En vannturbin er en maskin som omdanner vannets potensielle energi til mekanisk energi. Ved å bruke denne maskinen til å drive en generator, kan vannenergien omdannes til
Elektrisitet Dette er vanngeneratorsettet.
Moderne hydrauliske turbiner kan deles inn i to kategorier i henhold til prinsippet om vannføring og strukturelle egenskaper.
En annen type turbin som utnytter både den kinetiske energien og den potensielle energien til vannet kalles en slagturbin.
Motangrep
Vannet som trekkes fra oppstrøms reservoar renner først til vannavledningskammeret (volutten), og renner deretter inn i den buede kanalen på løpebladet gjennom føringsvingen.
Vannstrømmen produserer en reaksjonskraft på bladene, noe som får impelleren til å rotere. På dette tidspunktet omdannes vannenergien til mekanisk energi, og vannet som strømmer ut av løpehjulet føres ut gjennom sugerøret.
Nedstrøms.
Slagturbinen har hovedsakelig Francis-strømning, skråstrømning og aksialstrømning. Hovedforskjellen er at løpehjulsstrukturen er forskjellig.
(1) Francis-løperen består vanligvis av 12–20 strømlinjeformede, vridde blader og hovedkomponenter som hjulkrone og nedre ring.
Denne typen turbin har et bredt spekter av anvendelige vannsøyler, lite volum og lav kostnad, og er mye brukt i høye vannsøyler, både innstrømning og aksial utstrømning.
Aksialstrømning er delt inn i propelltype og roterende type. Førstnevnte har et fast blad, mens sistnevnte har et roterende blad. Aksialstrømningsløperen består vanligvis av 3–8 blader, et løperhus, en dreneringskjegle og andre hovedkomponenter. Vanngjennomstrømningskapasiteten til denne typen turbin er større enn Francis-strømningsturbinen. For padleturbinen. Fordi bladet kan endre posisjon med belastningen, har den høy effektivitet i området med store belastningsendringer. Anti-kavitasjonsytelsen og styrken til turbinen er dårligere enn for blandetstrømningsturbiner, og strukturen er også mer komplisert. Generelt er den egnet for lavt og middels vannsøyleområde på 10.
(2) Vannavledningskammerets funksjon er å sørge for at vannet strømmer jevnt inn i vannføringsmekanismen, redusere energitapet til vannføringsmekanismen og forbedre vannhjulet.
maskineffektivitet. For store og mellomstore turbiner med vannsøyle over, brukes ofte en metallspiral med sirkulær seksjon.
(3) Vannføringsmekanismen er vanligvis anordnet jevnt rundt løpehjulet, med et visst antall strømlinjeformede føringsvinger og deres roterende mekanismer, etc.
Funksjonen til blandingen er å lede vannstrømmen jevnt inn i løpekanalen, og ved å justere åpningen på ledeskiven, å endre turbinens overløp slik at det passer til
Kravene til justering og endring av generatorbelastningen kan også spille en rolle i å tette vann når alle er lukket.
(4) Trekkrør: Siden noe av den gjenværende energien i vannstrømmen ved utløpet av rennerøret ikke brukes, er trekkerørets funksjon å gjenvinne
En del av energien og drenerer vannet nedstrøms. Små turbiner bruker vanligvis rettkoniske trekkrør, som har høy effektivitet, men store og mellomstore turbiner er
Vannrørene kan ikke graves særlig dypt, så det brukes albuebøyde trekkrør.
I tillegg finnes det rørformede turbiner, skråstrømsturbiner, reversible pumpeturbiner osv. i slagturbinen.
Slagturbin:
Denne typen turbin bruker slagkraften fra høyhastighetsvannstrøm til å rotere turbinen, og den vanligste er bøttetypen.
Bøtturbiner brukes vanligvis i de ovennevnte vannkraftverkene med høyt trykk. Deres arbeidsdeler omfatter hovedsakelig akvedukter, dyser og sprøyter.
Nål, vannhjul og spiral, osv., er utstyrt med mange solide skjeformede vannbøtter på ytterkanten av vannhjulet. Effektiviteten til denne turbinen varierer med belastningen.
Endringen er liten, men vanngjennomstrømningskapasiteten er begrenset av dysen, som er mye mindre enn den radielle aksiale strømningen. For å forbedre vanngjennomstrømningskapasiteten, øk utgangen og
For å forbedre effektiviteten har den storskala vannbøtteturbinen blitt endret fra en horisontal akse til en vertikal akse, og utviklet fra en enkeltdyse til en flerdyse.
3. Introduksjon til reaksjonsturbinens struktur
Den nedgravde delen, inkludert spiralen, seteringen, sugerøret osv., er alle nedgravd i betongfundamentet. Den er en del av vannavlednings- og overløpsdelene på enheten.
