaznu snagu turbine prema opterećenju turbine.
Trkačke oštrice
Lopatice rotora su srce svake Francisove turbine. To su središta gdje fluid udara, a tangencijalna sila udara uzrokuje rotaciju osovine turbine, stvarajući moment. Potrebno je posvetiti posebnu pozornost dizajnu kutova lopatica na ulazu i izlazu, jer su to glavni parametri koji utječu na proizvodnju energije.
Lopatice rotora imaju dva dijela. Donja polovica je izrađena u obliku male kante za okretanje turbine korištenjem impulsnog djelovanja vode. Dok gornji dio lopatica koristi silu reakcije vode koja teče kroz njega. Rotor se okreće djelovanjem ove dvije sile.
Cijev za odvod vode
Tlak na izlazu iz rotora reakcijske turbine općenito je manji od atmosferskog tlaka. Voda na izlazu ne može se izravno ispustiti u odvodni kanal. Za ispuštanje vode s izlaza turbine u odvodni kanal koristi se cijev ili cijev postupno povećavajućeg područja.
Ova cijev s povećanom površinom naziva se propuhna cijev. Jedan kraj cijevi spojen je na izlaz cijevi. Međutim, drugi kraj je uronjen ispod razine vode u stražnjem dijelu cijevi.
Princip rada Francisove turbine s dijagramom
Francisove turbine se redovito koriste u hidroelektranama. U tim elektranama voda pod visokim tlakom ulazi u turbinu kroz kućište u obliku puža (volutu). To kretanje smanjuje tlak vode dok se ona uvija kroz cijev; međutim, brzina vode ostaje nepromijenjena. Nakon prolaska kroz spiralu, voda teče kroz vodeće lopatice i usmjerava se prema lopaticama rotora pod optimalnim kutovima. Budući da voda prelazi precizno zakrivljene lopatice rotora, voda se skreće donekle bočno. Zbog toga voda gubi dio svog "vrtložnog" gibanja. Voda se također skreće u aksijalnom smjeru kako bi izašla iz usisne cijevi u stražnji kanal.
Spomenuta cijev smanjuje izlaznu brzinu vode kako bi se iz ulazne vode izvukla maksimalna količina energije. Proces preusmjeravanja vode kroz lopatice rotora rezultira silom koja pokreće lopatice na suprotnu stranu dok se voda skreće. Ta reaktivna sila (kao što znamo iz Newtonovog trećeg zakona) uzrokuje prijenos snage s vode na osovinu turbine, nastavljajući rotaciju. Budući da se turbina kreće zbog te reaktivne sile, Francisove turbine se nazivaju reaktivnim turbinama. Proces promjene smjera protoka vode također smanjuje tlak unutar same turbine.
Prednosti proizvoda
1. Sveobuhvatni kapacitet obrade. Kao što su 5M CNC VTL OPERATER, 130 i 150 CNC strojeva za bušenje poda, peć za žarenje na konstantnoj temperaturi, blanjalica i glodalica, CNC obradni centar itd.
2. Projektirani vijek trajanja je više od 40 godina.
3. Forster pruža jednokratnu besplatnu uslugu na lokaciji ako kupac kupi tri jedinice (kapaciteta ≥100 kW) unutar jedne godine ili je ukupna količina veća od 5 jedinica. Usluga na lokaciji uključuje pregled opreme, provjeru nove lokacije, obuku za instalaciju i održavanje itd.
4.OEM prihvaćen.
5. CNC obrada, ispitivanje dinamičke ravnoteže i izotermno žarenje, NDT ispitivanje.
6. Mogućnosti dizajna i istraživanja i razvoja, 13 viših inženjera s iskustvom u dizajnu i istraživanju.
7. Tehnički konzultant iz Forstera radio je na hidroturbini 50 godina i dobio je posebnu naknadu Kineskog državnog vijeća.
Video Francisove turbine od 500 kW
