Turbin penangkal serangan adalah sejenis 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 pengarah air dan pipa hisap.
1) Runner. Runner adalah bagian dari turbin air yang mengubah energi aliran air menjadi energi mekanik putar. Tergantung pada arah konversi energi air, struktur runner dari berbagai turbin aliran balik juga berbeda. Runner turbin Francis terdiri dari bilah yang dipelintir dan dirampingkan, 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 sesuai dengan kondisi kerja dan disesuaikan dengan bukaan sudu pengarah. Garis tengah rotasi bilah berada pada sudut miring (45°-60°) terhadap sumbu turbin.
2) Ruang pengalihan air. Fungsinya adalah untuk membuat aliran air merata ke dalam mekanisme pengarah air, mengurangi kehilangan energi, dan meningkatkan efisiensi turbin. Turbin berukuran besar dan menengah sering menggunakan volute logam berpenampang melingkar untuk ketinggian di atas 50m, dan volute beton berpenampang trapesium untuk ketinggian di bawah 50m.
3) Mekanisme pengarah air. Mekanisme ini umumnya terdiri dari sejumlah sudu pengarah yang ramping dan mekanisme putarannya yang tersusun merata di sekeliling runner. Fungsinya adalah untuk mengarahkan aliran air secara merata ke dalam runner, dan dengan menyesuaikan bukaan sudu pengarah, mengubah laju aliran turbin untuk memenuhi kebutuhan beban genset, serta berperan sebagai penyegel air ketika tertutup sepenuhnya.
4) Pipa pengisap. Aliran air di outlet runner masih memiliki sebagian energi berlebih yang belum digunakan. Peran pipa pengisap adalah untuk memulihkan sebagian energi ini dan membuang air ke hilir. Pipa pengisap dibagi menjadi dua jenis, kerucut lurus dan lengkung. Yang pertama memiliki koefisien energi yang besar dan umumnya cocok untuk turbin horizontal dan tubular kecil; yang kedua memiliki kinerja hidrolik yang lebih rendah daripada kerucut lurus, tetapi memiliki kedalaman penggalian yang lebih kecil, dan banyak digunakan pada turbin counterattack berukuran besar dan menengah.
(2) Klasifikasi. Berdasarkan arah aksial aliran air melalui impaktor, turbin impak dibagi menjadi turbin Francis, turbin aliran diagonal, turbin aliran aksial, dan turbin tubular.
1) Turbin Francis. Turbin Francis (aliran radial aksial atau Francis) adalah turbin aliran balik di mana air mengalir secara radial dari keliling runner ke arah aksial. Turbin jenis ini memiliki rentang ketinggian jatuh yang luas (30-700m), struktur sederhana, volume kecil, dan biaya rendah. Turbin Francis terbesar yang telah beroperasi di Tiongkok adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air Ertan, dengan daya keluaran nominal 582 MW dan daya keluaran maksimum 621 MW.
2) Turbin aliran aksial. Turbin aliran aksial adalah turbin aliran balik di mana air mengalir masuk dari arah aksial dan keluar dari runner dalam arah aksial. Jenis turbin ini dibagi menjadi dua jenis: jenis bilah tetap (tipe sekrup) dan jenis putar (tipe Kaplan). Bilah pada jenis pertama tetap, sedangkan bilah pada jenis kedua dapat diputar. Kapasitas aliran air turbin aliran aksial lebih besar daripada turbin Francis. Karena bilah turbin aliran aksial dapat mengubah posisi dengan perubahan beban, turbin ini memiliki efisiensi yang lebih tinggi dalam rentang perubahan beban yang luas. Kinerja anti-kavitasi dan kekuatan mekanik turbin aliran aksial lebih buruk daripada turbin Francis, dan strukturnya juga lebih rumit. Saat ini, head yang dapat diterapkan untuk jenis turbin ini telah mencapai 80m atau lebih.
3) Turbin tubular. Aliran air pada turbin air jenis ini mengalir secara aksial keluar dari runner, dan tidak ada rotasi sebelum dan sesudah runner. Kisaran head yang dapat dimanfaatkan adalah 3-20 meter. Badan turbin memiliki keunggulan tinggi yang kecil, kondisi aliran air yang baik, efisiensi tinggi, pekerjaan teknik sipil yang lebih sedikit, biaya rendah, tidak memerlukan volute dan pipa hisap melengkung, dan semakin rendah head, semakin jelas keunggulannya.
Turbin tubular dibagi menjadi dua jenis: aliran penuh dan aliran sebagian berdasarkan koneksi generator dan mode transmisi. Turbin aliran sebagian selanjutnya dibagi menjadi tipe bohlam, tipe poros, dan tipe perpanjangan poros. Di antara keduanya, tipe perpanjangan poros juga dibagi menjadi dua jenis. Ada sumbu miring dan sumbu horizontal. Saat ini, tipe tubular bohlam, tipe perpanjangan poros, dan tipe poros vertikal yang paling banyak digunakan sebagian besar digunakan pada unit kecil. Dalam beberapa tahun terakhir, tipe poros juga telah digunakan pada unit besar dan menengah.
Generator unit tabung perpanjangan poros dipasang di luar saluran air, dan generator dihubungkan ke turbin dengan poros miring yang lebih panjang atau poros horizontal. Struktur tipe perpanjangan 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 garis tengah bilah runner berada pada sudut tertentu terhadap garis tengah turbin. Karena karakteristik strukturnya, unit ini tidak boleh tenggelam selama pengoperasian, sehingga perangkat perlindungan sinyal perpindahan aksial dipasang pada struktur kedua untuk mencegah kecelakaan akibat benturan antara bilah dan ruang runner. Rentang head pemanfaatan turbin aliran diagonal adalah 25～200m.
Waktu posting: 19 Oktober 2021
