Vodna turbina je stroj koji pretvara potencijalnu energiju vode u mehaničku energiju. Korištenjem ovog stroja za pogon generatora, energija vode može se pretvoriti u
Električna energija Ovo je hidrogeneratorski set.
Moderne hidraulične turbine mogu se podijeliti u dvije kategorije prema principu protoka vode i strukturnim karakteristikama.
Druga vrsta turbine koja koristi i kinetičku i potencijalnu energiju vode naziva se udarna turbina.
Protunapad
Voda iz uzvodnog rezervoara prvo teče u komoru za preusmjeravanje vode (volutu), a zatim kroz vodeću lopaticu teče u zakrivljeni kanal lopatice rotora.
Protok vode stvara reakcijsku silu na lopaticama, što uzrokuje rotaciju impelera. U tom trenutku, energija vode se pretvara u mehaničku energiju, a voda koja teče iz rotora ispušta se kroz usisnu cijev.
Nizvodno.
Udarna turbina uglavnom uključuje Francisov tok, kosi tok i aksijalni tok. Glavna razlika je u tome što je struktura radnog kola drugačija.
(1) Francisov trkač se obično sastoji od 12-20 aerodinamičnih uvijenih lopatica i glavnih komponenti kao što su kruna kotača i donji prsten.
Dovod i aksijalni odvod, ova vrsta turbine ima širok raspon primjenjivih vodostaja, mali volumen i nisku cijenu, te se široko koristi pri visokim vodostajima.
Aksijalni tok se dijeli na propelerski i rotacijski tip. Prvi ima fiksnu lopaticu, dok drugi ima rotirajuću lopaticu. Aksijalni tok turbine obično se sastoji od 3-8 lopatica, tijela tok turbine, odvodnog konusa i drugih glavnih komponenti. Kapacitet protoka vode ove vrste turbine je veći od Francisovog toka. Kod lopataste turbine, budući da lopatica može mijenjati svoj položaj s opterećenjem, ima visoku učinkovitost u rasponu velikih promjena opterećenja. Antikavitacijska performansa i čvrstoća turbine su lošije od onih kod turbine miješanog toka, a struktura je također složenija. Općenito, prikladna je za raspon niskog i srednjeg vodostaja od 10.
(2) Funkcija komore za preusmjeravanje vode je ravnomjeran protok vode u mehanizam za vođenje vode, smanjenje gubitka energije mehanizma za vođenje vode i poboljšanje vodenog kotača.
učinkovitost stroja. Za velike i srednje turbine s vodenim stupcem iznad često se koristi metalna spirala kružnog presjeka.
(3) Mehanizam za vođenje vode općenito je ravnomjerno raspoređen oko rotora, s određenim brojem aerodinamičnih usmjerivača i njihovih rotirajućih mehanizama itd.
Funkcija sastava je ravnomjerno usmjeravanje protoka vode u rotor te podešavanjem otvora upravljačke lopatice mijenjanje preljeva turbine kako bi odgovarao
Zahtjevi za podešavanje i promjenu opterećenja generatora također mogu igrati ulogu brtvljenja vode kada su svi zatvoreni.
(4) Propusna cijev: Budući da se dio preostale energije u protoku vode na izlazu iz cijevi ne koristi, funkcija propusne cijevi je povrat
Dio energije i odvodi vodu nizvodno. Male turbine općenito koriste ravne konusne cijevi za odvod vode, koje imaju visoku učinkovitost, ali velike i srednje turbine su
Vodovodne cijevi ne mogu se kopati jako duboko, pa se koriste koljenom savijene cijevi za pročišćavanje.
Osim toga, u udarnoj turbini postoje cjevaste turbine, turbine s kosim protokom, reverzibilne pumpne turbine itd.
Udarna turbina:
Ova vrsta turbine koristi udarnu silu protoka vode velike brzine za rotaciju turbine, a najčešća je vrsta s lopaticama.
Koferne turbine se općenito koriste u gore navedenim hidroelektranama s visokim padom. Njihovi radni dijelovi uglavnom uključuju akvadukte, mlaznice i raspršivače.
