Ūdens turbīna ir mašīna, kas pārveido ūdens potenciālo enerģiju mehāniskajā enerģijā. Izmantojot šo mašīnu ģeneratora darbināšanai, ūdens enerģiju var pārvērst par
Elektrība Šis ir hidroģeneratora agregāts.
Mūsdienu hidrauliskās turbīnas var iedalīt divās kategorijās atbilstoši ūdens plūsmas principam un konstrukcijas īpašībām.
Vēl viens turbīnas veids, kas izmanto gan ūdens kinētisko, gan potenciālo enerģiju, tiek saukts par trieciena turbīnu.
Pretuzbrukums
No augšpus rezervuāra ieplūstošais ūdens vispirms ieplūst ūdens novirzīšanas kamerā (volūtā) un pēc tam caur vadotni ieplūst skrējēja lāpstiņas izliektajā kanālā.
Ūdens plūsma rada reakcijas spēku uz lāpstiņām, kas liek griezties lāpstiņritenim. Šajā laikā ūdens enerģija tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā, un no spoles izplūstošais ūdens tiek izvadīts caur ieplūdes cauruli.
Lejup pa straumi.
Trieciena turbīna galvenokārt ietver Francis plūsmas, slīpās plūsmas un aksiālās plūsmas principus. Galvenā atšķirība ir skrējēja struktūras atšķirība.
(1) Francis runner parasti sastāv no 12–20 racionalizētiem, savītiem asmeņiem un galvenajām sastāvdaļām, piemēram, riteņa vainaga un apakšējā gredzena.
Pieplūde un aksiālā aizplūšana, šāda veida turbīnai ir plašs piemērojamo ūdens galvu klāsts, mazs tilpums un zemas izmaksas, un to plaši izmanto augstā ūdens galviņā.
Aksiālās plūsmas turbīnas tiek iedalītas propelleru tipa un rotācijas tipa turbīnās. Pirmajai ir fiksēta lāpstiņa, bet otrajai - rotējoša lāpstiņa. Aksiālās plūsmas rullītis parasti sastāv no 3-8 lāpstiņām, rullīša korpusa, drenāžas konusa un citām galvenajām sastāvdaļām. Šāda veida turbīnas ūdens caurlaidības spēja ir lielāka nekā Francis plūsmas turbīnai. Lāpstiņu turbīnai. Tā kā lāpstiņa var mainīt savu pozīciju atkarībā no slodzes, tai ir augsta efektivitāte lielu slodzes izmaiņu diapazonā. Turbīnas pretkavitācijas veiktspēja un izturība ir sliktāka nekā jauktas plūsmas turbīnai, un arī konstrukcija ir sarežģītāka. Parasti tā ir piemērota zemam un vidējam ūdens spiediena diapazonam 10.
(2) Ūdens novadīšanas kameras funkcija ir panākt, lai ūdens vienmērīgi plūstu ūdens virzošajā mehānismā, samazinātu ūdens virzošā mehānisma enerģijas zudumus un uzlabotu ūdens rata darbību.
Mašīnas efektivitāte. Lielām un vidēja izmēra turbīnām ar ūdens spiedienu virs tām bieži izmanto metāla spirāli ar apaļu šķērsgriezumu.
(3) Ūdens vadīšanas mehānisms parasti ir vienmērīgi izvietots ap sliedi, ar noteiktu skaitu racionalizētu vadotņu lāpstiņu un to rotējošiem mehānismiem utt.
Sastāva funkcija ir vienmērīgi vadīt ūdens plūsmu skrūvgriezī un, pielāgojot virzošās lāpstiņas atvērumu, mainīt turbīnas pārplūdi atbilstoši
Ģeneratora slodzes regulēšanas un maiņas prasības var arī ietekmēt ūdens blīvēšanu, kad tās visas ir aizvērtas.
