Vandens turbina yra mašina, kuri vandens potencialinę energiją paverčia mechanine energija. Naudojant šią mašiną generatoriui varyti, vandens energiją galima paversti
Elektra Tai yra hidrogeneratorius.
Šiuolaikines hidraulines turbinas galima suskirstyti į dvi kategorijas pagal vandens tekėjimo principą ir konstrukcines savybes.
Kitas turbinos tipas, kuris naudoja ir vandens kinetinę, ir potencialinę energiją, vadinamas smūgine turbina.
Kontrataka
Iš prieš srovę esančio rezervuaro imamas vanduo pirmiausia teka į vandens nukreipimo kamerą (voliutą), o tada per kreipiamąją mentę teka į išlenktą bėgelio mentės kanalą.
Vandens srautas sukuria reakcijos jėgą mentėms, kuri priverčia sparnuotę suktis. Šiuo metu vandens energija paverčiama mechanine energija, o iš bėgelio tekantis vanduo išleidžiamas per traukos vamzdį.
Pasroviui.
Smūginė turbina daugiausia apima Francis srautą, įstrižą srautą ir ašinį srautą. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad skiriasi bėgių konstrukcija.
(1) „Francis“ bėgikas paprastai sudarytas iš 12–20 aptakių susuktų menčių ir pagrindinių komponentų, tokių kaip rato vainikas ir apatinis žiedas.
Šio tipo turbinos, skirtos tiek įtekėjimui, tiek ašiniam ištekėjimui, pasižymi plačiu vandens slėgių diapazonu, mažu tūriu ir maža kaina, todėl plačiai naudojamos esant dideliam vandens slėgiui.
Ašinio srauto turbinos skirstomos į sraigto ir rotacinio tipo. Pirmoji turi fiksuotą mentę, o antroji – besisukančią. Ašinio srauto bėgelį paprastai sudaro 3–8 mentės, bėgelio korpusas, išleidimo kūgis ir kiti pagrindiniai komponentai. Šio tipo turbinos vandens pralaidumas yra didesnis nei Francis srauto turbinos. Tai mentė, kuri gali keisti savo padėtį priklausomai nuo apkrovos, todėl ji pasižymi dideliu efektyvumu esant dideliems apkrovos pokyčiams. Turbinos antikavitacinės savybės ir stiprumas yra prastesni nei mišraus srauto turbinos, be to, jos konstrukcija yra sudėtingesnė. Paprastai ji tinka mažam ir vidutiniam vandens slėgio diapazonui – 10.
(2) Vandens nukreipimo kameros funkcija – užtikrinti tolygų vandens tekėjimą į vandens kreipiamąjį mechanizmą, sumažinti vandens kreipiamojo mechanizmo energijos nuostolius ir pagerinti vandens ratą.
Mašinos efektyvumas. Didelėms ir vidutinio dydžio turbinoms, kurių vandens slėgis yra didesnis, dažnai naudojama metalinė spiralė su apskrito skerspjūvio konstrukcija.
(3) Vandens kreipimo mechanizmas paprastai yra tolygiai išdėstytas aplink bėgelį, su tam tikru skaičiumi supaprastintų kreipiamųjų menčių ir jų sukimosi mechanizmų ir kt.
Sudėties funkcija – tolygiai nukreipti vandens srautą į bėgelį ir, reguliuojant kreipiamosios mentės angą, pakeisti turbinos perpildymą, kad jis atitiktų
Generatoriaus apkrovos reguliavimo ir keitimo reikalavimai taip pat gali atlikti vandens sandarinimo vaidmenį, kai visi jie yra uždaryti.
(4) Traukos vamzdis: Kadangi dalis likusios vandens srauto energijos bėgelio išleidimo angoje nėra panaudojama, traukos vamzdžio funkcija yra atgauti
Dalis energijos ir nuteka vanduo pasroviui. Mažos turbinos paprastai naudoja tiesius kūginius traukos vamzdžius, kurie pasižymi dideliu efektyvumu, tačiau didelės ir vidutinio dydžio turbinos yra...
