Wat zijn de operationele parameters van een waterturbine?
De basisparameters waarmee een waterturbine werkt, zijn onder andere de opvoerhoogte, het debiet, het toerental, het vermogen en het rendement.
De waterhoogte van een turbine verwijst naar het verschil in energie per eenheid gewicht van de waterstroom tussen de inlaatsectie en de uitlaatsectie van de turbine, uitgedrukt in H en gemeten in meters.
Het debiet van een waterturbine verwijst naar het volume water dat per tijdseenheid door de dwarsdoorsnede van de turbine stroomt.
De turbinesnelheid geeft aan hoe vaak de hoofdas van de turbine per minuut omdraait.
Het vermogen van een waterturbine wordt gemeten aan het uiteinde van de turbineas.
Het rendement van een turbine verwijst naar de verhouding tussen het vermogen van de turbine en de waterdoorvoer.
Welke soorten waterturbines zijn er?
Waterturbines kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: tegenstroomturbines en impulsturbines. De tegenstroomturbine omvat zes typen: gemengde-stroomturbine (HL), axiale-stroomturbine met vaste bladen (ZD), axiale-stroomturbine met vaste bladen (ZZ), schuine-stroomturbine (XL), doorstroomturbine met vaste bladen (GD) en doorstroomturbine met vaste bladen (GZ).
Er bestaan drie soorten impulsturbines: schoepenturbines (CJ), hellende turbines (XJ) en dubbele tapturbines (SJ).
3. Wat zijn een tegenaanvalsturbine en een impulsturbine?
Een waterturbine die de potentiële energie, drukenergie en kinetische energie van de waterstroom omzet in vaste mechanische energie, wordt een tegenaanvalswaterturbine genoemd.
Een waterturbine die de kinetische energie van de waterstroom omzet in vaste mechanische energie wordt een impulsturbine genoemd.
Wat zijn de kenmerken en het toepassingsgebied van turbines met gemengde stroming?
Een gemengde-stroomturbine, ook wel Francis-turbine genoemd, heeft een waterstroom die radiaal de waaier binnenkomt en er over het algemeen axiaal weer uitstroomt. Gemengde-stroomturbines zijn geschikt voor een breed scala aan waterhoogtes, hebben een eenvoudige constructie, werken betrouwbaar en hebben een hoog rendement. Het is een van de meest gebruikte waterturbines in de moderne tijd. Het toepassingsgebied voor waterhoogtes ligt tussen de 50 en 700 meter.
Wat zijn de kenmerken en het toepassingsgebied van de roterende waterturbine?
Bij een axiale turbine stroomt het water in het waaiergebied axiaal, en verandert de waterstroom van radiaal naar axiaal tussen de geleideschoepen en de waaier.
De vaste schroefconstructie is eenvoudig, maar het rendement neemt sterk af bij afwijkingen van de ontwerpcondities. Deze constructie is geschikt voor energiecentrales met een laag vermogen en kleine schommelingen in de waterhoogte, doorgaans tussen de 3 en 50 meter. De roterende schroefconstructie is relatief complex. Door de rotatie van de bladen en de geleideschoepen te coördineren, wordt een dubbele afstelling van de geleideschoepen en bladen mogelijk gemaakt. Dit vergroot het hoogrendementsbereik en zorgt voor een goede operationele stabiliteit. Momenteel varieert het toegepaste bereik van de waterhoogte van enkele meters tot 50-70 meter.
Wat zijn de kenmerken en het toepassingsgebied van emmerwaterturbines?
Een emmerturbine, ook wel Petion-turbine genoemd, verricht arbeid door de schoepen van de turbine tangentieel langs de omtrek van de turbine te laten botsen met de waterstraal uit het mondstuk. De emmerturbine wordt gebruikt bij grote waterhoogtes; kleine emmerturbines worden gebruikt bij waterhoogtes van 40-250 meter en grote emmerturbines bij waterhoogtes van 400-4500 meter.
