Turbin air adalah mesin yang mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik. Dengan menggunakan mesin ini untuk menggerakkan generator, energi air dapat diubah menjadi
Listrik Ini adalah perangkat generator hidro.
Turbin hidrolik modern dapat dibagi menjadi dua kategori menurut prinsip aliran air dan karakteristik struktural.
Jenis turbin lain yang memanfaatkan energi kinetik dan energi potensial air disebut turbin tumbukan.
Serangan balasan
Air yang diambil dari reservoir di hulu terlebih dahulu mengalir ke ruang pengalihan air (volute), lalu mengalir ke saluran lengkung bilah penyalur melalui baling-baling pemandu.
Aliran air menghasilkan gaya reaksi pada bilah, yang membuat impeller berputar. Pada saat ini, energi air diubah menjadi energi mekanik, dan air yang mengalir keluar dari runner dibuang melalui draft tube.
Hilir.
Turbin impak terutama mencakup aliran Francis, aliran miring, dan aliran aksial. Perbedaan utamanya adalah struktur runner-nya yang berbeda.
(1) Francis runner umumnya terdiri dari 12-20 bilah bengkok yang ramping dan komponen utama seperti mahkota roda dan cincin bawah.
Aliran masuk dan aliran keluar aksial, turbin jenis ini memiliki rentang tekanan air yang luas, volume kecil dan biaya rendah, serta banyak digunakan pada tekanan air tinggi.
Aliran aksial dibagi menjadi tipe baling-baling dan tipe putar. Yang pertama memiliki bilah tetap, sedangkan yang terakhir memiliki bilah berputar. Runner aliran aksial umumnya terdiri dari 3-8 bilah, badan runner, kerucut pembuangan, dan komponen utama lainnya. Kapasitas aliran air turbin jenis ini lebih besar daripada aliran Francis. Untuk turbin dayung. Karena bilah dapat mengubah posisinya dengan beban, ia memiliki efisiensi tinggi dalam kisaran perubahan beban besar. Kinerja anti-kavitasi dan kekuatan turbin lebih buruk daripada turbin aliran campuran, dan strukturnya juga lebih rumit. Secara umum, ini cocok untuk kisaran head air rendah dan sedang sebesar 10.
(2) Fungsi ruang pengalihan air adalah membuat aliran air merata ke mekanisme pemandu air, mengurangi kehilangan energi mekanisme pemandu air, dan meningkatkan roda air.
efisiensi mesin. Untuk turbin berukuran besar dan sedang dengan kepala air di atas, volute logam dengan bagian melingkar sering digunakan.
(3) Mekanisme pemandu air umumnya diatur secara merata di sekitar pelari, dengan sejumlah bilah pemandu yang ramping dan mekanisme putarnya, dll.
Fungsi komposisi adalah untuk mengarahkan aliran air ke runner secara merata, dan dengan mengatur bukaan baling-baling pemandu, untuk mengubah luapan turbin agar sesuai dengan
Persyaratan penyesuaian dan perubahan beban generator juga dapat memainkan peran penyegelan air ketika semuanya tertutup.
(4) Pipa draft: Karena sebagian energi yang tersisa dalam aliran air di outlet runner tidak digunakan, fungsi pipa draft adalah untuk memulihkan
Bagian dari energi dan mengalirkan air ke hilir. Turbin kecil umumnya menggunakan draft tube kerucut lurus, yang memiliki efisiensi tinggi, tetapi turbin berukuran besar dan sedang
Pipa air tidak dapat digali terlalu dalam, jadi digunakan pipa draft dengan tikungan siku.
Selain itu, dalam turbin tumbukan terdapat turbin tabung, turbin aliran miring, turbin pompa reversibel, dan sebagainya.
Turbin dampak:
Jenis turbin ini menggunakan gaya tumbukan aliran air berkecepatan tinggi untuk memutar turbin, dan yang paling umum adalah tipe bucket.
Turbin bucket umumnya digunakan pada pembangkit listrik tenaga air dengan tekanan tinggi. Komponen kerjanya terutama meliputi saluran air, nosel, dan semprotan.