Vandentiekio vamzdžių negalima kasti labai giliai, todėl naudojami alkūniniai vamzdžiai.
Be to, smūgio turbinoje yra vamzdinės turbinos, įstrižinio srauto turbinos, grįžtamojo siurblio turbinos ir kt.
Smūginė turbina:
Šio tipo turbina naudoja didelio greičio vandens srauto smūgio jėgą turbinai sukti, o labiausiai paplitęs yra kibirinis tipas.
Kaušinės turbinos paprastai naudojamos minėtose didelio slėgio hidroelektrinėse. Jų darbinės dalys daugiausia apima akvedukus, purkštukus ir purkštukus.
Adata, vandens ratas, voliuta ir kt. išoriniame vandens rato krašte yra daug tvirtų šaukšto formos vandens kibirų. Šios turbinos efektyvumas kinta priklausomai nuo apkrovos.
Pokytis nedidelis, tačiau vandens pralaidumą riboja antgalis, kuris yra daug mažesnis nei radialinis ašinis srautas. Norint pagerinti vandens pralaidumą, reikia padidinti našumą ir...
Siekiant pagerinti efektyvumą, didelio masto vandens kibiro turbina buvo pakeista iš horizontalios ašies į vertikalią, o iš vieno purkštuko – į daugiapurkštį.
3. Įvadas į reakcijos turbinos struktūrą
Į betoną įkasta dalis, įskaitant spiralę, sėdynės žiedą, traukos vamzdį ir kt., yra įkasta į betoninį pamatą. Tai yra įrenginio vandens nukreipimo ir perpildymo dalių dalis.
Volutė
Voluta skirstoma į betoninę ir metalinę voliutą. Įrenginiuose, kurių vandens slėgis yra mažesnis nei 40 metrų, dažniausiai naudojama betoninė voliuta. Turbinoms, kurių vandens slėgis yra didesnis nei 40 metrų, dėl tvirtumo poreikio paprastai naudojamos metalinės voliutos. Metalinės voliutos privalumai yra didelis stiprumas, patogus apdirbimas, paprasta civilinė konstrukcija ir lengvas prijungimas prie elektrinės vandens nukreipimo siurblio.
Yra dviejų tipų metaliniai voliutai: suvirinti ir lieti.
Didelėms ir vidutinio dydžio smūginėms turbinoms, kurių vandens slėgis yra apie 40–200 metrų, dažniausiai naudojamos plieninėmis plokštėmis suvirintos voliutos. Suvirinimo patogumui voliuta dažnai padalinama į kelias kūgines dalis, kiekviena dalis yra apskrita, o voliutos galinė dalis yra mažesnė ir pakeičiama į ovalo formą, kad būtų galima suvirinti su sėdynės žiedu. Kiekvienas kūginis segmentas valcuojamas plokščių valcavimo staklėmis.
Mažose Francis turbinose dažnai naudojami išlieti ketaus voliutai. Didelio slėgio ir didelio našumo turbinoms paprastai naudojamas lieto plieno voliutas, kuris ir lizdo žiedas liejami į vieną visumą.
Apatinė spiralės dalis turi išleidimo vožtuvą, skirtą susikaupusiam vandeniui išleisti techninės priežiūros metu.
Sėdynės žiedas
Smūginės turbinos pagrindinė dalis yra sėdynės žiedas. Be vandens slėgio, jis taip pat laiko viso įrenginio ir įrenginio sekcijos betono svorį, todėl jam reikalingas pakankamas stiprumas ir standumas. Pagrindinį sėdynės žiedo mechanizmą sudaro viršutinis žiedas, apatinis žiedas ir fiksuota kreipiamoji mentė. Fiksuota kreipiamoji mentė yra atraminis sėdynės žiedas, ašinę apkrovą perduodantis statramstis ir srauto paviršius. Tuo pačiu metu tai yra pagrindinė atskaitos dalis surinkiant pagrindinius turbinos komponentus ir viena iš anksčiausiai montuojamų dalių. Todėl jis turi būti pakankamai tvirtas ir standus, o tuo pačiu metu – geras hidraulines charakteristikas.