(4) Ieplūdes caurule: Tā kā daļa no atlikušās enerģijas ūdens plūsmā pie skursteņa izejas netiek izmantota, ieplūdes caurules funkcija ir atgūt
Daļa enerģijas un novada ūdeni lejup pa straumi. Mazās turbīnas parasti izmanto taisnas konusa vilkmes caurules, kurām ir augsta efektivitāte, bet lielas un vidēja izmēra turbīnas ir
Ūdensvada caurules nevar rakt ļoti dziļi, tāpēc tiek izmantotas līkumainas iegrimes caurules.
Turklāt trieciena turbīnā ir cauruļveida turbīnas, slīpās plūsmas turbīnas, reversīvās sūkņu turbīnas utt.
Trieciena turbīna:
Šāda veida turbīna izmanto ātrgaitas ūdens plūsmas trieciena spēku, lai pagrieztu turbīnu, un visizplatītākais ir kausa tips.
Iepriekš minētajās augstspiediena hidroelektrostacijās parasti izmanto kausu turbīnas. To darba daļas galvenokārt ietver akveduktus, sprauslas un smidzinātājus.
Adata, ūdensrats un spirāle u. c. ir aprīkoti ar daudziem cietiem, karotes formas ūdens spaiņiem ūdensrata ārējā malā. Šīs turbīnas efektivitāte mainās atkarībā no slodzes.
Izmaiņas ir nelielas, taču ūdens caurlaidības jaudu ierobežo sprausla, kas ir daudz mazāka nekā radiālā aksiālā plūsma. Lai uzlabotu ūdens caurlaidības jaudu, jāpalielina jauda un
Lai uzlabotu efektivitāti, liela mēroga ūdens spaiņa turbīna ir mainīta no horizontālas ass uz vertikālu asi, un no vienas sprauslas ir izveidota vairāku sprauslu sistēma.
3. Ievads reakcijas turbīnas struktūrā
Ieraktā daļa, tostarp spirālveida caurule, sēdekļa gredzens, ieplūdes caurule utt., ir ierakta betona pamatnē. Tā ir daļa no iekārtas ūdens novadīšanas un pārplūdes daļām.
Volūta
Volūta ir iedalīta betona volūtā un metāla volūtā. Iekārtām ar ūdens spiedienu 40 metru robežās pārsvarā tiek izmantota betona volūta. Turbīnām ar ūdens spiedienu, kas pārsniedz 40 metrus, parasti izmanto metāla volūtas, jo tām nepieciešama izturība. Metāla volūtas priekšrocības ir augsta izturība, ērta apstrāde, vienkārša konstrukcija un ērts savienojums ar elektrostacijas ūdens novadīšanas spiedvadu.
Ir divu veidu metāla volūtas: metinātas un lietas.
Lielām un vidēja izmēra triecienturbīnām ar ūdens spiedienu aptuveni 40–200 metriem galvenokārt izmanto ar tērauda plāksnēm metinātas volūtas. Metināšanas ērtībai volūta bieži tiek sadalīta vairākās koniskās daļās, katra daļa ir apaļa, un volūtas astes daļa ir mazāka, un, lai to varētu metināt ar sēdekļa gredzenu, tā tiek pārveidota ovālā formā. Katru konisko daļu velmē ar plākšņu velmēšanas mašīnu.
Mazās Francis turbīnās bieži izmanto čuguna volūtas, kas tiek lietas vienā veselumā. Augstspiediena un lielas jaudas turbīnām parasti izmanto lietā tērauda volūtu, un volūta un sēdekļa gredzens tiek lieti vienā.
Volūtas apakšējā daļa ir aprīkota ar notekas vārstu, lai apkopes laikā iztukšotu uzkrāto ūdeni.
Sēdekļa gredzens
Sēdekļa gredzens ir trieciena turbīnas pamatdaļa. Papildus ūdens spiediena noturēšanai tas notur arī visas iekārtas un iekārtas sekcijas betona svaru, tāpēc tam ir nepieciešama pietiekama izturība un stingrība. Sēdekļa gredzena pamatmehānisms sastāv no augšējā gredzena, apakšējā gredzena un fiksētas vadotnes. Fiksētā vadotne ir atbalsta sēdekļa gredzens, statnis, kas pārnes aksiālo slodzi, un plūsmas virsma. Vienlaikus tā ir galvenā atskaites daļa turbīnas galveno sastāvdaļu montāžā, un tā ir viena no agrāk uzstādītajām detaļām. Tāpēc tai jābūt pietiekamai izturībai un stingrībai, un vienlaikus tai jābūt labai hidrauliskajai veiktspējai.