Igla, vodeni kotač i spirala itd. opremljeni su s mnogo čvrstih žlicastih posuda za vodu na vanjskom rubu vodenog kotača. Učinkovitost ove turbine varira ovisno o opterećenju.
Promjena je mala, ali kapacitet protoka vode ograničen je mlaznicom, koja je mnogo manja od radijalnog aksijalnog protoka. Kako bi se poboljšao kapacitet protoka vode, povećajte izlaz i
Kako bi se poboljšala učinkovitost, velika turbina s vodenim vedrom promijenjena je s horizontalne na vertikalnu os, a razvijena je s jedne mlaznice na više mlaznica.
3. Uvod u strukturu reakcijske turbine
Ukopani dio, uključujući spiralu, prsten sjedišta, usisnu cijev itd., sav je ukopan u betonski temelj. Dio je dijelova za preusmjeravanje vode i preljev jedinice.
Spiralni
Spiralni ventil se dijeli na betonski i metalni. Jedinice s vodenim stupcem unutar 40 metara uglavnom koriste betonski spirali. Za turbine s vodenim stupcem većim od 40 metara, metalni spirali se općenito koriste zbog potrebe za čvrstoćom. Metalni spirali imaju prednosti visoke čvrstoće, jednostavne obrade, jednostavne građevinske konstrukcije i jednostavnog spajanja s cjevovodom za preusmjeravanje vode elektrane.
Postoje dvije vrste metalnih voluta, zavarene i lijevane.
Za velike i srednje udarne turbine s vodenim stupcem od oko 40-200 metara, uglavnom se koriste zavarene čelične spiralne ploče. Radi lakšeg zavarivanja, spirala je često podijeljena u nekoliko konusnih dijelova, svaki dio je kružnog oblika, a repni dio spiralne ploče je zbog toga što se presjek smanjuje i mijenja u ovalni oblik za zavarivanje s prstenom sjedišta. Svaki konusni segment se valja pomoću stroja za valjanje ploča.
U malim Francisovim turbinama često se koriste spiralne cijevi od lijevanog željeza koje se liju kao cjelina. Za turbine s visokim tlakom i velikim kapacitetom obično se koristi spirala od lijevanog čelika, a spirala i prsten sjedišta liju se u jednu cjelinu.
Donji dio spiralne cijevi opremljen je ispusnim ventilom za ispuštanje nakupljene vode tijekom održavanja.
Prsten sjedala
Sjedalo je osnovni dio udarne turbine. Osim što nosi tlak vode, nosi i težinu cijele jedinice i betona dijela jedinice, stoga zahtijeva dovoljnu čvrstoću i krutost. Osnovni mehanizam sjedišta sastoji se od gornjeg prstena, donjeg prstena i fiksne vodeće lopatice. Fiksna vodeća lopatica je potporni sjedište, potporanj koji prenosi aksijalno opterećenje i površina protoka. Istovremeno, to je glavni referentni dio u sastavljanju glavnih komponenti turbine i jedan je od najranije ugrađenih dijelova. Stoga mora imati dovoljnu čvrstoću i krutost, a istovremeno i dobre hidrauličke performanse.
Prsten sjedišta je i nosivi dio i protočni dio, tako da protočna površina ima aerodinamičan oblik kako bi se osigurali minimalni hidraulički gubici.
Sjedalo obično ima tri strukturna oblika: oblik jednog stupa, poluintegralni oblik i integralni oblik. Za Francisove turbine obično se koristi sjedilo integralne strukture.
Napojna cijev i temeljni prsten
Propusna cijev je dio protočnog kanala turbine, a postoje dvije vrste: ravna, konusna i zakrivljena. Zakrivljena propusna cijev se općenito koristi u velikim i srednjim turbinama. Temeljni prsten je osnovni dio koji spaja prsten sjedišta Francisove turbine s ulaznim dijelom propusne cijevi i ugrađen je u beton. Donji prsten rotora rotira unutar njega.