7. Wat zijn de kenmerken en het toepassingsgebied van een hellende turbine?
De schuin geplaatste waterturbine produceert een waterstraal uit het mondstuk die een hoek (meestal 22,5 graden) vormt met het vlak van de waaier bij de inlaat. Dit type waterturbine wordt gebruikt in kleine en middelgrote waterkrachtcentrales met een geschikt valhoogtebereik van minder dan 400 meter.
Wat is de basisstructuur van een emmerwaterturbine?
De schoepenwaterturbine heeft de volgende overstroomcomponenten, waarvan de belangrijkste functies als volgt zijn:
(l) De sproeier wordt gevormd doordat de waterstroom uit de stroomopwaartse drukleiding door de sproeier stroomt en een straal vormt die de waaier raakt. De drukenergie van de waterstroom in de sproeier wordt omgezet in de kinetische energie van de straal.
(2) Door de naald te bewegen verandert de diameter van de uit het mondstuk gespoten straal, waardoor ook de inlaatdebiet van de waterturbine verandert.
(3) Het wiel bestaat uit een schijf en meerdere schoepen die daarop bevestigd zijn. De straal stroomt naar de schoepen en draagt zijn kinetische energie aan hen over, waardoor het wiel gaat draaien en arbeid verricht.
(4) De deflector bevindt zich tussen het mondstuk en de waaier. Wanneer de turbine de belasting plotseling verlaagt, buigt de deflector de straal snel naar de schoep. Op dit punt zal de naald langzaam sluiten naar een positie die geschikt is voor de nieuwe belasting. Nadat het mondstuk in de nieuwe positie is gestabiliseerd, keert de deflector terug naar de oorspronkelijke positie van de straal en bereidt zich voor op de volgende actie.
(5) De behuizing zorgt ervoor dat de voltooide waterstroom soepel stroomafwaarts kan worden afgevoerd, en de druk binnen de behuizing is gelijk aan de atmosferische druk. De behuizing wordt ook gebruikt om de lagers van de waterturbine te ondersteunen.
9. Hoe lees en begrijp ik het merk van een waterturbine?
Volgens de JBB84-74 "Regels voor de aanduiding van turbinemodellen" in China bestaat de turbineaanduiding uit drie delen, gescheiden door een "-" tussen elk deel. Het symbool in het eerste deel is de eerste letter van de Chinese Pinyin voor het type waterturbine, en Arabische cijfers geven het karakteristieke specifieke toerental van de waterturbine weer. Het tweede deel bestaat uit twee Chinese Pinyin-letters: de eerste geeft de lay-out van de hoofdas van de waterturbine weer, en de tweede de kenmerken van de inlaatkamer. Het derde deel is de nominale diameter van het wiel in centimeters.
Hoe worden de nominale diameters van verschillende typen waterturbines gespecificeerd?
De nominale diameter van een gemengde-stroomturbine is de maximale diameter aan de inlaatrand van de waaierbladen, oftewel de diameter op het snijpunt van de onderste ring van de waaier en de inlaatrand van de bladen.
De nominale diameter van axiale en schuine stroomturbines is de diameter binnen de waaierkamer op het snijpunt van de as van de waaierbladen en de waaierkamer.
De nominale diameter van een emmerwaterturbine is de steekcirkeldiameter waarbij de rotor tangentieel is aan de hoofdlijn van de waterstraal.
Wat zijn de belangrijkste oorzaken van cavitatie in waterturbines?
De oorzaken van cavitatie in waterturbines zijn relatief complex. Over het algemeen wordt aangenomen dat de drukverdeling in de turbinerotor ongelijkmatig is. Als de rotor bijvoorbeeld te hoog is geïnstalleerd ten opzichte van het waterpeil stroomafwaarts, kan de hogesnelheidswaterstroom door het lagedrukgebied de verdampingsdruk bereiken en bellen vormen. Wanneer het water in de hogedrukzone stroomt, condenseren de bellen door de toegenomen druk. De waterdeeltjes botsen vervolgens met hoge snelheid naar het midden van de bellen om de door condensatie ontstane openingen op te vullen. Dit veroorzaakt een grote hydraulische impact en elektrochemische effecten, waardoor de schoepen eroderen, putjes ontstaan en honingraatachtige poriën vormen, en zelfs gaten kunnen ontstaan.
