Хамгийн түгээмэл нь Каплан, Пелтон, Фрэнсис турбин бүхий усан турбин нь кинетик болон потенциал энергийг усан цахилгаан болгон хувиргах зориулалттай том эргэдэг машин юм. Эдгээр орчин үеийн усны хүрдтэй дүйцэхүйц төхөөрөмжүүд нь 135 гаруй жилийн турш үйлдвэрлэлийн эрчим хүч үйлдвэрлэх, сүүлийн үед усан цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглагдаж байна.
Усны турбиныг өнөөдөр юунд ашигладаг вэ?
Өнөөдөр дэлхийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн 16 хувийг усан цахилгаан станц бүрдүүлж байна. 19-р зуунд цахилгаан сүлжээ өргөн дэлгэрч эхлэхээс өмнө усны турбиныг голчлон үйлдвэрлэлийн эрчим хүч болгон ашигладаг байсан. Одоогийн байдлаар тэдгээрийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж байгаа бөгөөд далан эсвэл их хэмжээний усны урсгалтай газруудаас олж болно.
Дэлхийн эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээ хурдацтай нэмэгдэж, уур амьсгалын өөрчлөлт, чулуужсан түлш хомсдох зэрэг хүчин зүйлсийн улмаас усан цахилгаан станц нь дэлхийн хэмжээнд ногоон эрчим хүчний нэг хэлбэр болох томоохон нөлөө үзүүлэх боломжтой юм. Байгаль орчинд ээлтэй, цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэрийг эрэлхийлэхийн хэрээр Фрэнсис турбинууд ойрын жилүүдэд маш их алдартай бөгөөд улам бүр хэрэглэгдэх шийдэл болж магадгүй юм.
Усны турбин хэрхэн цахилгаан үүсгэдэг вэ?
Байгалийн болон зохиомлоор урсдаг уснаас үүссэн усны даралт нь усны турбинуудын эрчим хүчний эх үүсвэр болдог. Энэ энергийг барьж аваад усан цахилгаан станц болгон хувиргадаг. Усан цахилгаан станц нь ихэвчлэн идэвхтэй голын далан дээр ус хуримтлуулдаг. Дараа нь усыг аажмаар гаргаж, турбиноор урсаж, эргүүлж, дараа нь цахилгаан үүсгэдэг генераторыг идэвхжүүлдэг.
Усны турбин хэр том вэ?
Усан турбиныг ажиллаж байгаа толгойнхоо дагуу өндөр, дунд, нам гэж ангилдаг. Усны турбин нь өндөр урсацын хурдыг бий болгохын тулд ирэнд усны даралт бага байх үед том байх ёстой тул бага даралттай усан цахилгаан станцууд илүү том хэмжээтэй байдаг. Хариуд нь өндөр толгойн усан цахилгаан станцууд нь илүү хурдан хөдөлж буй усны эх үүсвэрээс эрчим хүчийг ашиглахад ашиглагддаг тул ийм том гадаргуугийн тойрог шаарддаггүй.
Усны турбин зэрэг янз бүрийн усан цахилгаан станцын хэсгүүдийн хэмжээг тайлбарласан график
Усны турбин зэрэг янз бүрийн усан цахилгаан станцын хэсгүүдийн хэмжээг тайлбарласан график
Доор бид янз бүрийн хэрэглээ, усны даралтанд ашигладаг янз бүрийн төрлийн усны турбинуудын цөөн хэдэн жишээг тайлбарлах болно.
Каплан турбин (0-60м даралтын толгой)
Эдгээр турбинуудыг тэнхлэгийн урсацын урвалын турбин гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь усаар урсах үед усны даралтыг өөрчилдөг. Каплан турбин нь сэнстэй төстэй бөгөөд усны болон даралтын янз бүрийн түвшинд үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд тохируулж болох иртэй.
Каплан турбины диаграм
Пелтон турбин (300м-1600м даралтын толгой)
Пэлтон турбин буюу Пэлтон дугуй нь хөдөлж буй уснаас энерги гаргаж авдаг импульсийн турбин гэгддэг. Энэ турбин нь халбага хэлбэртэй хувин дээр хүч хэрэглэхийн тулд усны өндөр даралт шаарддаг тул дискийг эргүүлж, эрчим хүч үүсгэдэг тул өндөр толгойтой хэрэглээнд тохиромжтой.
Пелтон турбин
Фрэнсис Турбин (60м-300м даралтын толгой)
Эцсийн бөгөөд хамгийн алдартай усан турбин болох Фрэнсис турбин нь дэлхийн усан цахилгаан станцын 60% -ийг эзэлдэг. Дунд толгой дээр ажилладаг нөлөөллийн болон урвалын турбин хэлбэрээр ажилладаг Фрэнсис турбин нь тэнхлэгийн болон радиаль урсгалын ойлголтуудыг хослуулсан. Ингэснээр турбин нь өндөр ба нам толгойтой турбинуудын хоорондын зайг нөхөж, илүү үр ашигтай загвар зохион бүтээж, өнөөдөр инженерүүдийг цаашид улам сайжруулахыг уриалж байна.
Бүр тодруулбал, Фрэнсис турбин нь спираль яндангаар дамжин (хөдөлгөөнт) гүйлтийн ир рүү усны урсгалыг хянадаг (статик) чиглүүлэгч сэнс рүү урсдаг усаар ажилладаг. Ус нь гүйгчийг хүч чадлын хосолсон нөлөөлөл ба урвалаар эргүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд эцэст нь усны урсгалыг гадаад орчинд гадагшлуулдаг ноорог хоолойгоор дамжин гүйгчээс гардаг.
Усны турбины загварыг хэрхэн сонгох вэ?
Турбины оновчтой загварыг сонгох нь ихэвчлэн нэг зүйлээс хамаардаг; танд хүртээмжтэй толгойн хэмжээ ба урсгалын хурд. Та ямар төрлийн усны даралтыг тохируулж чадахаа олж мэдсэнийхээ дараа Фрэнсис турбин шиг хаалттай "реакцийн турбины загвар" эсвэл Пелтон турбин шиг нээлттэй "импульс турбины загвар" илүү тохиромжтой эсэхийг шийдэж болно.
Усны турбины диаграм
Эцэст нь та санал болгож буй цахилгаан үүсгүүрийнхээ шаардлагатай эргэлтийн хурдыг тогтоож болно.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 7-р сарын 15
