Су турбинасы - судың потенциалдық энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машина. Генераторды басқару үшін осы машинаны пайдаланып, су энергиясын түрлендіруге болады
Электр қуаты Бұл гидрогенератор жинағы.
Қазіргі заманғы гидравликалық турбиналарды су ағынының принципі мен құрылымдық сипаттамаларына сәйкес екі санатқа бөлуге болады.
Судың кинетикалық және потенциалдық энергиясын пайдаланатын тағы бір турбина түрі соққы турбинасы деп аталады.
Қарсы шабуыл
Жоғарғы ағыстағы су қоймасынан алынған су алдымен суды бұру камерасына (волюта) ағады, содан кейін бағыттаушы қалақ арқылы жүгірткіш қалақшаның иілген арнасына ағады.
Су ағыны қалақтарда реакция күшін тудырады, бұл дөңгелектің айналуына әкеледі. Бұл кезде су энергиясы механикалық энергияға айналады, ал ағыннан ағып жатқан су тарту түтігі арқылы шығарылады.
Ағыс бойынша төмен қарай.
Соққы турбинасы негізінен Фрэнсис ағынын, қиғаш ағынды және осьтік ағынды қамтиды. Негізгі айырмашылығы - жүгіргіштің құрылымы әртүрлі.
(1) Фрэнсис жүгірушісі әдетте 12-20 рет бұралған қалақшалардан және дөңгелек тәжі мен төменгі сақина сияқты негізгі компоненттерден тұрады.
Кіріс және осьтік шығыс, бұл турбина типі су бастарының кең ауқымына, шағын көлемге және арзан бағаға ие және жоғары су бастарында кеңінен қолданылады.
Осьтік ағын пропеллер және айналмалы типтерге бөлінеді. Біріншісінде бекітілген қалақша, ал екіншісінде айналмалы қалақша бар. Осьтік ағынды ағын әдетте 3-8 қалақшадан, жүгіргіш корпусынан, ағызу конусынан және басқа да негізгі компоненттерден тұрады. Бұл турбина түрінің су өткізу қабілеті Фрэнсис ағынына қарағанда үлкен. Қалақшалы турбина үшін. Қалақша жүктемеге байланысты өз орнын өзгерте алатындықтан, үлкен жүктеме өзгерісі диапазонында жоғары тиімділікке ие. Кавитацияға қарсы өнімділігі мен турбинаның беріктігі аралас ағынды турбиналарға қарағанда нашар, ал құрылымы да күрделірек. Әдетте, ол 10 төмен және орташа су қысымы диапазонына жарамды.
(2) Суды бұру камерасының қызметі - суды бағыттаушы механизмге біркелкі ағызып, суды бағыттаушы механизмнің энергия шығынын азайту және су дөңгелегінің жұмысын жақсарту.
машина тиімділігі. Су басы жоғарыда орналасқан үлкен және орташа турбиналар үшін дөңгелек қимасы бар металл волюта жиі қолданылады.
(3) Су бағыттаушы механизм, әдетте, жүгірткінің айналасында біркелкі орналасқан, белгілі бір мөлшерде ағынды бағыттаушы қалақшалар және олардың айналмалы механизмдері және т.б. бар.
Құрамның қызметі - су ағынын жүгіргішке біркелкі бағыттау және бағыттаушы қалақшаның саңылауын реттеу арқылы турбинаның асып кетуін өзгерту.
Генератор жүктемесін реттеу және өзгерту талаптары, олардың барлығы жабық болған кезде, суды тығыздау рөлін де атқара алады.
(4) Тарту құбыры: Су ағынының шығысындағы қалған энергияның бір бөлігі пайдаланылмағандықтан, тарту құбырының қызметі - қалпына келтіру
Энергияның бір бөлігі ағыс бойымен суды ағызады. Шағын турбиналар әдетте жоғары тиімділікке ие түзу конус тәрізді тарту түтіктерін пайдаланады, бірақ үлкен және орташа турбиналар
Су құбырларын өте терең қазу мүмкін емес, сондықтан шынтақ тәрізді иілетін тарту құбырлары қолданылады.