Wat zijn de belangrijkste maatregelen om cavitatie in waterturbines te voorkomen?
Het gevolg van cavitatie in waterturbines is het ontstaan van lawaai, trillingen en een scherpe daling van het rendement. Dit leidt tot erosie van de turbinebladen, de vorming van putjes en honingraatachtige poriën, en zelfs tot het ontstaan van gaten door penetratie, met als gevolg schade aan de turbine en het onbruikbaar maken van de turbine. Daarom moeten er inspanningen worden geleverd om cavitatie tijdens bedrijf te voorkomen. De belangrijkste maatregelen om cavitatieschade te voorkomen en te verminderen zijn momenteel:
(l) Ontwerp de turbinerotor op de juiste manier om de cavitatiecoëfficiënt van de turbine te verlagen.
(2) Verbeter de productiekwaliteit, zorg voor de juiste geometrische vorm en relatieve positie van de bladen en besteed aandacht aan gladde en gepolijste oppervlakken.
(3) Het gebruik van anticavitatiematerialen om cavitatieschade te verminderen, zoals roestvrijstalen wielen.
(4) Bepaal de juiste installatiehoogte van de waterturbine.
(5) Verbeter de bedrijfsomstandigheden om te voorkomen dat de turbine gedurende lange tijd met een lage valhoogte en een lage belasting werkt. Het is doorgaans niet toegestaan dat waterturbines met een laag vermogen werken (bijvoorbeeld minder dan 50% van het nominale vermogen). Bij waterkrachtcentrales met meerdere eenheden moet langdurig werken met een lage belasting en overbelasting van een enkele eenheid worden vermeden.
(6) Tijdig onderhoud en aandacht moeten worden besteed aan de polijstkwaliteit van reparatielassen om de kwaadaardige ontwikkeling van cavitatieschade te voorkomen.
(7) Met behulp van een luchttoevoerinrichting wordt lucht in de afvoerpijp gebracht om overmatig vacuüm te elimineren dat cavitatie kan veroorzaken.
Hoe worden grote, middelgrote en kleine energiecentrales geclassificeerd?
Volgens de huidige departementale normen worden installaties met een geïnstalleerd vermogen van minder dan 50.000 kW als klein beschouwd; middelgrote installaties met een geïnstalleerd vermogen van 50.000 tot 250.000 kW; en installaties met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 250.000 kW als groot.
Wat is het basisprincipe van waterkrachtcentrales?
Hydro-elektriciteitsopwekking is het gebruik van hydraulische energie (door middel van waterdruk) om hydraulische machines (turbines) aan te drijven en zo de energie van het water om te zetten in mechanische energie. Als er een ander type machine (generator) op de turbine is aangesloten om elektriciteit op te wekken terwijl deze draait, wordt de mechanische energie vervolgens omgezet in elektrische energie. Hydro-elektriciteitsopwekking is in feite het proces waarbij de potentiële energie van water wordt omgezet in mechanische energie en vervolgens in elektrische energie.
Wat zijn de ontwikkelingsmethoden voor waterkrachtbronnen en de belangrijkste typen waterkrachtcentrales?
De methoden voor de ontwikkeling van waterkrachtbronnen worden gekozen op basis van het hoogteverschil, en er zijn over het algemeen drie basismethoden: dammen, omleidingen en een combinatie van beide.
(1) Onder een damtype waterkrachtcentrale wordt verstaan een waterkrachtcentrale die is gebouwd in een rivierbedding, met een geconcentreerd hoogteverschil en een bepaalde reservoircapaciteit, en die zich in de buurt van de dam bevindt.
(2) Onder een waterafleidingswaterkrachtcentrale wordt verstaan een waterkrachtcentrale die de natuurlijke helling van de rivier volledig benut om water af te leiden en elektriciteit op te wekken, zonder reservoir of regelcapaciteit, en die zich op een ver stroomafwaarts gelegen rivier bevindt.
