Хамгийн түгээмэл нь Каплан, Пелтон, Фрэнсис турбинууд болох усны турбин нь кинетик болон потенциал энергийг усан цахилгаан станц болгон хувиргадаг том эргэлдэгч машин юм. Усны дугуйны эдгээр орчин үеийн эквивалентуудыг 135 гаруй жилийн турш аж үйлдвэрийн эрчим хүч үйлдвэрлэхэд, саяхан усан цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж ирсэн.
Усны турбинуудыг өнөөдөр юунд ашигладаг вэ?
Өнөөдөр дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн 16%-ийг усан цахилгаан станц эзэлдэг. 19-р зуунд цахилгаан сүлжээ өргөн тархахаас өмнө усны турбинуудыг голчлон аж үйлдвэрийн эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг байсан. Одоогийн байдлаар тэдгээрийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж байгаа бөгөөд далан эсвэл их хэмжээний усны урсгалтай газруудад олж болно.
Дэлхийн эрчим хүчний эрэлт хурдацтай өсч, уур амьсгалын өөрчлөлт, чулуужсан түлшний нөөц хомсдож байгаатай холбогдуулан усан цахилгаан станц нь дэлхий даяар ногоон эрчим хүчний нэг хэлбэр болж томоохон нөлөө үзүүлэх боломжтой. Байгаль орчинд ээлтэй, цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэрийг эрэлхийлэх ажил үргэлжилж байгаа тул Францисын турбинууд ирэх жилүүдэд маш алдартай, улам бүр түгээмэл хэрэглэгдэж буй шийдэл болох боломжтой.
Усны турбинууд хэрхэн цахилгаан үүсгэдэг вэ?
Байгалийн болон хиймэл 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 ерөнхийдөө идэвхтэй гол дээр далан ашиглан усыг хадгалдаг. Дараа нь усыг аажмаар суллаж, турбинаар урсаж, эргүүлж, цахилгаан үүсгэдэг генераторыг идэвхжүүлдэг.
Усны турбинууд хэр том вэ?
Усны турбинуудыг ажиллаж буй даралтаас нь хамааран өндөр, дунд, нам даралттай гэж ангилж болно. Нам даралттай усан цахилгаан станцын системүүд нь илүү том байдаг, учир нь усны турбин нь өндөр урсгалын хурдтай байхын тулд том байх ёстой бөгөөд ирний дагуу бага усны даралт үйлчилдэг. Хариуд нь өндөр даралттай усан цахилгаан станцын системүүд нь илүү хурдан урсаж буй усны эх үүсвэрээс энерги авахад ашиглагддаг тул тийм том гадаргуугийн тойрог шаарддаггүй.
Усны турбин зэрэг усан цахилгаан станцын янз бүрийн эд ангиудын хэмжээг тайлбарласан график
Усны турбин зэрэг усан цахилгаан станцын янз бүрийн эд ангийн хэмжээг тайлбарласан хүснэгт
Доор бид янз бүрийн хэрэглээ болон усны даралтад ашигладаг янз бүрийн төрлийн усны турбины хэдэн жишээг тайлбарлах болно.
Каплан турбин (0-60м даралтын толгой)
Эдгээр турбинуудыг тэнхлэгийн урсгалын урвалын турбин гэж нэрлэдэг бөгөөд учир нь тэдгээр нь усны урсгалын даралтыг өөрчилдөг. Каплан турбин нь сэнстэй төстэй бөгөөд янз бүрийн ус болон даралтын түвшинд үр ашгийг хамгийн их байлгахын тулд тохируулж болох иртэй.
Каплан турбины диаграмм
Пелтон турбин (300м-1600м даралтын толгой)
Пелтон турбин буюу Пелтон дугуй нь хөдөлгөөнт уснаас энерги гаргаж авдаг импульсийн турбин гэгддэг. Энэхүү турбин нь халбага хэлбэртэй хувин дээр хүч үйлчлэх, дискийг эргүүлж, эрчим хүч үйлдвэрлэхэд өндөр хэмжээний усны даралт шаарддаг тул өндөр даралттай хэрэглээнд тохиромжтой.
Пелтон турбин
Фрэнсис турбин (60м-300м даралтын толгой)
Хамгийн сүүлийн бөгөөд хамгийн алдартай усны турбин болох Франсисын турбин нь дэлхийн усан цахилгаан станцын 60%-ийг эзэлдэг. Дунд зэргийн даралттай ажилладаг цохилтот болон урвалын турбин болгон ажилладаг Франсисын турбин нь тэнхлэгийн болон радиаль урсгалын концепцийг хослуулсан. Ингэснээр турбин нь өндөр ба нам даралттай турбины хоорондох зайг нөхөж, илүү үр ашигтай загварыг бий болгож, өнөөгийн инженерүүдэд үүнийг цаашид сайжруулах сорилт болдог.
Тодруулбал, Франсисын турбин нь спираль бүрхүүлээр дамжин урсах ус (статик) чиглүүлэгч сэнс рүү урсах замаар ажилладаг бөгөөд энэ нь (хөдөлж буй) гүйгч ир рүү чиглэсэн усны урсгалыг хянадаг. Ус нь гүйгчийг цохилт болон хүчний нийлмэл урвалаар эргүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд эцэст нь усны урсгалыг гадаад орчинд гаргадаг татах хоолойгоор дамжин гүйгчээс гардаг.
Усны турбины загварыг хэрхэн сонгох вэ?
Хамгийн оновчтой турбины загварыг сонгох нь ихэвчлэн нэг зүйлээс хамаардаг; танд хүрч болох даралт болон урсгалын хурд. Та ямар төрлийн усны даралтыг ашиглаж болохыг тогтоосны дараа Фрэнсис турбин гэх мэт битүү "урвалын турбины загвар" эсвэл Пелтон турбин гэх мэт нээлттэй "импульсийн турбины загвар" илүү тохиромжтой эсэхийг шийдэж болно.
Усны турбины диаграмм
Эцэст нь та санал болгож буй цахилгаан үүсгүүрийнхээ шаардлагатай эргэлтийн хурдыг тогтоож болно.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 7-р сарын 15