Сонымен қатар, соққы турбинасында құбырлы турбиналар, қиғаш ағынды турбиналар, қайтымды сорғылы турбиналар және т.б. бар.
Соққы турбинасы:
Бұл турбина түрі турбинаны айналдыру үшін жоғары жылдамдықты су ағынының соққы күшін пайдаланады, ал ең көп таралғаны - шелек түрі.
Шелек турбиналары әдетте жоғарыда аталған жоғары қысымды су электр станцияларында қолданылады. Оның жұмыс бөліктеріне негізінен акведуктар, форсункалар және бүріккіштер кіреді.
Ине, су дөңгелегі және волюта т.б. су дөңгелегінің сыртқы жиегінде көптеген қатты қасық тәрізді су шелектерімен жабдықталған. Бұл турбинаның тиімділігі жүктемеге байланысты өзгереді.
Өзгеріс аз, бірақ су өткізу қабілеті форсункамен шектеледі, ол радиалды осьтік ағыннан әлдеқайда аз. Су өткізу қабілетін жақсарту үшін өнімділікті арттырыңыз және
Тиімділікті арттыру үшін ірі көлемді су шелек турбинасы көлденең осьтен тік оське ауыстырылды және бір форсункадан көп форсункаға дейін дамыды.
3. Реакциялық турбинаның құрылымымен таныстыру
Жерге көмілген бөлік, соның ішінде волюта, орындық сақинасы, тарту түтігі және т.б. бетон іргетасқа көмілген. Ол құрылғының суды бұру және асып кету бөліктерінің бөлігі болып табылады.
Волюта
Волюта бетон волютасы және металл волютасы болып бөлінеді. 40 метр қашықтықтағы су басы бар қондырғылар көбінесе бетон волютасын пайдаланады. Су басы 40 метрден асатын турбиналар үшін беріктік қажеттілігіне байланысты металл волюталары әдетте қолданылады. Металл волютаның жоғары беріктігі, өңдеудің ыңғайлылығы, қарапайым құрылыс және электр станциясының су бұру штангасымен оңай қосылуы сияқты артықшылықтары бар.
Металл волюталарының екі түрі бар: дәнекерленген және құйылған.
Су биіктігі шамамен 40-200 метр болатын үлкен және орташа соққы турбиналары үшін болат пластиналы дәнекерленген волюталар көбінесе қолданылады. Дәнекерлеудің ыңғайлылығы үшін волюта көбінесе бірнеше конус тәрізді бөліктерге бөлінеді, әрбір бөлік дөңгелек, ал волютаның құйрық бөлігі қима кішірейіп, орындық сақинасымен дәнекерлеу үшін сопақша пішінге өзгертіледі. Әрбір конус тәрізді бөлік пластиналы илемдеу машинасымен қалыптастырылған домалақталады.
Кішкентай Фрэнсис турбиналарында тұтастай құйылған шойын волюталары жиі қолданылады. Жоғары қысымды және үлкен сыйымдылықты турбиналар үшін әдетте құйылған болат волютасы қолданылады, ал волюта мен орындық сақинасы бірге құйылады.
Волютаның ең төменгі бөлігі техникалық қызмет көрсету кезінде жиналған суды ағызу үшін ағызу клапанымен жабдықталған.
Орындық сақинасы
Орындық сақинасы соққы турбинасының негізгі бөлігі болып табылады. Су қысымын көтерумен қатар, ол бүкіл блоктың және блок бөлігінің бетонының салмағын көтереді, сондықтан оған жеткілікті беріктік пен қаттылық қажет. Орындық сақинасының негізгі механизмі жоғарғы сақинадан, төменгі сақинадан және бекітілген бағыттаушы қалақшадан тұрады. Бекітілген бағыттаушы қалақша - тірек орындық сақинасы, осьтік жүктемені өткізетін тіреуіш және ағын беті. Сонымен қатар, ол турбинаның негізгі компоненттерін құрастырудағы негізгі тірек бөлігі болып табылады және ең алғашқы орнатылған бөлшектердің бірі болып табылады. Сондықтан оның беріктігі мен қаттылығы жеткілікті болуы керек, сонымен бірге ол жақсы гидравликалық өнімділікке ие болуы керек.