Struktura vodenog vodiča
Funkcija mehanizma za vođenje vode vodene turbine je formiranje i promjena volumena cirkulacije vode koja ulazi u rotor. Rotacijski mehanizam s više usmjernih lopatica s dobrim performansama osigurava ravnomjeran protok vode duž opsega s malim gubitkom energije pri različitim protocima. Osigurajte da turbina ima dobre hidraulične karakteristike, prilagodite protok kako biste promijenili izlaz jedinice, zatvorite protok vode i zaustavite rotaciju jedinice tijekom normalnog i hitnog isključivanja. Veliki i srednji mehanizmi za vođenje vode mogu se podijeliti na cilindrične, konusne (turbine tipa luka i turbine s kosim protokom) i radijalne (turbine s punim prodiranjem) prema položaju osi usmjernih lopatica. Mehanizam za vođenje vode uglavnom se sastoji od usmjernih lopatica, mehanizama za upravljanje usmjernim lopaticama, prstenastih komponenti, čahura osovine, brtvi i drugih komponenti.
Struktura uređaja s usmjerivačem.
Prstenaste komponente mehanizma za vođenje vode uključuju donji prsten, gornji poklopac, potporni poklopac, upravljački prsten, nosač ležaja, nosač aksijalnog ležaja itd. Imaju složene sile i visoke proizvodne zahtjeve.
Donji prsten
Donji prsten je ravni prstenasti dio pričvršćen na prsten sjedišta, od kojih je većina lijevano-zavarene konstrukcije. Zbog ograničenja uvjeta transporta u velikim jedinicama, može se podijeliti na dvije polovice ili kombinaciju više latica. Za elektrane s habanjem od sedimenta, poduzimaju se određene mjere protiv habanja na površini protoka. Trenutno se ploče protiv habanja uglavnom ugrađuju na čeone površine, a većina njih koristi nehrđajući čelik 0Cr13Ni5Mn. Ako su donji prsten i gornja i donja čeona površina vodeće lopatice zabrtvljene gumom, na donjem prstenu mora biti utor za rep ili utor za gumenu brtvu tipa tlačne ploče. Naša tvornica uglavnom koristi mesinganu brtvenu ploču. Otvor osovine vodeće lopatice na donjem prstenu trebao bi biti koncentričan s gornjim poklopcem. Gornji poklopac i donji prsten često se koriste za isto bušenje srednjih i malih jedinica. Velike jedinice sada se izravno buše CNC bušilicom u našoj tvornici.
Kontrolna petlja
Upravljački prsten je prstenasti dio koji prenosi silu releja i okreće vodilicu kroz mehanizam prijenosa.
Vodilica
Trenutno, vodilice često imaju dva standardna oblika listova, simetrične i asimetrične. Simetrične vodilice se općenito koriste u aksijalnim turbinama velike specifične brzine s nepotpunim kutom omota spiralne lopute; asimetrične vodilice se općenito koriste u spiralama punog kuta omota i rade s aksijalnim protokom male specifične brzine s velikim otvorom i Francisovim turbinama velike i srednje specifične brzine. (Cilindrične) vodilice se općenito liju u cijelosti, a lijevano-zavarene konstrukcije se također koriste u velikim jedinicama.
Vodilica je važan dio mehanizma za vođenje vode, koji igra ključnu ulogu u formiranju i promjeni volumena cirkulacije vode koja ulazi u rotor. Vodilica je podijeljena na dva dijela: tijelo vodilice i promjer osovine vodilice. Općenito se koristi cijeli odljevak, a velike jedinice također koriste zavarivanje lijevanog materijala. Materijali su općenito ZG30 i ZG20MnSi. Kako bi se osigurala fleksibilna rotacija vodilice, gornja, srednja i donja osovina vodilice trebaju biti koncentrične, radijalni zamah ne smije biti veći od polovice tolerancije promjera središnje osovine, a dopuštena pogreška čeone površine vodilice koja nije okomita na os ne smije prelaziti 0,15/1000. Profil površine protoka vodilice izravno utječe na volumen cirkulacije vode koja ulazi u rotor. Glava i rep vodilice općenito su izrađeni od nehrđajućeg čelika radi poboljšanja otpornosti na kavitaciju.
