Turbin serangan balik adalah jenis mesin hidrolik yang menggunakan tekanan aliran air untuk mengubah energi air menjadi energi mekanik.
(1) Struktur. Komponen struktural utama turbin serangan balik adalah runner, ruang pengalihan air, mekanisme pemandu air, dan draft tube.
1) Runner. Runner merupakan bagian dari turbin air yang mengubah energi aliran air menjadi energi mekanik berputar. Bergantung pada arah konversi energi air, struktur runner dari berbagai turbin counterattack juga berbeda. Runner turbin Francis terdiri dari bilah bengkok yang ramping, mahkota dan cincin bawah serta komponen vertikal utama lainnya; runner turbin aliran aksial terdiri dari bilah, badan runner dan kerucut pembuangan serta komponen utama lainnya: struktur runner turbin aliran diagonal lebih kompleks. Sudut penempatan bilah dapat diubah dengan kondisi kerja dan disesuaikan dengan bukaan baling-baling pemandu. Garis tengah putaran bilah berada pada sudut miring (45°-60°) terhadap sumbu turbin.
2) Ruang pengalihan air. Fungsinya adalah agar air mengalir merata ke mekanisme pengarah air, mengurangi kehilangan energi, dan meningkatkan efisiensi turbin. Turbin berukuran besar dan sedang sering menggunakan volute logam berpenampang melingkar dengan tinggi di atas 50 m, dan volute beton berpenampang trapesium untuk volute di bawah 50 m.
3) Mekanisme pemandu air. Umumnya terdiri dari sejumlah bilah pemandu yang ramping dan mekanisme putarnya yang disusun secara merata di sekeliling runner. Fungsinya adalah untuk memandu aliran air secara merata ke dalam runner, dan dengan menyesuaikan bukaan bilah pemandu, untuk mengubah laju aliran turbin agar sesuai dengan kebutuhan beban genset, dan juga berperan untuk menyegel air saat tertutup sepenuhnya.
4) Draft tube. Aliran air di outlet runner masih memiliki sebagian energi surplus yang belum digunakan. Peran draft tube adalah untuk memulihkan sebagian energi ini dan membuang air ke hilir. Draft tube dibagi menjadi dua jenis, kerucut lurus dan melengkung. Yang pertama memiliki koefisien energi yang besar dan umumnya cocok untuk turbin horizontal dan tubular kecil; yang terakhir memiliki kinerja hidraulik yang lebih rendah daripada kerucut lurus, tetapi memiliki kedalaman penggalian yang lebih kecil, dan banyak digunakan dalam turbin counterattack berukuran besar dan sedang.
(2) Klasifikasi. Menurut arah aksial aliran air melalui runner, turbin impak dibagi menjadi turbin Francis, turbin aliran diagonal, turbin aliran aksial dan turbin tubular.
1) Turbin Francis. Turbin Francis (aliran aksial radial atau Francis) adalah turbin counter-attack di mana air mengalir secara radial dari keliling runner ke arah aksial. Jenis turbin ini memiliki berbagai macam head yang dapat diaplikasikan (30-700m), struktur sederhana, volume kecil, dan biaya rendah. Turbin Francis terbesar yang telah dioperasikan di Tiongkok adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air Ertan, dengan daya keluaran terukur 582 MW dan daya keluaran maksimum 621 MW.
2) Turbin aliran aksial. Turbin aliran aksial adalah turbin serangan balik di mana air mengalir masuk dari arah aksial dan mengalir keluar dari runner dalam arah aksial. Jenis turbin ini dibagi menjadi dua jenis: tipe bilah tetap (tipe sekrup) dan tipe putar (tipe Kaplan). Bilah yang pertama bersifat tetap, dan bilah yang terakhir dapat diputar. Kapasitas aliran air turbin aliran aksial lebih besar daripada turbin Francis. Karena bilah turbin dayung dapat berubah posisi dengan perubahan beban, mereka memiliki efisiensi yang lebih tinggi dalam berbagai perubahan beban. Kinerja anti-kavitasi dan kekuatan mekanis turbin aliran aksial lebih buruk daripada turbin Francis, dan strukturnya juga lebih rumit. Saat ini, head yang berlaku dari turbin jenis ini telah mencapai 80m atau lebih.
3) Turbin tubular. Aliran air dari turbin air jenis ini mengalir secara aksial keluar dari runner, dan tidak ada putaran sebelum dan sesudah runner. Kisaran head pemanfaatan adalah 3-20. . Badan pesawat memiliki keunggulan tinggi yang kecil, kondisi aliran air yang baik, efisiensi tinggi, lebih sedikit rekayasa sipil, biaya rendah, tidak perlu volute dan tabung draft melengkung, dan semakin rendah head, semakin jelas keunggulannya.
Turbin tubular dibagi menjadi dua jenis: aliran penuh dan aliran setengah menurut koneksi generator dan mode transmisi. Turbin aliran setengah dibagi lagi menjadi tipe bulb, tipe poros, dan tipe ekstensi poros. Di antara semuanya, tipe ekstensi poros juga dibagi menjadi dua jenis. Ada sumbu miring dan sumbu horizontal. Saat ini, tipe bulb tubular, tipe ekstensi poros, dan tipe poros vertikal yang paling banyak digunakan sebagian besar digunakan dalam unit kecil. Dalam beberapa tahun terakhir, tipe poros juga telah digunakan dalam unit berukuran besar dan sedang.
Generator unit tubular dengan ekstensi poros dipasang di luar jalur air, dan generator dihubungkan ke turbin dengan poros miring atau poros horizontal yang lebih panjang. Struktur tipe ekstensi poros ini lebih sederhana daripada tipe bohlam.
4) Turbin aliran diagonal. Struktur dan ukuran turbin aliran diagonal (juga disebut diagonal) berada di antara aliran campuran dan aliran aksial. Perbedaan utamanya adalah bahwa garis tengah bilah runner berada pada sudut tertentu terhadap garis tengah turbin. Karena karakteristik strukturalnya, unit tidak boleh tenggelam selama pengoperasian, sehingga perangkat perlindungan sinyal perpindahan aksial dipasang di struktur kedua untuk mencegah kecelakaan akibat bilah dan ruang runner bertabrakan. Kisaran head pemanfaatan turbin aliran diagonal adalah 25～200m.
Waktu posting: 19-Okt-2021