Balnelio žiedas yra ir laikančioji, ir pratekėjimo dalis, todėl pratekėjimo paviršius yra aptakios formos, kad būtų užtikrinti minimalūs hidrauliniai nuostoliai.
Balnelio žiedas paprastai būna trijų struktūrinių formų: vieno stulpelio formos, pusiau integralios formos ir integralios formos. Francis turbinoms paprastai naudojamas integralios konstrukcijos balnelio žiedas.
Grimzlės vamzdis ir pamato žiedas
Traukos vamzdis yra turbinos srauto kanalo dalis, ir yra dviejų tipų: tiesus kūginis ir lenktas. Lenktas traukos vamzdis paprastai naudojamas didelėse ir vidutinio dydžio turbinose. Pamato žiedas yra pagrindinė dalis, jungianti Francis turbinos sėdynės žiedą su traukos vamzdžio įleidimo dalimi ir yra įleista į betoną. Apatinis bėgiko žiedas sukasi jame.
Vandens kreipiamoji konstrukcija
Vandens turbinos vandens kreiptuvo mechanizmo funkcija – formuoti ir keisti į bėgelį patenkančio vandens srauto cirkuliacinį tūrį. Geras našumas užtikrina, kad vandens srautas tolygiai tekėtų perimetru, esant mažiems energijos nuostoliams esant skirtingiems srautams. Siekiant užtikrinti geras turbinos hidraulines charakteristikas, reguliuoti srautą, kad būtų pakeista įrenginio galia, sandarinti vandens srautą ir sustabdyti įrenginio sukimąsi įprasto ir avarinio išjungimo metu. Didelius ir vidutinio dydžio vandens kreiptuvus galima suskirstyti į cilindrinius, kūginius (svogūninės ir įstrižo srauto turbinos) ir radialinius (pilno skverbimosi turbinos) pagal kreipiamųjų menčių ašies padėtį. Vandens kreiptuvo mechanizmą daugiausia sudaro kreipiamosios menčios, kreipiamųjų menčių valdymo mechanizmai, žiediniai komponentai, veleno įvorės, sandarikliai ir kiti komponentai.
Kreipiamosios mentės įtaiso konstrukcija.
Vandens kreipiamojo mechanizmo žiedinius komponentus sudaro apatinis žiedas, viršutinis dangtis, atraminis dangtis, valdymo žiedas, guolio laikiklis, traukos guolio laikiklis ir kt. Jiems keliami sudėtingi jėgų ir aukšti gamybos reikalavimai.
Apatinis žiedas
Apatinis žiedas yra plokščia žiedinė dalis, pritvirtinta prie sėdynės žiedo, dauguma jų yra suvirintos konstrukcijos. Dėl didelių agregatų transportavimo sąlygų apribojimų jį galima padalyti į dvi puses arba sujungti daugiau žiedų. Elektrinėms, kuriose yra nuosėdų susidėvėjimas, srauto paviršiuje imamasi tam tikrų apsaugos nuo dilimo priemonių. Šiuo metu apsaugos nuo dilimo plokštės daugiausia montuojamos ant galinių paviršių, ir dauguma jų yra pagamintos iš 0Cr13Ni5Mn nerūdijančio plieno. Jei apatinis žiedas ir kreipiamosios mentės viršutinis bei apatinis galiniai paviršiai yra sandarinami guma, apatiniame žiede turi būti uodegos griovelis arba slėgio plokštės tipo guminis sandarinimo griovelis. Mūsų gamykla daugiausia naudoja žalvarines sandarinimo plokšteles. Kreipiamosios mentės veleno anga ant apatinio žiedo turi būti koncentrinė su viršutiniu dangteliu. Viršutinis dangtis ir apatinis žiedas dažnai naudojami tam pačiam vidutinių ir mažų agregatų gręžimui. Dideli agregatai dabar tiesiogiai gręžiami CNC gręžimo staklėmis mūsų gamykloje.