(3) Een hybride waterkrachtcentrale verwijst naar een waterkrachtcentrale die gebruikmaakt van een waterhoogteverschil, gedeeltelijk gevormd door de aanleg van een dam en gedeeltelijk gebruikmakend van het natuurlijke hoogteverschil van een rivierbedding, met een bepaalde opslagcapaciteit. De centrale is gelegen in een stroomafwaartse rivierbedding.
Wat zijn debiet, totale afvoer en gemiddeld jaarlijks debiet?
Debiet verwijst naar het volume water dat per tijdseenheid door de dwarsdoorsnede van een rivier (of waterbouwkundige constructie) stroomt, uitgedrukt in kubieke meter per seconde;
De totale afvoer verwijst naar de som van de totale waterstroom door een riviergedeelte gedurende een hydrologisch jaar, uitgedrukt in 104m³ of 108m³;
De gemiddelde jaarlijkse debiet verwijst naar het gemiddelde jaarlijkse debiet Q3/S van een riviergedeelte, berekend op basis van bestaande hydrologische reeksen.
Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een klein waterkrachtcentrale-hubproject?
Het bestaat hoofdzakelijk uit vier onderdelen: waterkerende constructies (dammen), afvoerconstructies bij hoogwater (overlaten of sluizen), wateromleidingsconstructies (omleidingskanalen of tunnels, inclusief drukregelschachten) en gebouwen van de energiecentrale (inclusief afvoerkanalen en boosterstations).
18. Wat is een waterkrachtcentrale die gebruikmaakt van afwatering? Wat zijn de kenmerken ervan?
Een elektriciteitscentrale zonder regelreservoir wordt een afwateringswaterkrachtcentrale genoemd. Bij dit type centrale wordt de geïnstalleerde capaciteit bepaald op basis van de gemiddelde jaarlijkse waterafvoer van de rivier en het potentiële waterpeil dat kan worden bereikt. De elektriciteitsproductie daalt tijdens het droge seizoen sterk, tot minder dan 50%, en soms wordt er zelfs helemaal geen elektriciteit opgewekt, omdat dit wordt beperkt door de natuurlijke waterstroom van de rivier. Tijdens het natte seizoen is er daarentegen een grote hoeveelheid afwateringswater beschikbaar.
19. Wat is output? Hoe schat je de output in en hoe bereken je de energieopwekking van een waterkrachtcentrale?
In een waterkrachtcentrale wordt het vermogen dat door de waterkrachtgenerator wordt opgewekt, het vermogen genoemd. Het vermogen van een bepaald deel van een rivier vertegenwoordigt de waterenergiebronnen van dat deel. Het vermogen van de waterstroom verwijst naar de hoeveelheid waterenergie per tijdseenheid. In de vergelijking N = 9,81 η QH is Q het debiet (m³/s); H is het valhoogteverschil (m); N is het vermogen van de waterkrachtcentrale (W); η is de rendementscoëfficiënt van de waterkrachtgenerator. De benaderende formule voor het vermogen van kleine waterkrachtcentrales is N = (6,0 - 8,0) QH. De formule voor de jaarlijkse energieopwekking is E = NT, waarbij N het gemiddelde vermogen is en T het aantal jaarlijkse gebruiksuren.
Wat is het jaarlijkse gebruiksaantal van de geïnstalleerde capaciteit?
Dit verwijst naar de gemiddelde bedrijfstijd van een waterkrachtcentrale bij vollast gedurende een jaar. Het is een belangrijke indicator voor het meten van de economische voordelen van waterkrachtcentrales, en van kleine waterkrachtcentrales wordt een jaarlijkse benutting van meer dan 3000 uur vereist.
21. Wat zijn dagelijkse aanpassing, wekelijkse aanpassing, jaarlijkse aanpassing en meerjarige aanpassing?
(1) Dagelijkse regulering: verwijst naar de herverdeling van de afvoer binnen een dag en nacht, met een reguleringsperiode van 24 uur.
(2) Wekelijkse aanpassing: De aanpassingsperiode is één week (7 dagen).
