Generatore idroelettrico di energia alternativa Generatore di turbina Francis Hydro da 500 kW in Uzbekistan
La turbina Francis è una combinazione di turbina a impulso e a reazione, in cui le pale ruotano sfruttando sia la forza di reazione che quella di impulso dell'acqua che le attraversa, producendo elettricità in modo più efficiente. La turbina Francis è utilizzata per la produzione di elettricità più frequentemente in centrali idroelettriche di medie o grandi dimensioni.
Queste turbine possono essere utilizzate per salti da 2 metri a 300 metri. Inoltre, sono vantaggiose perché funzionano altrettanto bene sia in posizione orizzontale che verticale. L'acqua che attraversa una turbina Francis perde pressione, ma mantiene più o meno la stessa velocità, quindi è considerata una turbina a reazione.
Di seguito è riportata la descrizione del diagramma dei componenti principali di ciascuna turbina Francis.
Involucro a spirale
La cassa a spirale è il mezzo di ingresso dell'acqua nella turbina. L'acqua che scorre dal bacino o dalla diga viene fatta passare attraverso questo tubo ad alta pressione. Le pale delle turbine sono disposte circolarmente, il che significa che l'acqua che colpisce le pale della turbina deve fluire lungo un asse circolare per un'efficace accelerazione. Per questo motivo, viene utilizzata la cassa a spirale, ma a causa del movimento circolare dell'acqua, questa perde pressione.
Per mantenere la stessa pressione, il diametro della carcassa viene gradualmente ridotto, in modo che le pale della girante ricevano un momento o una velocità uniforme.
Palette di sostegno
Le palette di supporto e di guida convogliano l'acqua verso le pale della girante. Le palette di supporto rimangono fisse nella loro posizione e riducono il vortice d'acqua dovuto al flusso radiale quando entra nelle pale della girante, rendendo così la turbina più efficiente.
Palette guida
Le pale direttrici non sono fisse, ma cambiano la loro angolazione in base alle esigenze per controllare l'angolo di impatto dell'acqua sulle pale della turbina e aumentarne l'efficienza. Regolano anche la portata d'acqua nelle pale della girante, controllando così la potenza erogata dalla turbina in base al carico applicato.
Lame del corridore
Le pale della girante sono il cuore di ogni turbina Francis. Sono i centri in cui il fluido impatta e la forza tangenziale dell'impatto fa ruotare l'albero della turbina, generando coppia. È necessario prestare particolare attenzione alla progettazione degli angoli delle pale in ingresso e in uscita, poiché questi sono parametri fondamentali che influenzano la produzione di energia.
Le pale della girante sono composte da due parti. La metà inferiore è realizzata a forma di piccolo secchio per far ruotare la turbina sfruttando l'azione impulsiva dell'acqua. Mentre la parte superiore delle pale sfrutta la forza di reazione dell'acqua che la attraversa. La girante ruota grazie a queste due forze.
Tubo di aspirazione
La pressione all'uscita della girante della turbina a reazione è generalmente inferiore alla pressione atmosferica. L'acqua in uscita non può essere scaricata direttamente nella condotta di scarico. Per scaricare l'acqua dall'uscita della turbina alla condotta di scarico, viene utilizzato un tubo di sezione gradualmente crescente.
Questo tubo di sezione crescente è chiamato tubo di pescaggio. Un'estremità del tubo è collegata all'uscita della girante. L'altra estremità, invece, è immersa sotto il livello dell'acqua nella pista di scarico.
Principio di funzionamento della turbina Francis con diagramma
Le turbine Francis sono utilizzate regolarmente nelle centrali idroelettriche. In queste centrali, l'acqua ad alta pressione entra nella turbina attraverso la voluta, un involucro a forma di chiocciola. Questo movimento riduce la pressione dell'acqua mentre scorre all'interno del tubo; tuttavia, la sua velocità rimane invariata. Dopo aver attraversato la voluta, l'acqua scorre attraverso le pale direttrici e viene diretta verso le pale della girante con un'angolazione ottimale. Poiché l'acqua attraversa le pale della girante dalla curvatura precisa, viene deviata lateralmente. Questo fa sì che l'acqua perda parte del suo moto vorticoso. L'acqua viene anche deviata in direzione assiale per uscire da un tubo di aspirazione e raggiungere la pista di scarico.
Il tubo in questione riduce la velocità di uscita dell'acqua per ottenere la massima quantità di energia dall'acqua in ingresso. Il processo di deviazione dell'acqua attraverso le pale della girante genera una forza che spinge le pale verso il lato opposto mentre l'acqua viene deviata. Questa forza di reazione (come sappiamo dalla terza legge di Newton) è ciò che consente alla potenza di essere trasmessa dall'acqua all'albero della turbina, continuando la rotazione. Poiché la turbina si muove grazie a questa forza di reazione, le turbine Francis sono identificate come turbine a reazione. Il processo di alterazione della direzione del flusso d'acqua riduce anche la pressione all'interno della turbina stessa.
Vantaggi del prodotto
1. Capacità di lavorazione completa. Come ad esempio un operatore VTL CNC da 5 milioni di pollici, alesatrici da pavimento CNC da 130 e 150 pollici, forno di ricottura a temperatura costante, fresatrice pialla, centro di lavoro CNC, ecc.
2. La durata di vita progettata è superiore a 40 anni.
3. Forster offre un servizio di assistenza in loco gratuito una tantum, se il cliente acquista tre unità (capacità ≥100 kW) entro un anno, o se il totale è superiore a 5 unità. Il servizio di assistenza in loco include l'ispezione delle apparecchiature, il controllo del nuovo sito, la formazione sull'installazione e la manutenzione, ecc.
4.OEM accettato.
5. Lavorazione CNC, bilanciamento dinamico testato e ricottura isotermica eseguita, test NDT.
6. Capacità di progettazione e ricerca e sviluppo: 13 ingegneri senior con esperienza in progettazione e ricerca.
7. Il consulente tecnico di Forster ha lavorato sulla turbina idraulica depositata per 50 anni e ha ottenuto un'indennità speciale dal Consiglio di Stato cinese.
Video del generatore a turbina Francis da 500 kW