Valdymo kilpa
Valdymo žiedas yra žiedinė dalis, perduodanti relės jėgą ir sukanti kreipiamąją mentę per perdavimo mechanizmą.
Kreipiamoji mentė
Šiuo metu kreipiančiosios mentės dažnai būna dviejų standartinių lapų formų: simetriškos ir asimetrinės. Simetrinės kreipiančiosios mentės paprastai naudojamos didelio savitojo greičio ašinio srauto turbinose su nepilnu voliutos apgaubiamuoju kampu; asimetrinės kreipiančiosios mentės paprastai naudojamos viso apgaubiamojo kampo voliutose ir veikia su mažo savitojo greičio ašiniu srautu su didele anga bei didelio ir vidutinio savitojo greičio Francis turbinose. (Cilindrinės) kreipiančiosios mentės paprastai liejamos ištisos, o dideliuose agregatuose taip pat naudojamos suvirintos konstrukcijos.
Kreipiamoji mentė yra svarbi vandens kreiptuvo mechanizmo dalis, atliekanti pagrindinį vaidmenį formuojant ir keičiant į bėgelį patenkančio vandens cirkuliacijos tūrį. Kreipiamoji mentė yra padalinta į dvi dalis: kreipiamosios mentės korpusą ir kreipiamosios mentės veleno skersmenį. Paprastai naudojamas visas liejinys, o dideliuose įrenginiuose taip pat naudojamas liejimo suvirinimas. Medžiagos paprastai yra ZG30 ir ZG20MnSi. Siekiant užtikrinti lankstų kreipiamosios mentės sukimąsi, viršutinis, vidurinis ir apatinis kreipiamosios mentės velenai turi būti koncentriniai, radialinis svyravimas neturi būti didesnis nei pusė centrinio veleno skersmens tolerancijos, o leistina kreipiamosios mentės galo paviršiaus nestatmenumo ašiai paklaida neturi viršyti 0,15/1000. Kreipiamosios mentės srauto paviršiaus profilis tiesiogiai veikia į bėgelį patenkančio vandens cirkuliacijos tūrį. Kreipiamosios mentės galva ir galas paprastai gaminami iš nerūdijančio plieno, siekiant pagerinti atsparumą kavitacijai.
Kreipiamosios mentės įvorė ir kreipiamosios mentės traukos įtaisas
Kreipiamosios mentės įvorė yra komponentas, fiksuojantis centrinio veleno skersmenį ant kreipiamosios mentės, o jos konstrukcija susijusi su viršutinio dangčio medžiaga, sandarikliu ir aukščiu. Dažniausiai ji yra vientiso cilindro formos, o dideliuose įrenginiuose dažniausiai segmentuota, todėl tarpas labai gerai reguliuojamas.
Kreipiamosios mentės traukos įtaisas neleidžia kreipiančiajai mentei kilti aukštyn veikiant vandens slėgiui. Kai kreipiamosios mentės svoris viršija kreipiamosios mentės svorį, ji pakyla aukštyn, susiduria su viršutiniu dangčiu ir veikia švaistiklį. Atraminė plokštė paprastai yra aliuminio bronza.
Kreipiamosios mentės sandariklis
Kreipiamoji mentė turi tris sandarinimo funkcijas: viena – sumažinti energijos nuostolius, kita – sumažinti oro nuotėkį fazės moduliacijos metu, o trečia – sumažinti kavitaciją. Kreipiamosios mentės sandarikliai skirstomi į aukščio ir galinius sandariklius.
Kreipiamosios mentės veleno skersmens viduryje ir apačioje yra sandarikliai. Kai veleno skersmuo yra sandarus, vandens slėgis tarp sandarinimo žiedo ir kreipiamosios mentės veleno skersmens yra sandariai užsandarintas. Todėl įvorėje yra drenažo angos. Apatinio veleno skersmens sandarinimas daugiausia skirtas nuosėdų patekimui ir veleno skersmens susidėvėjimui išvengti.