Sēdekļa gredzens ir gan nesoša, gan caurplūdes daļa, tāpēc caurplūdes virsmai ir racionalizēta forma, lai nodrošinātu minimālus hidrauliskos zudumus.
Sēdekļa gredzenam parasti ir trīs strukturālas formas: viena kolonnas forma, daļēji integrāla forma un integrāla forma. Francis turbīnām parasti izmanto integrālas struktūras sēdekļa gredzenu.
Iegrimes caurule un pamatnes gredzens
Vilces caurule ir daļa no turbīnas plūsmas kanāla, un tā ir divu veidu: taisna, koniska un izliekta. Izliekta vilkmes caurule parasti tiek izmantota lielās un vidēja izmēra turbīnās. Pamatnes gredzens ir pamatdaļa, kas savieno Francis turbīnas sēdekļa gredzenu ar vilkmes caurules ieplūdes daļu un ir iestrādāta betonā. Skriemeļu apakšējais gredzens rotē tajā.
Ūdens vadotnes struktūra
Ūdens turbīnas ūdens virzīšanas mehānisma funkcija ir veidot un mainīt ūdens plūsmas cirkulācijas tilpumu, kas ieplūst teknē. Rotējošā daudzvirzienu lāpstiņu vadība ar labu veiktspēju tiek izmantota, lai nodrošinātu, ka ūdens plūsma vienmērīgi ieplūst pa perimetru ar nelieliem enerģijas zudumiem dažādos plūsmas ātrumos. Nodrošiniet, lai turbīnai būtu labas hidrauliskās īpašības, regulējiet plūsmu, lai mainītu iekārtas jaudu, noblīvējiet ūdens plūsmu un apturētu iekārtas rotāciju normālas un avārijas izslēgšanas laikā. Lielus un vidēja izmēra ūdens virzīšanas mehānismus var iedalīt cilindriskos, koniskos (spuldzes tipa un slīpās plūsmas turbīnas) un radiālos (pilnas caurlaidības turbīnas) atkarībā no vadīšanas lāpstiņu ass pozīcijas. Ūdens virzīšanas mehānisms galvenokārt sastāv no vadīšanas lāpstiņām, vadīšanas lāpstiņu darbības mehānismiem, gredzenveida komponentiem, vārpstas uzmavām, blīvējumiem un citiem komponentiem.
Vadotnes lāpstiņas ierīces struktūra.
Ūdens virzošā mehānisma gredzenveida komponenti ietver apakšējo gredzenu, augšējo vāku, atbalsta vāku, vadības gredzenu, gultņa kronšteinu, vilces gultņa kronšteinu utt. Tiem ir sarežģīti spēki un augstas ražošanas prasības.
Apakšējais gredzens
Apakšējais gredzens ir plakana gredzenveida daļa, kas piestiprināta pie sēdekļa gredzena, un lielākā daļa no tiem ir metināti. Lielu agregātu transportēšanas apstākļu ierobežojumu dēļ to var sadalīt divās daļās vai vairāku ziedlapu kombinācijā. Elektrostacijām ar nogulumu nodilumu plūsmas virsmā tiek veikti noteikti pretnodiluma pasākumi. Pašlaik pretnodiluma plāksnes galvenokārt tiek uzstādītas uz gala virsmām, un lielākajā daļā no tām tiek izmantots 0Cr13Ni5Mn nerūsējošais tērauds. Ja apakšējais gredzens un vadotnes lāpstiņas augšējā un apakšējā gala virsma ir noslēgta ar gumiju, uz apakšējā gredzena jābūt astes rievai vai spiediena plāksnes tipa gumijas blīvējuma rievai. Mūsu rūpnīcā galvenokārt tiek izmantotas misiņa blīvējuma plāksnes. Vadotnes lāpstiņas vārpstas caurumam uz apakšējā gredzena jābūt koncentriskam ar augšējo vāku. Augšējais vāks un apakšējais gredzens bieži tiek izmantoti vidēja un maza agregāta urbšanai. Lielās agregātas tagad mūsu rūpnīcā tiek urbtas tieši ar CNC urbšanas iekārtu.