Jarum, kincir air, dan volute, dll., dilengkapi dengan banyak ember air berbentuk sendok padat di tepi luar kincir air. Efisiensi turbin ini bervariasi tergantung pada beban
Perubahannya kecil, tetapi kapasitas aliran air dibatasi oleh nosel, yang jauh lebih kecil daripada aliran aksial radial. Untuk meningkatkan kapasitas aliran air, tingkatkan output dan
Untuk meningkatkan efisiensi, turbin ember air skala besar telah diubah dari sumbu horizontal ke sumbu vertikal, dan dikembangkan dari satu nosel menjadi multi-nosel.
3. Pengenalan struktur turbin reaksi
Bagian yang terkubur, termasuk volute, seat ring, draft tube, dll., semuanya terkubur di pondasi beton. Ini adalah bagian dari bagian pengalihan air dan luapan unit.
Pilin
Volute dibagi menjadi volute beton dan volute logam. Unit dengan tinggi muka air dalam jarak 40 meter sebagian besar menggunakan volute beton. Untuk turbin dengan tinggi muka air lebih dari 40 meter, volute logam umumnya digunakan karena kebutuhan akan kekuatan. Volute logam memiliki keunggulan kekuatan tinggi, pemrosesan yang mudah, konstruksi sipil yang sederhana, dan koneksi yang mudah dengan penstock pengalihan air dari pembangkit listrik.
Ada dua jenis volute logam, dilas dan dicor.
Untuk turbin impak berukuran besar dan sedang dengan tinggi muka air sekitar 40-200 meter, volute yang dilas dengan pelat baja paling banyak digunakan. Demi kemudahan pengelasan, volute sering dibagi menjadi beberapa bagian berbentuk kerucut, setiap bagian berbentuk lingkaran, dan bagian ekor volute tersebut karena bagian tersebut menjadi lebih kecil, dan diubah menjadi bentuk oval untuk pengelasan dengan cincin dudukan. Setiap segmen kerucut dibentuk dengan mesin penggulung pelat.
Pada turbin Francis kecil, volute besi cor yang dicor secara keseluruhan sering digunakan. Untuk turbin berkapasitas besar dan bertekanan tinggi, volute baja cor biasanya digunakan, dan volute serta cincin dudukan dicor menjadi satu.
Bagian terendah dari volute dilengkapi dengan katup pembuangan untuk mengalirkan air yang terkumpul selama pemeliharaan.
Cincin jok
Cincin dudukan merupakan bagian dasar dari turbin tumbukan. Selain menahan tekanan air, cincin dudukan juga menahan berat seluruh unit dan beton bagian unit, sehingga memerlukan kekuatan dan kekakuan yang cukup. Mekanisme dasar cincin dudukan terdiri dari cincin atas, cincin bawah, dan baling-baling pemandu tetap. Baling-baling pemandu tetap merupakan cincin dudukan penopang, penyangga yang menyalurkan beban aksial, dan permukaan aliran. Pada saat yang sama, cincin dudukan merupakan bagian referensi utama dalam perakitan komponen utama turbin, dan merupakan salah satu bagian yang paling awal dipasang. Oleh karena itu, cincin dudukan harus memiliki kekuatan dan kekakuan yang cukup, dan pada saat yang sama, cincin dudukan harus memiliki kinerja hidraulik yang baik.
Cincin dudukan merupakan bagian yang menahan beban dan bagian aliran, sehingga permukaan aliran memiliki bentuk ramping untuk memastikan kehilangan hidraulik minimal.
Cincin dudukan umumnya memiliki tiga bentuk struktural: bentuk pilar tunggal, bentuk semi-integral, dan bentuk integral. Untuk turbin Francis, cincin dudukan berstruktur integral biasanya digunakan.
Pipa draft dan cincin pondasi
Draft tube merupakan bagian dari jalur aliran turbin, dan ada dua jenis yaitu lurus berbentuk kerucut dan melengkung. Draft tube melengkung umumnya digunakan pada turbin berukuran besar dan sedang. Cincin pondasi merupakan bagian dasar yang menghubungkan cincin dudukan turbin Francis dengan bagian saluran masuk draft tube, dan tertanam dalam beton. Cincin bawah runner berputar di dalamnya.