Yra daug kreipiamųjų menčių perdavimo mechanizmų tipų, ir yra du dažniausiai naudojami mechanizmai. Vienas yra šakutės tipo, kuris pasižymi geromis įtempimo sąlygomis ir tinka dideliems ir vidutinio dydžio įrenginiams, kitas yra ausinės tipo, kuriam daugiausia būdinga paprasta konstrukcija ir kuris labiau tinka mažiems ir vidutinio dydžio įrenginiams.
Ausų rankenos perdavimo mechanizmą daugiausia sudaro kreipiamoji mentė, jungiamoji plokštė, padalintas pusinis raktas, šlyties kaištis, veleno įvorė, galinis dangtelis, ausų rankena, sukamoji įvorė, jungiamojo strypo kaištis ir kt. Jėga nėra gera, tačiau konstrukcija paprasta, todėl labiau tinka mažiems ir vidutiniams įrenginiams.
Šakės pavaros mechanizmas
Šakės galvutės perdavimo mechanizmą daugiausia sudaro kreipiamoji mentė, jungiamoji plokštė, šakės galvutė, šakės galvutės kaištis, jungiamasis varžtas, veržlė, pusinis raktas, šlyties kaištis, veleno įvorė, galinis dangtelis ir kompensacinis žiedas ir kt.
Kreipiamosios mentės svirtis ir kreipiamoji mentė yra sujungtos skaldomuoju raktu, kad būtų tiesiogiai perduodamas darbinis sukimo momentas. Ant kreipiamosios mentės svirties sumontuotas galinis dangtelis, o kreipiančioji mentė ant galinio dangtelio pritvirtinta reguliavimo varžtu. Dėl skaldomojo rakto naudojimo kreipiančioji mentė juda aukštyn ir žemyn, reguliuojant tarpą tarp viršutinio ir apatinio kreipiamosios mentės korpuso galinių paviršių, o kitų perdavimo dalių padėtys nepakinta.
Šakinės galvutės transmisijos mechanizme kreipiamosios mentės svirtis ir jungiamoji plokštė turi nukerpamus kaiščius. Jei kreipiamosios mentės užstringa dėl pašalinių objektų, atitinkamų transmisijos dalių veikimo jėga smarkiai padidėja. Kai įtempis padidėja iki 1,5 karto, pirmiausia nukerpami nukerpami kaiščiai. Saugokite kitas transmisijos dalis nuo pažeidimų.
Be to, jungiamosios plokštės arba valdymo žiedo ir šakės galvutės jungtyje, siekiant išlaikyti jungiamąjį varžtą horizontalioje padėtyje, galima sumontuoti kompensacinį žiedą reguliavimui. Jungiamojo varžto sriegiai abiejuose galuose yra atitinkamai kairiniai ir dešininiai, todėl montavimo metu galima reguliuoti jungiamojo strypo ilgį ir kreipiamosios mentės angą.
Besisukanti dalis
Sukamoji dalis daugiausia sudaryta iš bėgiko, pagrindinio veleno, guolio ir sandarinimo įtaiso. Bėgikas surenkamas ir suvirinamas iš viršutinės karūnos, apatinio žiedo ir menčių. Dauguma turbinų pagrindinių velenų yra liejami. Yra daug kreipiamųjų guolių tipų. Priklausomai nuo elektrinės eksploatavimo sąlygų, yra keletas guolių tipų, tokių kaip vandens tepimas, skystos alyvos tepimas ir sausos alyvos tepimas. Paprastai elektrinėje dažniausiai naudojami plonos alyvos cilindro tipo arba blokiniai guoliai.
Francis bėgikas
„Francis“ bėgelį sudaro viršutinė karūnėlė, menčių ir apatinis žiedas. Viršutinė karūnėlė paprastai turi apsaugos nuo pratekėjimo žiedą, kad sumažintų vandens nuotėkio nuostolius, ir slėgio mažinimo įtaisą, kad sumažintų ašinę vandens stūmą. Apatinis žiedas taip pat turi apsaugos nuo pratekėjimo įtaisą.