Volutt
Voluten er delt inn i en betongvolutt og en metallvolutt. Enheter med en vannsøyle innenfor 40 meter bruker for det meste en betongvolutt. For turbiner med en vannsøyle større enn 40 meter brukes metallvolutter vanligvis på grunn av behovet for styrke. Metallvoluten har fordelene med høy styrke, praktisk bearbeiding, enkel sivil konstruksjon og enkel tilkobling til vannavledningsrørledningen på kraftverket.
Det finnes to typer metallvolutter, sveisede og støpte.
For store og mellomstore slagturbiner med en vannsøyle på omtrent 40–200 meter brukes det hovedsakelig sveisede stålplate-sveisede volutter. For enkelhets skyld er voluten ofte delt inn i flere koniske seksjoner, hver seksjon er sirkulær, og den bakre delen av voluten er formet som en plate. Seksjonen blir mindre, og den endres til en oval form for sveising med seteringen. Hvert koniske segment valses av en platevalsemaskin.
I små Francis-turbiner brukes ofte støpejernsvolutter som er støpt som en helhet. For turbiner med høyt trykkfall og stor kapasitet brukes vanligvis en støpt stålvolutt, og volutten og seteringen er støpt i ett.
Den nederste delen av pumpehuset er utstyrt med en tappeventil for å drenere ut oppsamlet vann under vedlikehold.
Setering
Seteringen er den grunnleggende delen av slagturbinen. I tillegg til å bære vanntrykket, bærer den også vekten av hele enheten og betongen i enhetsseksjonen, så den krever tilstrekkelig styrke og stivhet. Seteringens grunnleggende mekanisme består av en øvre ring, en nedre ring og en fast føringsvinge. Den faste føringsvingen er støtteseteringen, støtten som overfører aksialbelastningen og strømningsflaten. Samtidig er den en viktig referansedel i monteringen av hovedkomponentene i turbinen, og den er en av de tidligst installerte delene. Derfor må den ha tilstrekkelig styrke og stivhet, og samtidig ha god hydraulisk ytelse.
Seteringen er både en lastbærende del og en gjennomstrømningsdel, slik at gjennomstrømningsflaten har en strømlinjeformet form for å sikre minimalt hydraulisk tap.
Seteringen har vanligvis tre strukturelle former: form med én søyle, semi-integrert form og integrert form. For Francis-turbiner brukes vanligvis en setering med integrert struktur.
Trekkrør og fundamentring
Trekkrøret er en del av turbinens strømningskanal, og det finnes to typer: rett, konisk og buet. Et buet trekkerør brukes vanligvis i store og mellomstore turbiner. Fundamentringen er den grunnleggende delen som forbinder seteringen til Francis-turbinen med innløpsseksjonen til trekkerøret, og er innebygd i betongen. Den nedre ringen på løpehjulet roterer inni den.
Vannføringsstruktur
Funksjonen til vannføringsmekanismen til vannturbinen er å danne og endre sirkulasjonsvolumet til vannstrømmen som kommer inn i løpehjulet. Den roterende flerledervingekontrollen med god ytelse er tatt i bruk for å sikre at vannstrømmen kommer inn jevnt langs omkretsen med et lite energitap under forskjellige strømningshastigheter. Sørg for at turbinen har gode hydrauliske egenskaper, juster strømningen for å endre enhetens ytelse, tett vannstrømmen og stopp enhetens rotasjon under normal og ulykkesstans. Store og mellomstore vannføringsmekanismer kan deles inn i sylindriske, koniske (pære- og skråstrømsturbiner) og radielle (fullpenetrerende turbiner) i henhold til akseposisjonen til ledevingene. Vannføringsmekanismen består hovedsakelig av ledevinger, ledevingens betjeningsmekanismer, ringformede komponenter, akselhylser, tetninger og andre komponenter.
Strukturen til føringsvingen.
De ringformede komponentene i vannføringsmekanismen inkluderer en bunnring, et toppdeksel, et støttedeksel, en kontrollring, en lagerbrakett, en aksiallagerbrakett, etc. De har komplekse krefter og høye produksjonskrav.
Bunnringen
Bunnringen er en flat, ringformet del festet til seteringen, hvorav de fleste er støpt sveiset. På grunn av begrensningene ved transportforhold i store enheter, kan den deles i to halvdeler eller en kombinasjon av flere plater. For kraftverk med sedimentslitasje, tas det visse slitasjebeskyttelsestiltak på overflaten av strømningen. For tiden er slitasjebeskyttelsesplater hovedsakelig installert på endeflatene, og de fleste av dem bruker 0Cr13Ni5Mn rustfritt stål. Hvis bunnringen og de øvre og nedre endeflatene på føringsvingen er tettet med gummi, skal det være et halespor eller et trykkplate-lignende gummitetningsspor på bunnringen. Fabrikken vår bruker hovedsakelig messingtetningsplate. Føringsvingens akselhull på bunnringen skal være konsentrisk med toppdekselet. Toppdekselet og bunnringen brukes ofte til samme boring av mellomstore og små enheter. De store enhetene bores nå direkte med en CNC-boremaskin i fabrikken vår.
