Sokféle vízerőmű létezik. Ma részletesen bemutatjuk az axiális áramlású vízerőművet. Az axiális áramlású vízerőmű alkalmazása az utóbbi években főként a nagy vízmagasság és a nagy méret fejlesztésére irányult. A hazai axiális áramlású turbinák fejlesztése is gyors ütemben halad. A megépített Gezhouba vízerőműben kétféle axiális áramlású lapátos turbina van telepítve, amelyek közül az egyik futófelületének átmérője 11,3 m, ami a hasonló turbinák futófelületének átmérője a világon. Íme a közbenső axiális áramlású turbinák előnyei és hátrányai.
Az axiális áramlású turbina előnyei
A Francis turbinához képest az axiális áramlású turbinának a következő fő előnyei vannak:
1. Nagy fajlagos sebesség és jó energiajellemzők. Ezért az egységnyi sebessége és az egységnyi áramlása magasabb, mint a Francis turbináé. Azonos nyomás- és teljesítményviszonyok mellett jelentősen csökkentheti a hidraulikus turbinagenerátor egység méretét, súlyát és anyagmegtakarítást eredményez, így nagy gazdasági előnyökkel jár.
2. Az axiális áramlású turbina futólapátjainak felületi alakja és érdessége könnyen kielégíthető a gyártási követelményekkel szemben. Mivel az axiális áramlású propelleres turbina lapátjai foroghatnak, az átlagos hatásfok magasabb, mint a Francis turbináé. A terhelés és a fejmagasság változásával a hatásfok alig változik.
3. Az axiális áramlású lapátturbina futólapátjai szétszerelhetők a gyártás és a szállítás megkönnyítése érdekében.
Ennek köszönhetően az axiális áramlású turbina széles üzemi tartományban stabil marad, kevesebb rezgéssel rendelkezik, valamint magas hatásfokkal és teljesítménnyel rendelkezik. Az alacsony vízmagasság tartományában szinte kiváltja a Francis turbinát. Az elmúlt évtizedekben nagy fejlődésen és széles körű alkalmazáson esett át az egységnyi kapacitás és a vízmagasság tekintetében.
3. Az axiális áramlású turbina hátrányai
Az axiális áramlású turbinának azonban vannak hátrányai is, és korlátozza alkalmazási körét. Fő hátrányai a következők:
1. A pengék száma kicsi és konzolos, így a szilárdság gyenge, és nem alkalmazható közepes és nagy nyomású vízerőművekre.
2. A nagy egységáram és a nagy egységsebesség miatt kisebb szívási magassággal rendelkezik, mint a Francis turbinája azonos vízmagasság mellett, ami nagy földmunkák mélységét és az erőmű alapozásának viszonylag magas beruházási költségét eredményezi.
Az axiális áramlású turbinák fenti hiányosságai miatt az axiális áramlású turbinák alkalmazási magasságát folyamatosan fejlesztik új, nagy szilárdságú és kavitációálló anyagok alkalmazásával a turbinagyártásban, valamint a lapátok feszültségállapotának javításával a tervezés során. Jelenleg az axiális áramlású propelleres turbinák alkalmazási magassága 3-90 m, ami a Francis turbinák területére is belépett. Például egy külföldi axiális áramlású propelleres turbina egyetlen gépének teljesítménye 181700 kW, a fejmagasság 88 m, a futómű átmérője pedig 10,3 m. A Kínában gyártott axiális áramlású propelleres turbina egyetlen gépének teljesítménye 175000 kW, a fejmagasság 78 m, a futómű átmérője pedig 11,3 m. Az axiális fix propelleres turbina fix lapátokkal és egyszerű szerkezettel rendelkezik, de nem tud alkalmazkodni a vízmagasság és a terhelés nagy változásával rendelkező vízerőművekhez. Nagy, stabil vízmagassággal rendelkező, alapterhelésként vagy több egységként szolgáló vízerőművek esetében a gazdasági összehasonlítás alapján akkor is figyelembe vehető, ha szezonális villamos energia áll rendelkezésre. Alkalmazható vízoszlop-tartománya 3-50 m. Az axiális áramlású propelleres turbina általában függőleges elrendezésű, és működési folyamata alapvetően megegyezik a Francis turbinájával. A különbség az, hogy a terhelés változásakor nemcsak a vezetőlapát forgását szabályozza, hanem a futólapát forgását is a magas hatásfok fenntartása érdekében.
A Francis turbinát korábban már bemutattuk. A vízerőművek közül a Francis turbina nagyon eltér az axiális áramlású turbinától. Például a járókerekük szerkezeti formája eltérő. A Francis turbina lapátjai majdnem párhuzamosak a főtengellyel, míg az axiális áramlású turbinák lapátjai majdnem merőlegesek a főtengelyre.
Közzététel ideje: 2022. április 19.