Čahura vodeće lopatice i potisni uređaj vodeće lopatice
Čahura vodeće lopatice je komponenta koja fiksira promjer središnje osovine na vodećoj lopatici, a njezina struktura povezana je s materijalom, brtvom i visinom gornjeg poklopca. Uglavnom je u obliku integralnog cilindra, a kod velikih jedinica uglavnom je segmentirana, što ima prednost vrlo dobrog podešavanja razmaka.
Uređaj za potisak vodeće lopatice sprječava uzgon vodeće lopatice prema gore pod djelovanjem tlaka vode. Kada vodeća lopatica premaši vlastitu težinu vodeće lopatice, vodeća lopatica se podiže prema gore, sudara se s gornjim poklopcem i utječe na silu na klipnjaču. Potisna ploča je općenito od aluminijske bronce.
Brtva vodeće lopatice
Vodilica ima tri funkcije brtvljenja, jedna je smanjenje gubitka energije, druga je smanjenje propuštanja zraka tijekom rada fazne modulacije, a treća je smanjenje kavitacije. Brtve vodilice dijele se na elevacijske i krajnje brtve.
U sredini i na dnu promjera osovine vodeće lopatice nalaze se brtve. Kada je promjer osovine zatvoren, tlak vode između brtvenog prstena i promjera osovine vodeće lopatice je čvrsto zatvoren. Stoga se u rukavu nalaze drenažni otvori. Brtvljenje donjeg promjera osovine uglavnom služi za sprječavanje ulaska sedimenta i pojave trošenja promjera osovine.
Postoji mnogo vrsta mehanizama za prijenos s usmjerivačem lopatica, a dva se najčešće koriste. Jedan je tip s viličastom glavom, koji ima dobro stanje naprezanja i prikladan je za velike i srednje jedinice. Jedan je tip s ušnom ručkom, koji se uglavnom odlikuje jednostavnom strukturom i prikladniji je za male i srednje jedinice.
Prijenosni mehanizam s ušnom ručkom uglavnom se sastoji od kraka vodilice, spojne ploče, podijeljenog polu-ključa, smicajućeg klina, čahure osovine, završnog poklopca, ušne ručke, klina klipnjače rotacijske čahure itd. Sila nije dobra, ali je struktura jednostavna, pa je prikladnija za male i srednje jedinice.
Mehanizam pogona vilice
Prijenosni mehanizam viljuškaste glave uglavnom se sastoji od kraka vodilice, spojne ploče, viljuškaste glave, klina viljuškaste glave, spojnog vijka, matice, polu-ključa, smicajućeg klina, čahure osovine, završnog poklopca i kompenzacijskog prstena itd.
Krak vodilice i vodilica spojeni su razdvojenim ključem za izravan prijenos radnog momenta. Na krak vodilice ugrađen je krajnji poklopac, a vodilica je obješena na krajnji poklopac pomoću vijka za podešavanje. Zbog upotrebe razdvojenog ključa, vodilica se pomiče gore-dolje prilikom podešavanja razmaka između gornje i donje krajnje površine tijela vodilice, dok položaji ostalih dijelova prijenosa nisu pogođeni. utjecaji.
U mehanizmu prijenosa s viličastom glavom, krak vodeće lopatice i spojna ploča opremljeni su smicajnim klinovima. Ako su vodeće lopatice zaglavljene zbog stranih predmeta, radna sila relevantnih dijelova prijenosa naglo će se povećati. Kada se naprezanje poveća na 1,5 puta, prvo će se prerezati smicajni klinovi. Zaštitite ostale dijelove prijenosa od oštećenja.
Osim toga, na spoju između spojne ploče ili upravljačkog prstena i glave vilice, kako bi se spojni vijak održao vodoravnim, može se ugraditi kompenzacijski prsten za podešavanje. Navoji na oba kraja spojnog vijka su lijevi i desni, tako da se duljina klipnjače i otvor vodeće lopatice mogu podesiti tijekom ugradnje.