Vadības cilpa
Vadības gredzens ir gredzenveida daļa, kas pārraida releja spēku un rotē vadotni caur transmisijas mehānismu.
Vadotne
Pašlaik vadlāpstiņām bieži ir divas standarta lapu formas: simetriskas un asimetriskas. Simetriskas vadlāpstiņas parasti tiek izmantotas liela īpatnējā ātruma aksiālās plūsmas turbīnās ar nepilnu spirālveida aptveres leņķi; asimetriskas vadlāpstiņas parasti tiek izmantotas pilna aptveres leņķa spirālveida turbīnās un darbojas ar mazu īpatnējo ātrumu aksiālo plūsmu ar lielu atvērumu, kā arī liela un vidēja īpatnējā ātruma Francis turbīnās. (Cilindriskās) vadlāpstiņas parasti tiek lietas veselas, un lielās iekārtās tiek izmantotas arī metinātas konstrukcijas.
Virzošā lāpstiņa ir svarīga ūdens vadīšanas mehānisma sastāvdaļa, kurai ir galvenā loma ūdens cirkulācijas tilpuma veidošanā un mainīšanā, kas ieplūst skrūvju kanālā. Virzošā lāpstiņa ir sadalīta divās daļās: vadošās lāpstiņas korpusā un vadošās lāpstiņas vārpstas diametrā. Parasti tiek izmantots viss lējums, un liela mēroga iekārtās tiek izmantota arī liešanas metināšana. Materiāli parasti ir ZG30 un ZG20MnSi. Lai nodrošinātu vadošās lāpstiņas elastīgu rotāciju, vadošās lāpstiņas augšējai, vidējai un apakšējai vārpstai jābūt koncentriskai, radiālajai svārstībai nevajadzētu būt lielākai par pusi no centrālās vārpstas diametra pielaides, un pieļaujamā kļūda, ja vadošās lāpstiņas gala virsma nav perpendikulāra asij, nedrīkst pārsniegt 0,15/1000. Vadošās lāpstiņas plūsmas virsmas profils tieši ietekmē ūdens cirkulācijas tilpumu, kas ieplūst skrūvju kanālā. Vadošās lāpstiņas galva un aste parasti ir izgatavota no nerūsējošā tērauda, lai uzlabotu kavitācijas pretestību.
Vadotnes lāpstiņas uzmava un vadotnes lāpstiņas vilces ierīce
Vadošās lāpstiņas uzmava ir sastāvdaļa, kas fiksē vadošās lāpstiņas centrālās vārpstas diametru, un tās struktūra ir saistīta ar materiālu, blīvējumu un augšējā vāka augstumu. Tā pārsvarā ir integrēta cilindra formā, un lielās iekārtās tā pārsvarā ir segmentēta, un tai ir tāda priekšrocība, ka atstarpe ir ļoti labi regulējama.
Vadošās lāpstiņas vilces ierīce neļauj vadošajai lāpstiņai pacelties augšup ūdens spiediena ietekmē. Kad vadošās lāpstiņas svars pārsniedz vadošās lāpstiņas pašsvaru, vadošā lāpstiņa paceļas uz augšu, saduras ar augšējo vāku un ietekmē spēku, kas iedarbojas uz savienojošo stieni. Vilces plāksne parasti ir izgatavota no alumīnija bronzas.
Vadotnes lāpstiņas blīvējums
Vadošajai lāpstiņai ir trīs blīvēšanas funkcijas: viena ir enerģijas zudumu samazināšana, otra ir gaisa noplūdes samazināšana fāzes modulācijas darbības laikā, un trešā ir kavitācijas samazināšana. Vadošās lāpstiņas blīvējumi tiek iedalīti augstuma un gala blīvējumos.