Struktur pemandu air
Fungsi mekanisme pemandu air dari turbin air adalah untuk membentuk dan mengubah volume sirkulasi aliran air yang memasuki runner. Kontrol baling-baling multi-panduan putar dengan kinerja yang baik diadopsi untuk memastikan bahwa aliran air masuk secara merata di sepanjang keliling dengan kehilangan energi yang kecil di bawah laju aliran yang berbeda. runner. Pastikan turbin memiliki karakteristik hidraulik yang baik, sesuaikan aliran untuk mengubah output unit, segel aliran air dan hentikan rotasi unit selama shutdown normal dan kecelakaan. Mekanisme pemandu air berukuran besar dan sedang dapat dibagi menjadi silinder, kerucut (turbin tipe bohlam dan aliran miring) dan radial (turbin penetrasi penuh) sesuai dengan posisi sumbu baling-baling pemandu. Mekanisme pemandu air terutama terdiri dari baling-baling pemandu, mekanisme pengoperasian baling-baling pemandu, komponen annular, selongsong poros, segel, dan komponen lainnya.
Struktur perangkat baling-baling pemandu.
Komponen annular dari mekanisme pemandu air meliputi cincin bawah, penutup atas, penutup penopang, cincin kontrol, braket bantalan, braket bantalan dorong, dsb. Komponen-komponen tersebut memiliki gaya yang kompleks dan persyaratan produksi yang tinggi.
Cincin bawah
Cincin bawah adalah bagian annular datar yang dipasang pada cincin dudukan, yang sebagian besar merupakan konstruksi las cor. Karena keterbatasan kondisi transportasi dalam unit besar, cincin ini dapat dibagi menjadi dua bagian atau kombinasi lebih banyak kelopak. Untuk pembangkit listrik dengan keausan sedimen, tindakan anti-keausan tertentu diambil pada permukaan aliran. Saat ini, pelat anti-keausan terutama dipasang pada permukaan ujung, dan sebagian besar menggunakan baja tahan karat 0Cr13Ni5Mn. Jika cincin bawah dan permukaan ujung atas dan bawah dari baling-baling pemandu disegel dengan karet, harus ada alur ekor atau alur segel karet jenis pelat tekanan pada cincin bawah. Pabrik kami terutama menggunakan platen penyegel kuningan. Lubang poros baling-baling pemandu pada cincin bawah harus konsentris dengan penutup atas. Penutup atas dan cincin bawah sering digunakan untuk pemboran yang sama pada unit sedang dan kecil. Unit besar sekarang langsung dibor dengan mesin bor CNC di pabrik kami.
Lingkaran kontrol
Cincin kontrol merupakan bagian melingkar yang menyalurkan gaya relai dan memutar baling-baling pemandu melalui mekanisme transmisi.
Baling-baling pemandu
Saat ini, bilah pemandu sering kali memiliki dua bentuk daun standar, simetris dan asimetris. Bilah pemandu simetris umumnya digunakan dalam turbin aliran aksial kecepatan spesifik tinggi dengan sudut lilitan volute yang tidak lengkap; bilah pemandu asimetris umumnya digunakan dalam volute sudut lilitan penuh dan bekerja dengan aliran aksial kecepatan spesifik rendah dengan bukaan besar. turbin dan turbin Francis kecepatan spesifik tinggi dan sedang. Bilah pemandu (silinder) umumnya dicetak secara keseluruhan, dan struktur las cor juga digunakan dalam unit besar.
Baling-baling pemandu adalah bagian penting dari mekanisme pemandu air, yang memainkan peran kunci dalam membentuk dan mengubah volume sirkulasi air yang memasuki runner. Baling-baling pemandu dibagi menjadi dua bagian: badan baling-baling pemandu dan diameter poros baling-baling pemandu. Umumnya, seluruh pengecoran digunakan, dan unit skala besar juga menggunakan pengelasan pengecoran. Bahan-bahannya umumnya ZG30 dan ZG20MnSi. Untuk memastikan rotasi fleksibel baling-baling pemandu, poros atas, tengah dan bawah baling-baling pemandu harus konsentris, ayunan radial tidak boleh lebih besar dari setengah toleransi diameter poros tengah, dan kesalahan yang diijinkan dari permukaan ujung baling-baling pemandu yang tidak tegak lurus terhadap sumbu tidak boleh melebihi 0,15/1000. Profil permukaan aliran baling-baling pemandu secara langsung memengaruhi volume sirkulasi air yang memasuki runner. Kepala dan ekor baling-baling pemandu umumnya terbuat dari baja tahan karat untuk meningkatkan ketahanan kavitasi.