Rotirajući dio
Rotirajući dio se uglavnom sastoji od rotora, glavnog vratila, ležaja i brtvenog uređaja. Rotor je sastavljen i zavaren gornjom krunom, donjim prstenom i lopaticama. Većina glavnih vratila turbina je lijevana. Postoje mnoge vrste vodećih ležajeva. Ovisno o radnim uvjetima elektrane, postoji nekoliko vrsta ležajeva kao što su podmazivanje vodom, podmazivanje tankim uljem i podmazivanje suhim uljem. Općenito, elektrana uglavnom koristi tankoslojni cilindrični ili blokovni ležaj.
Franjo trkač
Francisov klizač sastoji se od gornje krune, lopatica i donjeg prstena. Gornja kruna obično je opremljena prstenom protiv propuštanja kako bi se smanjio gubitak vode zbog propuštanja i uređajem za smanjenje tlaka kako bi se smanjio aksijalni potisak vode. Donji prsten također je opremljen uređajem protiv propuštanja.
Aksijalne lopatice trkača
Lopatica aksijalnog rotora (glavna komponenta za pretvorbu energije) sastoji se od dva dijela: tijela i osovine. Lijeva se odvojeno, a nakon obrade spaja se s mehaničkim dijelovima poput vijaka i klinova. (Općenito, promjer rotora je veći od 5 metara) Općenito se proizvodi od ZG30 i ZG20MnSi čelika. Broj lopatica rotora je općenito 4, 5, 6 i 8.
Tijelo trkača
Tijelo rotora opremljeno je svim lopaticama i radnim mehanizmom, gornji dio je spojen s glavnom osovinom, a donji dio s odvodnim konusom, koji ima složen oblik. Obično je tijelo rotora izrađeno od ZG30 i ZG20MnSi. Oblik je uglavnom sferičan kako bi se smanjio gubitak volumena. Specifična struktura tijela rotora ovisi o položaju releja i obliku radnog mehanizma. U spoju s glavnom osovinom, spojni vijak nosi samo aksijalnu silu, a moment nose cilindrični klinovi raspoređeni duž radijalnog smjera spojne površine.
Radni mehanizam
Izravna veza s operativnim okvirom:
1. Kada je kut lopatice u srednjem položaju, ruka je vodoravna, a klipnjača okomita.
2. Rotirajuća ruka i oštrica koriste cilindrične igle za prijenos momenta, a radijalni položaj se pozicionira pomoću sigurnosnog prstena.
3. Klipnjača je podijeljena na unutarnju i vanjsku klipnjaču, a sila je ravnomjerno raspoređena.
4. Na okviru za upravljanje nalazi se ručka za uho, što je praktično za podešavanje tijekom montaže. Odgovarajuća čeona površina ručke za uho i okvira za upravljanje ograničena je graničnim klinom kako bi se spriječilo zaglavljivanje klipnjače kada je ručka za uho fiksirana.
5. Okvir za upravljanje ima oblik slova "I". Većina ih se koristi u malim i srednjim jedinicama s 4 do 6 lopatica.
Mehanizam s ravnom polugom bez radnog okvira: 1. Radni okvir je otkazan, a klipnjača i rotirajuća ruka izravno se pokreću relejnim klipom. u velikim jedinicama.
Mehanizam kosog zgloba s radnim okvirom: 1. Kada je kut rotacije lopatica u srednjem položaju, okretna ruka i klipnjača imaju veliki kut nagiba. 2. Hod releja je povećan, a u rotoru s više lopatica.
Soba za trkače
Komora rotora je globalno zavarena konstrukcija od čeličnih ploča, a dijelovi skloni kavitaciji u sredini izrađeni su od nehrđajućeg čelika radi poboljšanja otpornosti na kavitaciju. Komora rotora ima dovoljnu krutost da zadovolji zahtjev ujednačenog razmaka između lopatica rotora i komore rotora kada jedinica radi. Naša tvornica je u proizvodnom procesu razvila kompletnu metodu obrade: A. Obrada vertikalnim CNC tokarilicom. B, obrada metodom profiliranja. Ravni konusni dio cijevi za pročišćavanje obložen je čeličnim pločama, oblikovanim u tvornici i sastavljenim na licu mjesta.
Vrijeme objave: 26. rujna 2022.