Vadošās lāpstiņas vārpstas diametra vidū un apakšā ir blīvslēgi. Kad vārpstas diametrs ir noslēgts, ūdens spiediens starp blīvgredzenu un vadošās lāpstiņas vārpstas diametru ir cieši noslēgts. Tāpēc uzmavā ir drenāžas caurumi. Apakšējā vārpstas diametra blīvējums galvenokārt paredzēts, lai novērstu nogulumu iekļūšanu un vārpstas diametra nodilumu.
Ir daudz dažādu virzošo lāpstiņu transmisijas mehānismu veidu, un ir divi visbiežāk izmantotie. Viens ir dakšas galvas tips, kam ir labs sprieguma stāvoklis un kas ir piemērots lieliem un vidējiem agregātiem, bet otrs ir auss roktura tips, kam galvenokārt raksturīga vienkārša struktūra un kas ir piemērotāks maziem un vidējiem agregātiem.
Ausu roktura transmisijas mehānisms galvenokārt sastāv no vadotnes lāpstiņas, savienojošās plāksnes, sadalītās pusatslēgas, bīdes tapas, vārpstas uzmavas, gala vāka, ausu roktura, rotējošās uzmavas savienojošā stieņa tapas utt. Spēks nav labs, bet struktūra ir vienkārša, tāpēc tas ir piemērotāks mazām un vidējām vienībām.
Dakšas piedziņas mehānisms
Dakšas galvas transmisijas mehānisms galvenokārt sastāv no vadotnes lāpstiņas, savienojošās plāksnes, dakšas galvas, dakšas galvas tapas, savienojošās skrūves, uzgriežņa, pusatslēgas, bīdes tapas, vārpstas uzmavas, gala vāka un kompensācijas gredzena utt.
Vadības lāpstiņas roka un vadotne ir savienotas ar dalītu atslēgu, lai tieši pārsūtītu darba griezes momentu. Uz vadotnes lāpstiņas rokas ir uzstādīts gala vāks, un vadotne ir piekārta pie gala vāka ar regulēšanas skrūvi. Pateicoties dalītas atslēgas izmantošanai, vadotne pārvietojas uz augšu un uz leju, regulējot atstarpi starp vadotnes lāpstiņas korpusa augšējo un apakšējo gala virsmu, neietekmējot citu transmisijas daļu pozīcijas.
Dakšas galvas transmisijas mehānismā vadotnes lāpstiņas svira un savienojošā plāksne ir aprīkotas ar bīdes tapām. Ja vadotnes lāpstiņas iesprūst svešķermeņu dēļ, attiecīgo transmisijas daļu darbības spēks strauji palielināsies. Kad spriegums palielinās līdz 1,5 reizēm, vispirms tiks pārgrieztas bīdes tapas. Aizsargājiet citas transmisijas daļas no bojājumiem.
Turklāt savienojošās plāksnes vai vadības gredzena un dakšas galvas savienojumā, lai savienojošo skrūvi noturētu horizontāli, var uzstādīt kompensācijas gredzenu regulēšanai. Savienojošās skrūves abos galos esošās vītnes ir attiecīgi kreisās un labās puses, lai uzstādīšanas laikā varētu regulēt savienojošā stieņa garumu un vadotnes lāpstiņas atvērumu.
Rotējošā daļa
Rotējošā daļa galvenokārt sastāv no spoles, galvenās vārpstas, gultņa un blīvēšanas ierīces. Spoles ir saliktas un sametinātas ar augšējo vainagu, apakšējo gredzenu un lāpstiņām. Lielākā daļa turbīnu galveno vārpstu ir lietās. Ir daudz veidu virzošo gultņu. Atkarībā no elektrostacijas ekspluatācijas apstākļiem ir vairāki gultņu veidi, piemēram, ūdens eļļošana, šķidrās eļļas eļļošana un sausās eļļas eļļošana. Parasti elektrostacijās galvenokārt tiek izmantoti šķidrās eļļas cilindru vai bloku gultņi.