Орындық сақинасы жүк көтергіш және ағынды бөлік болып табылады, сондықтан ағынды беті гидравликалық шығынды минималды ету үшін ағынды пішінге ие.
Орындық сақинасы әдетте үш құрылымдық пішінге ие: бір бағаналы пішін, жартылай интегралды пішін және интегралды пішін. Фрэнсис турбиналары үшін әдетте интегралды құрылымды орындық сақинасы қолданылады.
Құбырдың тартуы және іргетас сақинасы
Тарту түтігі турбинаның ағын өткізгіш бөлігі болып табылады және түзу конустық және иілген екі түрі бар. Иілген тарту түтігі әдетте үлкен және орташа турбиналарда қолданылады. Іргетас сақинасы - Фрэнсис турбинасының орындық сақинасын тарту түтігінің кіріс бөлігімен байланыстыратын және бетонға орнатылған негізгі бөлік. Жолдың төменгі сақинасы оның ішінде айналады.
Су бағыттаушы құрылымы
Су турбинасының су бағыттаушы механизмінің функциясы - жүгіргішке кіретін су ағынының айналым көлемін қалыптастыру және өзгерту. Су ағынының әртүрлі ағын жылдамдықтарында аз энергия шығынымен шеңбер бойымен біркелкі енуін қамтамасыз ету үшін жақсы өнімділікке ие айналмалы көп бағыттаушы қалақшаны басқару жүйесі қолданылады. Жүргішке. Турбинаның жақсы гидравликалық сипаттамалары бар екеніне көз жеткізіңіз, қондырғының шығысын өзгерту үшін ағынды реттеңіз, су ағынын тығыздаңыз және қалыпты және апаттық өшіру кезінде қондырғының айналуын тоқтатыңыз. Ірі және орташа өлшемді су бағыттаушы механизмдерді бағыттаушы қалақшалардың осьтік орналасуына сәйкес цилиндрлік, конустық (шам тәрізді және қиғаш ағынды турбиналар) және радиалды (толық енетін турбиналар) деп бөлуге болады. Су бағыттаушы механизмі негізінен бағыттаушы қалақшалардан, бағыттаушы қалақшаның жұмыс механизмдерінен, сақиналы компоненттерден, білік жеңдерінен, тығыздағыштардан және басқа компоненттерден тұрады.
Бағыттаушы қалақша құрылғысының құрылымы.
Су бағыттаушы механизмнің сақина тәрізді компоненттеріне төменгі сақина, үстіңгі қақпақ, тірек қақпағы, басқару сақинасы, мойынтірек кронштейні, тарту мойынтірек кронштейні және т.б. кіреді. Олар күрделі күштерге және жоғары өндірістік талаптарға ие.
Төменгі сақина
Төменгі сақина - орындық сақинасына бекітілген жалпақ сақина тәрізді бөлшек, олардың көпшілігі құйылған дәнекерленген конструкция. Ірі қондырғыларда тасымалдау шарттарының шектеулілігіне байланысты оны екі жартыға немесе бірнеше жапырақшалардың тіркесіміне бөлуге болады. Шөгінді тозуы бар электр станциялары үшін ағын бетінде белгілі бір тозуға қарсы шаралар қабылданады. Қазіргі уақытта тозуға қарсы пластиналар негізінен соңғы беттерге орнатылады және олардың көпшілігінде 0Cr13Ni5Mn тот баспайтын болат қолданылады. Егер төменгі сақина және бағыттаушы қалақшаның жоғарғы және төменгі беттері резеңкемен тығыздалса, төменгі сақинада құйрық ойығы немесе қысым пластинасы түріндегі резеңке тығыздағыш ойығы болуы керек. Біздің зауытта негізінен жезден жасалған тығыздағыш тақта қолданылады. Төменгі сақинадағы бағыттаушы қалақша білігінің тесігі жоғарғы қақпақпен концентрлі болуы керек. Жоғарғы қақпақ пен төменгі сақина көбінесе орташа және кіші қондырғыларды бірдей бұрғылау үшін қолданылады. Ірі қондырғылар қазір біздің зауытта CNC бұрғылау машинасымен тікелей бұрғыланады.