Selongsong baling-baling pemandu dan perangkat pendorong baling-baling pemandu
Selongsong baling-baling pemandu adalah komponen yang memperbaiki diameter poros tengah pada baling-baling pemandu, dan strukturnya terkait dengan material, segel, dan tinggi penutup atas. Sebagian besar berbentuk silinder integral, dan dalam unit besar, sebagian besar tersegmentasi, yang memiliki keuntungan dalam menyesuaikan celah dengan sangat baik.
Perangkat pendorong baling-baling pemandu mencegah baling-baling pemandu memiliki daya apung ke atas di bawah aksi tekanan air. Ketika baling-baling pemandu melebihi berat mati baling-baling pemandu, baling-baling pemandu terangkat ke atas, bertabrakan dengan penutup atas dan memengaruhi gaya pada batang penghubung. Pelat pendorong umumnya terbuat dari aluminium perunggu.
Segel baling-baling pemandu
Baling-baling pemandu memiliki tiga fungsi penyegelan, satu untuk mengurangi kehilangan energi, yang lain untuk mengurangi kebocoran udara selama operasi modulasi fase, dan yang ketiga untuk mengurangi kavitasi. Segel baling-baling pemandu dibagi menjadi segel elevasi dan segel ujung.
Terdapat segel di bagian tengah dan bawah diameter poros baling-baling pemandu. Saat diameter poros disegel, tekanan air antara cincin penyegel dan diameter poros baling-baling pemandu tertutup rapat. Oleh karena itu, terdapat lubang drainase di selongsong. Segel diameter poros bawah terutama untuk mencegah masuknya sedimen dan terjadinya keausan diameter poros.
Ada banyak jenis mekanisme transmisi baling-baling pemandu, dan ada dua yang umum digunakan. Salah satunya adalah tipe kepala garpu, yang memiliki kondisi tegangan yang baik dan cocok untuk unit berukuran besar dan sedang. Yang lainnya adalah tipe gagang telinga, yang terutama dicirikan oleh struktur sederhana dan lebih cocok untuk unit berukuran kecil dan sedang.
Mekanisme transmisi gagang telinga terutama terdiri dari lengan baling-baling pemandu, pelat penghubung, kunci setengah belah, pin geser, selongsong poros, penutup ujung, gagang telinga, pin batang penghubung selongsong putar, dsb. Gaya yang dihasilkan tidak bagus, tetapi strukturnya sederhana, sehingga lebih cocok untuk unit kecil dan menengah.
Mekanisme penggerak garpu
Mekanisme transmisi kepala garpu terutama tersusun atas lengan baling-baling pemandu, pelat penghubung, kepala garpu, pin kepala garpu, sekrup penghubung, mur, kunci setengah, pin geser, selongsong poros, penutup ujung dan cincin kompensasi, dsb.
Lengan baling-baling pemandu dan baling-baling pemandu dihubungkan dengan kunci split untuk langsung mentransmisikan torsi pengoperasian. Penutup ujung dipasang pada lengan baling-baling pemandu, dan baling-baling pemandu digantung pada penutup ujung dengan sekrup penyetel. Karena penggunaan kunci split-half, baling-baling pemandu bergerak ke atas dan ke bawah saat menyetel celah antara permukaan ujung atas dan bawah badan baling-baling pemandu, sementara posisi komponen transmisi lainnya tidak terpengaruh.
Pada mekanisme transmisi kepala garpu, lengan bilah pemandu dan pelat penghubung dilengkapi dengan pin geser. Jika bilah pemandu macet karena benda asing, gaya operasi komponen transmisi yang relevan akan meningkat tajam. Ketika tegangan meningkat hingga 1,5 kali, pin geser akan dipotong terlebih dahulu. Lindungi komponen transmisi lainnya dari kerusakan.
Selain itu, pada sambungan antara pelat penghubung atau cincin kontrol dan kepala garpu, agar sekrup penghubung tetap horizontal, cincin kompensasi dapat dipasang untuk penyetelan. Ulir pada kedua ujung sekrup penghubung masing-masing berulir kiri dan kanan, sehingga panjang batang penghubung dan bukaan bilah pemandu dapat disetel selama pemasangan.