Francis skrējējs
Francis sliedes sastāv no augšējā vainaga, asmeņiem un apakšējā gredzena. Augšējais vainags parasti ir aprīkots ar pretnoplūdes gredzenu, lai samazinātu ūdens noplūdes zudumus, un spiediena samazināšanas ierīci, lai samazinātu aksiālo ūdens grūdienu. Arī apakšējais gredzens ir aprīkots ar pretnoplūdes ierīci.
Aksiālie skrējēja asmeņi
Aksiālā plūsmas rullīša lāpstiņa (galvenā enerģijas pārveidošanas sastāvdaļa) sastāv no divām daļām: korpusa un šarnīra. Tā tiek lieta atsevišķi un pēc apstrādes apvienota ar mehāniskām daļām, piemēram, skrūvēm un tapām. (Parasti rullīša diametrs ir lielāks par 5 metriem). Parasti tiek ražots ZG30 un ZG20MnSi. Rullīša lāpstiņu skaits parasti ir 4, 5, 6 un 8.
Skrējēja ķermenis
Slīpnes korpuss ir aprīkots ar visiem lāpstiņām un darbības mehānismu, augšējā daļa ir savienota ar galveno vārpstu, bet apakšējā daļa ir savienota ar notekas konusu, kam ir sarežģīta forma. Parasti slīpnes korpuss ir izgatavots no ZG30 un ZG20MnSi. Forma pārsvarā ir sfēriska, lai samazinātu tilpuma zudumus. Slīpnes korpusa specifiskā struktūra ir atkarīga no releja izvietojuma pozīcijas un darbības mehānisma formas. Savienojumā ar galveno vārpstu savienojuma skrūve nes tikai aksiālo spēku, bet griezes momentu nes cilindriskās tapas, kas sadalītas savienojuma virsmas radiālajā virzienā.
Darbības mehānisms
Taisna saite ar vadības rāmi:
1. Kad asmens leņķis ir vidējā pozīcijā, roka ir horizontāla, bet savienotājstienis ir vertikāls.
2. Rotējošā roka un asmens griezes momenta pārraidīšanai izmanto cilindriskas tapas, un radiālo pozīciju novieto ar fiksācijas gredzenu.
3. Savienotājstienis ir sadalīts iekšējā un ārējā savienotājstieņos, un spēks ir vienmērīgi sadalīts.
4. Uz darbības rāmja ir ausu rokturis, ko ir ērti regulēt montāžas laikā. Ausu roktura un darbības rāmja saskaņošanas gala virsmu ierobežo ierobežojoša tapa, lai novērstu savienojošā stieņa iesprūšanu, kad ausu rokturis ir fiksēts.
5. Darbības rāmim ir “I” forma. Lielākoties tos izmanto mazos un vidējos agregātos ar 4 līdz 6 lāpstiņām.
Taisns sakabes mehānisms bez vadības rāmja: 1. Darbības rāmis ir atcelts, un savienojošo stieni un rotējošo sviru tieši darbina releja virzulis. Lielās vienībās.
Slīpais šarnīrsavienojums ar vadības rāmi: 1. Kad lāpstiņas rotācijas leņķis ir vidējā pozīcijā, grozāmajai svirai un savienojošajam stienim ir liels slīpuma leņķis. 2. Releja gājiens ir palielināts, un rullīša lāpstiņām ir vairāk.
Skrējēju istaba
Skrejkamera ir globāli metināta tērauda plāksne, un kavitācijai pakļautās daļas vidū ir izgatavotas no nerūsējošā tērauda, lai uzlabotu kavitācijas izturību. Skrejkamerai ir pietiekama stingrība, lai izpildītu prasību par vienmērīgu atstarpi starp skrejriteņa lāpstiņām un skrejriteņa kameru, kad iekārta darbojas. Mūsu rūpnīcā ir izveidota pilnīga apstrādes metode ražošanas procesā: A. CNC vertikālās virpas apstrāde. B, profilēšanas metodes apstrāde. Vilces caurules taisnā konusa daļa ir izklāta ar tērauda plāksnēm, veidota rūpnīcā un salikta uz vietas.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 26. septembris