Басқару циклі
Басқару сақинасы - реле күшін беретін және бағыттаушы қалақшаны беріліс механизмі арқылы айналдыратын сақина тәрізді бөлік.
Бағыттаушы қалақ
Қазіргі уақытта бағыттаушы қалақтардың екі стандартты жапырақ пішіні бар: симметриялы және асимметриялық. Симметриялы бағыттаушы қалақтар әдетте толық емес волюталық орау бұрышы бар жоғары меншікті жылдамдықты осьтік ағынды турбиналарда қолданылады; асимметриялық бағыттаушы қалақтар әдетте толық орау бұрышы бар волюталарда қолданылады және үлкен саңылауы бар төмен меншікті жылдамдықты осьтік ағынмен жұмыс істейді. Турбиналарда және жоғары және орташа меншікті жылдамдықты Фрэнсис турбиналарында. (Цилиндрлік) бағыттаушы қалақтар әдетте тұтас құйылады, ал құйылған дәнекерленген құрылымдар үлкен агрегаттарда да қолданылады.
Бағыттаушы қалақ су бағыттаушы механизмінің маңызды бөлігі болып табылады, ол жүгіргішке кіретін су айналымы көлемін қалыптастыруда және өзгертуде маңызды рөл атқарады. Бағыттаушы қалақ екі бөлікке бөлінеді: бағыттаушы қалақ корпусы және бағыттаушы қалақ білігінің диаметрі. Әдетте, бүкіл құю қолданылады, ал ірі көлемді қондырғыларда құю дәнекерлеуі де қолданылады. Материалдар әдетте ZG30 және ZG20MnSi болып табылады. Бағыттаушы қалақтың икемді айналуын қамтамасыз ету үшін бағыттаушы қалақтың жоғарғы, ортаңғы және төменгі біліктері концентрлі болуы керек, радиалды тербеліс орталық біліктің диаметріне төзімділіктің жартысынан аспауы керек, ал бағыттаушы қалақтың соңғы бетінің осіне перпендикуляр болмауының рұқсат етілген қателігі 0,15/1000-нан аспауы керек. Бағыттаушы қалақтың ағын бетінің профилі жүгіргішке кіретін су айналымы көлеміне тікелей әсер етеді. Бағыттаушы қалақтың басы мен құйрығы кавитацияға төзімділікті жақсарту үшін әдетте тот баспайтын болаттан жасалған.
Бағыттаушы қалақша жеңі және бағыттаушы қалақшаның итеру құрылғысы
Бағыттаушы қалақшаның жеңі - орталық біліктің диаметрін бағыттаушы қалаққа бекітетін компонент, және оның құрылымы материалға, тығыздағышқа және үстіңгі қақпақтың биіктігіне байланысты. Ол көбінесе интегралды цилиндр түрінде болады, ал үлкен блоктарда ол көбінесе сегменттелген, бұл саңылауды өте жақсы реттеу артықшылығына ие.
Бағыттаушы қалақшаның итеру құрылғысы су қысымының әсерінен бағыттаушы қалақшаның жоғары қарай қалқып кетуіне жол бермейді. Бағыттаушы қалақша бағыттаушы қалақшаның өлі салмағынан асып кеткенде, бағыттаушы қалақша жоғары көтеріліп, үстіңгі қақпақпен соқтығысады және шатунға күш түсіреді. Итеру тақтасы әдетте алюминий қоладан жасалған.
Бағыттаушы қалақша тығыздағышы
Бағыттаушы қалақшаның үш тығыздау функциясы бар, біреуі энергия шығынын азайту, екіншісі фазалық модуляция жұмысы кезінде ауаның ағуын азайту, ал үшіншісі кавитацияны азайту. Бағыттаушы қалақша тығыздағыштары көтеру және ұштық тығыздағыштарға бөлінеді.
Бағыттаушы қалақшаның білік диаметрінің ортасында және төменгі жағында тығыздағыштар бар. Білік диаметрі тығыздалған кезде, тығыздағыш сақина мен бағыттаушы қалақшаның білік диаметрі арасындағы су қысымы тығыздалады. Сондықтан жеңде дренаждық тесіктер болады. Төменгі білік диаметрінің тығыздағышы негізінен шөгінділердің енуіне және білік диаметрінің тозуына жол бермеу үшін қолданылады.
