Ir daudz hidroģeneratoru veidu. Šodien sīkāk iepazīsimies ar aksiālās plūsmas hidroģeneratoru. Aksiālās plūsmas hidroģeneratoru pielietojums pēdējos gados galvenokārt ir saistīts ar augsta ūdens spiediena un liela izmēra ģeneratoru izstrādi. Arī vietējo aksiālās plūsmas turbīnu attīstība ir bijusi strauja. Uzbūvētajā Gežoubas hidroelektrostacijā ir uzstādītas divu veidu aksiālās plūsmas lāpstiņu turbīnas, no kurām vienas skrejriteņa diametrs ir 11,3 m, kas ir līdzīgu turbīnu skrejriteņa diametrs pasaulē. Šeit ir norādītas starpposma aksiālās plūsmas turbīnu priekšrocības un trūkumi.
Aksiālās plūsmas turbīnas priekšrocības
Salīdzinot ar Francis turbīnu, aksiālās plūsmas turbīnai ir šādas galvenās priekšrocības:
1. Augsts īpatnējais ātrums un labas enerģijas īpašības. Tāpēc tā agregāta ātrums un agregāta plūsma ir augstāka nekā Francis turbīnai. Pie tādiem pašiem spiediena un jaudas apstākļiem tas var ievērojami samazināt hidrauliskās turbīnas ģeneratora agregāta izmērus, samazināt agregāta svaru un ietaupīt materiālu patēriņu, tāpēc tam ir augsts ekonomiskais ieguvums.
2. Aksiālās plūsmas turbīnas propelleru lāpstiņu virsmas forma un virsmas raupjums ir viegli izpildāms ražošanas prasībām. Tā kā aksiālās plūsmas propelleru turbīnas lāpstiņas var rotēt, vidējā efektivitāte ir augstāka nekā Francis turbīnai. Mainoties slodzei un spiedienam, efektivitāte mainās maz.
3. Aksiālās plūsmas lāpstiņas turbīnas lāpstiņas var izjaukt, lai atvieglotu ražošanu un transportēšanu.
Tāpēc aksiālās plūsmas turbīna saglabā stabilitāti plašā darbības diapazonā, tai ir mazāka vibrācija un augsta efektivitāte un jauda. Zema ūdens spiediena diapazonā tā gandrīz aizstāj Francis turbīnu. Pēdējās desmitgadēs tā ir ievērojami attīstījusies un plaši pielietota gan vienas vienības jaudas, gan ūdens spiediena ziņā.
3. Aksiālās plūsmas turbīnas trūkumi
Tomēr aksiālās plūsmas turbīnai ir arī trūkumi, kas ierobežo tās pielietojuma jomu. Tās galvenie trūkumi ir:
1. Lāpstiņu skaits ir mazs un konsolveida, tāpēc izturība ir slikta un to nevar pielietot vidēja un augsta spiediena hidroelektrostacijām.
2. Lielās ierīces plūsmas un lielā ātruma dēļ tai ir mazāks iesūkšanas augstums nekā Francis turbīnai ar tādu pašu ūdens spiedienu, kā rezultātā ir nepieciešams liels rakšanas dziļums un salīdzinoši lieli ieguldījumi elektrostacijas pamatos.
Saskaņā ar iepriekšminētajiem aksiālās plūsmas turbīnu trūkumiem, aksiālās plūsmas turbīnu pielietojuma augstums tiek nepārtraukti uzlabots, turbīnu ražošanā izmantojot jaunus materiālus ar augstu izturību un kavitācijas izturību, kā arī uzlabojot lāpstiņu sprieguma stāvokli konstrukcijā. Pašlaik aksiālās plūsmas propelleru turbīnu pielietojuma augstuma diapazons ir no 3 līdz 90 m, kas ir ienācis arī Francis turbīnu jomā. Piemēram, ārvalstu aksiālās plūsmas propelleru turbīnu vienas mašīnas jauda ir 181 700 kW, augstums ir 88 m un rotora diametrs ir 10,3 m. Ķīnā ražotās aksiālās plūsmas propelleru turbīnu vienas mašīnas jauda ir 175 000 kW, augstums ir 78 m un rotora diametrs ir 11,3 m. Aksiālās plūsmas fiksētās propelleru turbīnai ir fiksētas lāpstiņas un vienkārša konstrukcija, taču tā nevar pielāgoties hidroelektrostacijām ar lielām ūdens spiediena un slodzes izmaiņām. Lielām hidroelektrostacijām ar stabilu ūdens spiedienu, kas kalpo kā bāzes slodze vai vairākas iekārtas, to var apsvērt arī pēc ekonomiskās salīdzināšanas, ja sezonālā elektroenerģija ir bagātīga. Tās piemērojamais ūdens spiediena diapazons ir 3–50 m. Aksiālās plūsmas propellera turbīna parasti izmanto vertikālu ierīci, un tās darbības process būtībā ir tāds pats kā Francis turbīnai. Atšķirība ir tāda, ka, mainoties slodzei, tā ne tikai regulē vadotnes lāpstiņas rotāciju, bet arī regulē skrējēja lāpstiņas rotāciju, lai saglabātu augstu efektivitāti.
Mēs jau iepriekš esam ieviesuši Francis turbīnu. Starp hidroģeneratoriem Francis turbīna ļoti atšķiras no aksiālās plūsmas turbīnas. Piemēram, to rotora strukturālās formas ir atšķirīgas. Francis turbīnas lāpstiņas ir gandrīz paralēlas galvenajai vārpstai, savukārt aksiālās plūsmas turbīnas lāpstiņas ir gandrīz perpendikulāras galvenajai vārpstai.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 19. aprīlis