Bagian yang berputar
Bagian yang berputar terutama terdiri dari runner, poros utama, bantalan, dan perangkat penyegel. Runner dirakit dan dilas oleh mahkota atas, cincin bawah, dan bilah. Sebagian besar poros utama turbin dicor. Ada banyak jenis bantalan pemandu. Menurut kondisi pengoperasian pembangkit listrik, ada beberapa jenis bantalan seperti pelumasan air, pelumasan oli tipis, dan pelumasan oli kering. Umumnya, pembangkit listrik sebagian besar mengadopsi jenis silinder oli tipis atau bantalan blok.
Pelari Francis
Runner Francis terdiri dari mahkota atas, bilah, dan cincin bawah. Mahkota atas biasanya dilengkapi dengan cincin antibocor untuk mengurangi kehilangan air akibat kebocoran, dan perangkat pelepas tekanan untuk mengurangi daya dorong air aksial. Cincin bawah juga dilengkapi dengan perangkat antibocor.
Bilah pelari aksial
Bilah runner aliran aksial (komponen utama untuk mengubah energi) terdiri dari dua bagian: badan dan poros. Dicetak secara terpisah, dan digabungkan dengan komponen mekanis seperti sekrup dan pin setelah diproses. (Umumnya, diameter runner lebih dari 5 meter) Produksi umumnya ZG30 dan ZG20MnSi. Jumlah bilah runner umumnya 4, 5, 6, dan 8.
Tubuh pelari
Badan runner dilengkapi dengan semua bilah dan mekanisme pengoperasian, bagian atas dihubungkan dengan poros utama, dan bagian bawah dihubungkan dengan kerucut pembuangan, yang memiliki bentuk yang kompleks. Biasanya badan runner terbuat dari ZG30 dan ZG20MnSi. Bentuknya sebagian besar bulat untuk mengurangi kehilangan volume. Struktur khusus badan runner bergantung pada posisi pengaturan relai dan bentuk mekanisme pengoperasian. Dalam hubungannya dengan poros utama, sekrup kopling hanya menahan gaya aksial, dan torsi ditanggung oleh pin silinder yang didistribusikan sepanjang arah radial permukaan sambungan.
Mekanisme pengoperasian
Hubungan langsung dengan rangka operasi:
1. Bila sudut bilah berada di posisi tengah, lengannya horizontal dan batang penghubungnya vertikal.
2. Lengan yang berputar dan bilah menggunakan pin silinder untuk mentransmisikan torsi, dan posisi radial diposisikan oleh cincin jepret.
3. Batang penghubung dibagi menjadi batang penghubung dalam dan luar, dan gaya didistribusikan secara merata.
4. Terdapat gagang telinga pada rangka operasi, yang memudahkan penyetelan selama perakitan. Ujung gagang telinga dan rangka operasi yang cocok dibatasi oleh pin pembatas untuk mencegah batang penghubung tersangkut saat gagang telinga dipasang.
5. Rangka operasi mengadopsi bentuk “I”. Sebagian besar digunakan pada unit berukuran kecil dan sedang dengan 4 hingga 6 bilah.
Mekanisme hubungan lurus tanpa rangka pengoperasian: 1. Rangka pengoperasian dibatalkan, dan batang penghubung serta lengan yang berputar digerakkan langsung oleh piston relai. dalam unit besar.
Mekanisme hubungan miring dengan rangka operasi: 1. Ketika sudut putaran bilah berada di posisi tengah, lengan putar dan batang penghubung memiliki sudut kemiringan yang besar. 2. Langkah relai ditingkatkan, dan pada runner dengan lebih banyak bilah.
Ruang pelari
Ruang runner adalah struktur pelat baja global yang dilas, dan bagian yang rentan terhadap kavitasi di bagian tengah terbuat dari baja tahan karat untuk meningkatkan ketahanan terhadap kavitasi. Ruang runner memiliki kekakuan yang cukup untuk memenuhi persyaratan jarak bebas yang seragam antara bilah runner dan ruang runner saat unit sedang beroperasi. Pabrik kami telah membentuk metode pemrosesan yang lengkap dalam proses produksi: A. Pemrosesan bubut vertikal CNC. B, pemrosesan metode pembuatan profil. Bagian kerucut lurus dari draft tube dilapisi dengan pelat baja, dibentuk di pabrik, dan dirakit di lokasi.
Waktu posting: 26-Sep-2022