Бағыттаушы қалақшалы беріліс механизмдерінің көптеген түрлері бар, және олардың екеуі жиі қолданылады. Біріншісі - жақсы кернеу жағдайына ие және үлкен және орташа өлшемді қондырғыларға жарамды шанышқы басы түрі. Екіншісі - негізінен қарапайым құрылымымен сипатталатын және шағын және орта өлшемді қондырғыларға қолайлы құлақ тұтқасы түрі.
Құлақ тұтқасының беріліс механизмі негізінен бағыттаушы қалақша иінінен, байланыстырушы пластинадан, бөлінген жартылай кілттен, ығысу түйреуішінен, білік жеңінен, ұштық қақпақтан, құлақ тұтқасынан, айналмалы жеңді байланыстырушы шыбық түйреуішінен және т.б. тұрады. Күш жақсы емес, бірақ құрылымы қарапайым, сондықтан ол шағын және орта құрылғыларға қолайлы.
Айырғыш жетек механизмі
Шанышқы басының беріліс механизмі негізінен бағыттаушы қалақша иінінен, байланыстырушы пластинадан, айыр басынан, айыр басының түйреуішінен, байланыстырушы бұрандадан, гайкадан, жартылай кілттен, ығысу түйреуішінен, білік жеңінен, ұшының қақпағынан және компенсациялық сақинадан және т.б. тұрады.
Бағыттаушы қалақша иінтірек және бағыттаушы қалақша жұмыс моментін тікелей беру үшін бөлінген кілтпен жалғанған. Бағыттаушы қалақша иінтірекшесіне ұштық қақпақ орнатылған, ал бағыттаушы қалақша реттеу бұрандасымен ұштық қақпаққа ілінген. Бөлінген жартылай кілтті пайдаланудың арқасында бағыттаушы қалақша корпусының жоғарғы және төменгі шеттері арасындағы саңылауды реттеген кезде бағыттаушы қалақша жоғары және төмен қозғалады, ал басқа беріліс бөліктерінің орналасуына әсер етпейді.
Шанышқы басының беріліс механизмінде бағыттаушы қалақша иінтіректері мен байланыстырушы пластина ығысу түйреуіштерімен жабдықталған. Егер бағыттаушы қалақшалар бөгде заттардың әсерінен тұрып қалса, тиісті беріліс бөліктерінің жұмыс күші күрт артады. Кернеу 1,5 есеге дейін артқанда, алдымен ығысу түйреуіштері кесіледі. Басқа беріліс бөліктерін зақымданудан қорғаңыз.
Сонымен қатар, байланыстырушы пластина немесе басқару сақинасы мен шанышқы басы арасындағы қосылысқа, байланыстырушы бұранданы көлденең ұстау үшін реттеу үшін компенсациялық сақина орнатуға болады. Байланыстырушы бұранданың екі ұшындағы бұрандалар сәйкесінше сол және оң қолмен бұралған, сондықтан орнату кезінде байланыстырушы шыбықтың ұзындығы мен бағыттаушы қалақшаның саңылауын реттеуге болады.
Айналмалы бөлік
Айналмалы бөлік негізінен жүгірткіден, негізгі біліктен, мойынтіректен және тығыздағыш құрылғыдан тұрады. Жүгірткі жоғарғы тәж, төменгі сақина және қалақшалар арқылы жиналып, дәнекерленеді. Турбина негізгі біліктерінің көпшілігі құйылған. Бағыттаушы мойынтіректер көптеген түрлері бар. Электр станциясының жұмыс жағдайларына сәйкес мойынтіректер сумен майлау, жұқа маймен майлау және құрғақ маймен майлау сияқты бірнеше түрі бар. Әдетте, электр станциясы көбінесе жұқа май цилиндрі немесе блокты мойынтіректі пайдаланады.