(3) Jaarlijkse regulering: De herverdeling van de afvoer binnen één jaar, waarbij slechts een deel van het overtollige water tijdens het hoogwaterseizoen kan worden opgeslagen, wordt onvolledige jaarlijkse regulering (of seizoensregulering) genoemd; de mogelijkheid om het binnenkomende water volledig binnen het jaar te herverdelen overeenkomstig de watergebruiksbehoeften zonder dat er water hoeft te worden afgestoten, wordt jaarlijkse regulering genoemd.
(4) Regulering over meerdere jaren: Wanneer het reservoirvolume groot genoeg is om gedurende vele jaren overtollig water in het reservoir op te slaan en dit vervolgens toe te wijzen aan een aantal droge jaren voor jaarlijkse regulering, spreekt men van regulering over meerdere jaren.
22. Wat is de hoogte van een rivierdaling?
Het hoogteverschil tussen de twee dwarsdoorsneden van het gebruikte riviergedeelte wordt het hoogteverschil genoemd; het hoogteverschil tussen de wateroppervlakken bij de bron en de monding van de rivier wordt het totale hoogteverschil genoemd.
23. Wat zijn de neerslag, de neerslagduur, de neerslagintensiteit, het neerslaggebied en het centrum van de regenstorm?
Neerslag is de totale hoeveelheid water die gedurende een bepaalde periode op een bepaald punt of gebied valt, uitgedrukt in millimeters.
De duur van de neerslag verwijst naar de periode waarin de neerslag aanhoudt.
Neerslagintensiteit verwijst naar de hoeveelheid neerslag per tijdseenheid, uitgedrukt in mm/u.
Het neerslaggebied verwijst naar het horizontale oppervlak dat door neerslag wordt bedekt, uitgedrukt in km².
Het regenstormcentrum verwijst naar een klein lokaal gebied waar de regenval geconcentreerd is.
24. Wat is een schatting van de investering in engineering? Wat is een schatting van de investering in engineering en wat is een engineeringbudget?
Een engineeringbudget is een technisch en economisch document waarin alle benodigde bouwkosten voor een project in geld worden samengevat. Het budget voor het voorontwerp is een belangrijk onderdeel van de voorontwerpdocumenten en de belangrijkste basis voor het beoordelen van de economische haalbaarheid. Het goedgekeurde totaalbudget is een belangrijke indicator die door de overheid wordt erkend voor de basisinvestering in de bouw, en vormt tevens de basis voor het opstellen van bouwplannen en aanbestedingsdocumenten. De schatting van de engineeringinvestering is het investeringsbedrag dat tijdens de haalbaarheidsstudie wordt gedaan. Het engineeringbudget is het investeringsbedrag dat tijdens de bouwfase wordt gedaan.
Wat zijn de belangrijkste economische indicatoren van waterkrachtcentrales?
(1) Eenheidsinvestering in kilowatt verwijst naar de investering die vereist is per kilowatt aan geïnstalleerd vermogen.
(2) Eenheidsenergie-investering verwijst naar de investering die per kilowattuur elektriciteit vereist is.
(3) De kosten van elektriciteit zijn de vergoeding die per kilowattuur elektriciteit wordt betaald.
(4) De jaarlijkse gebruiksuren van de geïnstalleerde capaciteit zijn een maatstaf voor het gebruiksniveau van de apparatuur van de waterkrachtcentrale.
(5) De verkoopprijs van elektriciteit is de prijs per kilowattuur elektriciteit die aan het net wordt verkocht.
Hoe bereken je de belangrijkste economische indicatoren van waterkrachtcentrales?
De belangrijkste economische indicatoren van waterkrachtcentrales worden berekend volgens de volgende formule:
(1) Eenheid kilowatt investering = totale investering in de bouw van de waterkrachtcentrale / totale geïnstalleerde capaciteit van de waterkrachtcentrale
(2) Eenheidsinvestering in energie = totale investering in de bouw van de waterkrachtcentrale / gemiddelde jaarlijkse energieproductie van de waterkrachtcentrale
(3) Jaarlijkse gebruiksuren van de geïnstalleerde capaciteit = gemiddelde jaarlijkse elektriciteitsopwekking / totale geïnstalleerde capaciteit
Geplaatst op: 28 oktober 2024
