Terdapat banyak jenis generator hidro. Hari ini, mari kita bahas generator hidro aliran aksial secara detail. Penerapan generator hidro aliran aksial dalam beberapa tahun terakhir terutama berfokus pada pengembangan pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian jatuh air yang tinggi dan ukuran yang besar. Perkembangan turbin aliran aksial domestik juga pesat. Terdapat dua jenis turbin dayung aliran aksial yang terpasang di pembangkit listrik tenaga air Gezhouba, salah satunya memiliki diameter runner 11,3 m, yang merupakan diameter runner turbin sejenis di dunia. Berikut adalah kelebihan dan kekurangan turbin aliran aksial menengah.
Keunggulan turbin aliran aksial
Dibandingkan dengan turbin Francis, turbin aliran aksial memiliki keunggulan utama sebagai berikut:
1. Kecepatan spesifik tinggi dan karakteristik energi yang baik. Oleh karena itu, kecepatan unit dan aliran unitnya lebih tinggi daripada turbin Francis. Dalam kondisi head dan output yang sama, turbin ini dapat mengurangi ukuran unit generator turbin hidrolik secara signifikan, mengurangi berat unit, dan menghemat konsumsi material, sehingga memiliki manfaat ekonomi yang tinggi.
2. Bentuk permukaan dan kekasaran permukaan bilah runner turbin aliran aksial mudah memenuhi persyaratan dalam pembuatannya. Karena bilah turbin baling-baling aliran aksial dapat berputar, efisiensi rata-ratanya lebih tinggi daripada turbin Francis. Ketika beban dan head berubah, efisiensi hanya sedikit berubah.
3. Bilah runner turbin dayung aliran aksial dapat dibongkar untuk mempermudah pembuatan dan pengangkutan.
Oleh karena itu, turbin aliran aksial tetap stabil dalam rentang operasi yang luas, memiliki getaran yang lebih rendah, serta efisiensi dan output yang tinggi. Pada rentang ketinggian air rendah, turbin ini hampir sepenuhnya menggantikan turbin Francis. Dalam beberapa dekade terakhir, turbin ini telah mengalami perkembangan pesat dan penerapan yang luas baik dari segi kapasitas unit tunggal maupun ketinggian air.
3. Kekurangan turbin aliran aksial
Namun, turbin aliran aksial juga memiliki kekurangan dan membatasi ruang lingkup aplikasinya. Kekurangan utamanya adalah:
1. Jumlah bilahnya sedikit dan bersifat kantilever, sehingga kekuatannya lemah dan tidak dapat diterapkan pada pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian sedang dan tinggi.
2. Karena aliran unit yang besar dan kecepatan unit yang tinggi, turbin ini memiliki ketinggian hisap yang lebih kecil daripada turbin Francis pada ketinggian muka air yang sama, sehingga mengakibatkan kedalaman penggalian yang besar dan investasi pondasi pembangkit listrik yang relatif tinggi.
Berdasarkan kekurangan turbin aliran aksial di atas, tinggi jatuh aplikasi turbin aliran aksial terus ditingkatkan dengan mengadopsi material baru dengan kekuatan tinggi dan ketahanan kavitasi dalam pembuatan turbin serta memperbaiki kondisi tegangan bilah dalam desain. Saat ini, kisaran tinggi jatuh aplikasi turbin baling-baling aliran aksial adalah 3-90 m, yang telah memasuki wilayah turbin Francis. Misalnya, daya keluaran mesin tunggal turbin baling-baling aliran aksial luar negeri adalah 181.700 kW, tinggi jatuhnya 88 m, dan diameter runner 10,3 m. Daya keluaran tunggal turbin baling-baling aliran aksial yang diproduksi di Tiongkok adalah 175.000 kW, tinggi jatuhnya 78 m, dan diameter runner 11,3 m. Turbin baling-baling tetap aliran aksial memiliki bilah tetap dan struktur sederhana, tetapi tidak dapat beradaptasi dengan pembangkit listrik tenaga air dengan perubahan tinggi jatuh air dan beban yang besar. Untuk pembangkit listrik tenaga air besar dengan tinggi jatuh air yang stabil dan berfungsi sebagai beban dasar atau beberapa unit, turbin ini juga dapat dipertimbangkan setelah perbandingan ekonomi ketika energi listrik musiman melimpah. Rentang ketinggian muka air yang dapat diaplikasikan adalah 3-50m. Turbin baling-baling aliran aksial umumnya menggunakan perangkat vertikal, dan proses kerjanya pada dasarnya sama dengan turbin Francis. Perbedaannya adalah ketika beban berubah, turbin tidak hanya mengatur putaran sudu pengarah, tetapi juga mengatur putaran bilah runner untuk mempertahankan efisiensi tinggi.
Kami juga telah memperkenalkan turbin Francis sebelumnya. Di antara generator hidro, turbin Francis sangat berbeda dari turbin aliran aksial. Misalnya, bentuk struktur runner-nya berbeda. Bilah turbin Francis hampir sejajar dengan poros utama, sedangkan bilah turbin aliran aksial hampir tegak lurus terhadap poros utama.
Waktu posting: 19 April 2022