Ašiniai bėgimo peiliai
Ašinio srauto bėgelio mentė (pagrindinis energijos konvertavimo komponentas) sudaryta iš dviejų dalių: korpuso ir ašies. Liejama atskirai ir po apdorojimo sujungiama su mechaninėmis dalimis, tokiomis kaip varžtai ir kaiščiai. (Paprastai bėgelio skersmuo yra didesnis nei 5 metrai). Paprastai gaminama iš ZG30 ir ZG20MnSi. Bėglio menčių skaičius paprastai yra 4, 5, 6 ir 8.
Bėgiko kūnas
Bėgiklio korpusas turi visus menčių ir valdymo mechanizmą, viršutinė dalis sujungta su pagrindiniu velenu, o apatinė – su sudėtingos formos išleidimo kūgiu. Paprastai bėgiklio korpusas pagamintas iš ZG30 ir ZG20MnSi. Forma dažniausiai yra sferinė, siekiant sumažinti tūrio nuostolius. Specifinė bėgiklio korpuso struktūra priklauso nuo relės išdėstymo padėties ir valdymo mechanizmo formos. Jungtyje su pagrindiniu velenu jungiamasis varžtas laiko tik ašinę jėgą, o sukimo momentą laiko cilindriniai kaiščiai, paskirstyti jungties paviršiaus radialine kryptimi.
Veikimo mechanizmas
Tiesioji jungtis su valdymo rėmu:
1. Kai mentės kampas yra vidurinėje padėtyje, svirtis yra horizontali, o švaistiklis – vertikali.
2. Sukamoji svirtis ir ašmenys sukimo momentui perduoti naudoja cilindrinius kaiščius, o radialinė padėtis nustatoma fiksavimo žiedu.
3. Jungiamasis strypas yra padalintas į vidinį ir išorinį švaistiklius, o jėga paskirstoma tolygiai.
4. Ant valdymo rėmo yra ausų rankena, kurią patogu reguliuoti surinkimo metu. Ausų rankenos ir valdymo rėmo sutapimo galas yra apribotas ribojimo kaiščiu, kad jungiamasis strypas neužstrigtų, kai ausų rankena pritvirtinta.
5. Valdymo rėmas yra „I“ formos. Dauguma jų naudojami mažuose ir vidutinio dydžio įrenginiuose su 4–6 ašmenimis.
Tiesusis jungties mechanizmas be valdymo rėmo: 1. Valdymo rėmas yra atšauktas, o jungiamasis strypas ir besisukanti svirtis yra tiesiogiai varomi relės stūmoklio. Dideliuose įrenginiuose.
Įstrižasis sujungimo mechanizmas su valdymo rėmu: 1. Kai menčių sukimosi kampas yra vidurinėje padėtyje, pasukamoji svirtis ir švaistiklis turi didelį pasvirimo kampą. 2. Relės eiga padidėja, o bėgikuose su daugiau menčių.
Bėgiko kambarys
Bėgiklio kamera yra suvirinta iš plieninių plokščių, o viduryje esančios kavitacijai linkusios dalys pagamintos iš nerūdijančio plieno, siekiant pagerinti atsparumą kavitacijai. Bėgiklio kamera yra pakankamai tvirta, kad atitiktų vienodo atstumo tarp bėgiklio menčių ir bėgiklio kameros reikalavimą, kai įrenginys veikia. Mūsų gamykla gamybos procese sukūrė visą apdorojimo metodą: A. CNC vertikalių tekinimo staklių apdirbimas. B. Profiliavimo metodo apdirbimas. Tiesi kūginė traukos vamzdžio dalis yra išklota plieninėmis plokštėmis, suformuota gamykloje ir surenkama vietoje.
Įrašo laikas: 2022 m. rugsėjo 26 d.
