Yra daug hidroelektrinių generatorių tipų. Šiandien išsamiai pristatysiu ašinio srauto hidroelektrinius generatorius. Pastaraisiais metais ašinio srauto turbinų generatorių taikymas daugiausia susijęs su didelio slėgio ir dydžio generatorių kūrimu. Buitinės ašinio srauto turbinos sparčiai vystosi. Gežoubos hidroelektrinėje buvo pastatytos dvi ašinio srauto irklinio tipo turbinos. Vienos iš jų skersmuo yra 11,3 metro, ir šiuo metu tai didžiausia tokio tipo turbinų pasaulyje. Čia pateikiami ašinio srauto turbinų privalumai ir trūkumai.
Ašinio srauto turbinos privalumai
Palyginti su Francis turbinomis, ašinio srauto turbinos turi šiuos pagrindinius privalumus:
1. Didelis savitasis greitis ir geros energijos charakteristikos. Todėl jo vieneto greitis ir vieneto srautas yra didesni nei Francis turbinos. Esant toms pačioms vandens slėgio ir išėjimo sąlygoms, jis gali gerokai sumažinti turbinos generatoriaus bloko dydį, sumažinti bloko svorį ir sutaupyti medžiagų, todėl yra ekonomiškas.
2. Ašinio srauto turbinos tekėjimo mentės paviršiaus forma ir paviršiaus šiurkštumas gali lengvai atitikti gamybos reikalavimus. Kadangi ašinio srauto rotacinio mentės turbinos mentės gali suktis, vidutinis efektyvumas yra didesnis nei mišraus srauto turbinos. Keičiantis apkrovai ir vandens slėgiui, efektyvumas labai nepasikeičia.
3. Ašinio srauto irklo turbinos bėgimo mentes galima išardyti, todėl patogu gaminti ir transportuoti.
Todėl ašinio srauto turbina gali išlaikyti stabilumą platesniame veikimo diapazone, su mažesne vibracija, didesniu efektyvumu ir našumu. Mažo slėgio diapazone ji beveik pakeitė Francis turbiną. Pastaraisiais dešimtmečiais tiek vieno įrenginio našumas, tiek vandens slėgio panaudojimas labai išsivystė, o jos taikymas taip pat labai platus.
Ašinio srauto turbinos trūkumai
Tačiau ašinio srauto turbina taip pat turi trūkumų ir riboja jos taikymo sritį. Pagrindiniai trūkumai yra šie:
1. Menčių skaičius yra mažas, o jos yra konsolinės, todėl stiprumas yra prastas ir negali būti naudojamos vidutinio ir didelio slėgio hidroelektrinėse.
2. Dėl didelio įrenginio srauto greičio ir didelio įrenginio greičio, esant tokioms pačioms slėgio sąlygoms, jo įsiurbimo aukštis yra mažesnis nei Francis turbinos, todėl elektrinės pamatams reikia didelio iškasimo gylio ir gana didelių investicijų.
Atsižvelgiant į minėtus ašinių turbinų trūkumus, turbinų gamyboje naudojamos didelio stiprumo antikavitacinės medžiagos, o konstrukcija pagerina menčių jėgą, todėl ašinių turbinų panaudojimo aukštis nuolat gerėja. Šiuo metu ašinių mentinių turbinų panaudojimo aukštis yra nuo 3 iki 90 m, ir tai jau pasiekė Francis turbinų sritį. Pavyzdžiui, užsienio ašinių mentinių turbinų maksimali vieno įrenginio galia yra 181 700 kW, maksimalus vandens slėgis – 88 m, o bėgelio skersmuo – 10,3 m. Mano šalyje pagamintos ašinių mentinių turbinų maksimali vieno įrenginio galia yra 175 000 kW, maksimalus vandens slėgis – 78 m, o maksimalus bėgelio skersmuo – 11,3 m. Ašinių turbinų su fiksuotu sraigtu turbina turi fiksuotas mentes ir paprastą konstrukciją, tačiau ji negali prisitaikyti prie hidroelektrinių, kuriose vandens slėgis ir apkrova labai kinta. Ji turi stabilų vandens slėgį ir gali būti naudojama kaip bazinė apkrova arba daugiaagregatė didelė elektrinė. Kai sezoninė galia yra didelė, galima atlikti ir ekonominį palyginimą. Tai galima apsvarstyti. Jo taikomas slėgio diapazonas yra 3–50 m. Ašinio srauto mentinės turbinos paprastai naudoja vertikalius įtaisus. Jo veikimo procesas iš esmės toks pat kaip Francis turbinų. Skirtumas tas, kad keičiantis apkrovai, jis ne tik reguliuoja kreipiamųjų menčių sukimąsi, bet ir reguliuoja bėgelių menčių sukimąsi, kad būtų išlaikytas didelis efektyvumas.
Anksčiau taip pat pristatėme Francis turbinas. Tarp turbinų generatorių vis dar yra didelis skirtumas tarp Francis turbinų ir ašinių turbinų. Pavyzdžiui, jų rotorių konstrukcija skiriasi. Francis turbinų mentės yra beveik lygiagrečios pagrindiniam velenui, o ašinių turbinų – beveik statmenos pagrindiniam velenui.
Įrašo laikas: 2021 m. lapkričio 11 d.