Фрэнсис жүгірушісі
Francis жүгіргіші жоғарғы тәжден, қалақтардан және төменгі сақинадан тұрады. Жоғарғы тәж әдетте судың ағып кетуін азайту үшін ағып кетуге қарсы сақинамен және осьтік судың тартылуын азайту үшін қысымды төмендететін құрылғымен жабдықталған. Төменгі сақина сонымен қатар ағып кетуге қарсы құрылғымен жабдықталған.
Осьтік жүгіргіш пышақтары
Осьтік ағынды жүгіргіштің жүзі (энергияны түрлендірудің негізгі компоненті) екі бөліктен тұрады: корпус және ось. Бөлек құйылады және өңделгеннен кейін бұрандалар мен түйреуіштер сияқты механикалық бөлшектермен біріктіріледі. (Әдетте, жүгіргіштің диаметрі 5 метрден асады) Өндіріс әдетте ZG30 және ZG20MnSi болып табылады. Жүгірткіштің жүздерінің саны әдетте 4, 5, 6 және 8 болады.
Жүгіруші корпусы
Жүгіру корпусы барлық қалақшалармен және жұмыс механизмімен жабдықталған, жоғарғы бөлігі негізгі білікпен, ал төменгі бөлігі күрделі пішінді дренаждық конуспен байланысты. Әдетте жүгіру корпусы ZG30 және ZG20MnSi материалдарынан жасалған. Көлемнің жоғалуын азайту үшін пішіні көбінесе сфералық болады. Жүгіру корпусының нақты құрылымы реленің орналасу орнына және жұмыс механизмінің формасына байланысты. Негізгі білікпен байланысқан кезде муфта бұрандасы тек осьтік күшті көтереді, ал айналу моменті қосылыс бетінің радиалды бағыты бойынша таралған цилиндрлік түйреуіштермен көтеріледі.
Жұмыс механизмі
Жұмыс рамкасымен тікелей байланыс:
1. Қалақ бұрышы ортаңғы қалыпта болғанда, иін көлденең, ал шатун тік болады.
2. Айналмалы иін мен пышақ айналу моментін беру үшін цилиндрлік түйреуіштерді пайдаланады, ал радиалды позиция бекіткіш сақина арқылы орналастырылады.
3. Жалғастырғыш шыбық ішкі және сыртқы жалғастырғыш шыбықтарға бөлінеді, және күш біркелкі таралады.
4. Басқару рамасындағы құлақ тұтқасы бар, ол құрастыру кезінде реттеуге ыңғайлы. Құлақ тұтқасы мен басқару рамасының сәйкес келетін ұшы құлақ тұтқасы бекітілген кезде байланыстырушы шыбықтың тұрып қалуын болдырмау үшін шектеу түйреуішімен шектелген.
5. Операциялық рама «I» пішінін қабылдайды. Олардың көпшілігі 4-тен 6-ға дейінгі пышақтары бар шағын және орта өлшемді қондырғыларда қолданылады.
Басқару рамасы жоқ түзу байланыс механизмі: 1. Басқару рамасы алынып тасталады, ал шатун мен айналмалы иін реле поршенімен тікелей басқарылады. Үлкен блоктарда.
Басқару рамасы бар көлбеу байланыс механизмі: 1. Қалақшаның айналу бұрышы ортаңғы қалыпта болған кезде, айналмалы иін мен шатунның көлбеу бұрышы үлкен болады. 2. Реленің жүрісі артады, ал жүгірткіште қалақшалар саны көбірек болады.
Жүгіру бөлмесі
Жүгіру камерасы - болат пластинамен дәнекерленген ғаламдық құрылым, ал ортасындағы кавитацияға бейім бөлшектер кавитацияға төзімділікті жақсарту үшін тот баспайтын болаттан жасалған. Жүгіру камерасы құрылғы жұмыс істеп тұрған кезде жүгіру пышақтары мен жүгіру камерасы арасындағы біркелкі саңылау талабын қанағаттандыру үшін жеткілікті қаттылыққа ие. Біздің зауыт өндіріс процесінде толық өңдеу әдісін қалыптастырды: A. CNC тік токарлық өңдеу. B, профильдеу әдісімен өңдеу. Тартпа түтіктің түзу конус бөлігі болат пластиналармен қапталған, зауытта қалыптастырылған және орнында жиналған.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 26 қыркүйек