Kontrollsløyfe
Kontrollringen er en ringformet del som overfører reléets kraft og roterer føringsvingen gjennom overføringsmekanismen.
Ledevinge
For tiden har styreskovler ofte to standard bladformer, symmetriske og asymmetriske. Symmetriske styreskovler brukes vanligvis i aksialstrømningsturbiner med høy spesifikk hastighet og ufullstendig spiralviklingsvinkel; asymmetriske styreskovler brukes vanligvis i spiraler med full viklingsvinkel og fungerer med aksialstrømning med lav spesifikk hastighet og stor åpning. Turbiner og Francis-turbiner med høy og middels spesifikk hastighet. De (sylindriske) styreskovlene er vanligvis støpt i sin helhet, og støpte og sveisede konstruksjoner brukes også i store enheter.
Styrevingen er en viktig del av vannføringsmekanismen, som spiller en nøkkelrolle i å danne og endre vannsirkulasjonsvolumet som kommer inn i løperen. Styrevingen er delt inn i to deler: styrevingens kropp og styrevingens akseldiameter. Vanligvis brukes hele støpegodset, og store enheter bruker også støpesveising. Materialene er vanligvis ZG30 og ZG20MnSi. For å sikre fleksibel rotasjon av styrevingen, bør de øvre, midtre og nedre akslene på styrevingen være konsentriske, den radielle svingen bør ikke være større enn halvparten av diametertoleransen til den sentrale akselen, og den tillatte feilen for at styrevingens endeflate ikke er vinkelrett på aksen, bør ikke overstige 0,15/1000. Profilen til styrevingens strømningsflate påvirker direkte vannsirkulasjonsvolumet som kommer inn i løperen. Hodet og halen på styrevingen er vanligvis laget av rustfritt stål for å forbedre kavitasjonsmotstanden.
Ledevingehylse og ledevingeskyveanordning
Ledevingehylsen er en komponent som fikserer diameteren på den sentrale akselen på ledevingen, og strukturen er relatert til materialet, tetningen og høyden på toppdekselet. Den er for det meste i form av en integrert sylinder, og i store enheter er den for det meste segmentert, noe som har fordelen av å justere gapet veldig godt.
Styrevingens skyvemekanisme hindrer at styrevingen oppdriftsevner oppover under påvirkning av vanntrykk. Når styrevingen overstiger styrevingens egenvekt, løftes styrevingen oppover, kolliderer med toppdekselet og påvirker kraften på forbindelsesstangen. Skyveplaten er vanligvis av aluminiumbronse.
Styrevingepakning
Ledevingen har tre tetningsfunksjoner, den ene er å redusere energitap, den andre er å redusere luftlekkasje under fasemoduleringsoperasjon, og den tredje er å redusere kavitasjon. Ledevingetetninger er delt inn i elevasjons- og endetetninger.
Det er tetninger i midten og bunnen av akseldiameteren på styrevingen. Når akseldiameteren er tett forseglet, er vanntrykket mellom tetningsringen og akseldiameteren på styrevingen tett forseglet. Derfor er det dreneringshull i hylsen. Tetningen av den nedre akseldiameteren er hovedsakelig for å forhindre inntrengning av sediment og slitasje på akseldiameteren.
Det finnes mange typer overføringsmekanismer for styrevinger, og det er to som ofte brukes. Den ene er gaffelhodetypen, som har gode spenningsforhold og er egnet for store og mellomstore enheter. Den andre er ørehåndtakstypen, som hovedsakelig kjennetegnes av en enkel struktur og er mer egnet for små og mellomstore enheter.
Ørehåndtakets overføringsmekanisme består hovedsakelig av føringsvingarm, koblingsplate, delt halvnøkkel, skjærepinne, akselhylse, endedeksel, ørehåndtak, roterende hylse, forbindelsesstangpinne, etc. Kraften er ikke god, men strukturen er enkel, så den er mer egnet i små og mellomstore enheter.
Gaffeldriftsmekanisme
Gaffelhodets overføringsmekanisme består hovedsakelig av føringsvingearm, koblingsplate, gaffelhode, gaffelhodepinne, koblingsskrue, mutter, halvnøkkel, skjærpinne, akselhylse, endedeksel og kompensasjonsring, etc.
Ledevingearmen og ledevingen er koblet sammen med en delt kile for å overføre driftsmomentet direkte. Et endedeksel er montert på ledevingearmen, og ledevingen er hengt opp på endedekselet med en justeringsskrue. På grunn av bruken av en delt halv kile, beveger ledevingen seg opp og ned når avstanden mellom de øvre og nedre endeflatene på ledevingehuset justeres, mens posisjonene til andre overføringsdeler ikke påvirkes.
I gaffelhodets transmisjonsmekanisme er styrevingarmen og forbindelsesplaten utstyrt med skjærebolter. Hvis styrevingene sitter fast på grunn av fremmedlegemer, vil driftskraften til de relevante transmisjonsdelene øke kraftig. Når belastningen øker til 1,5 ganger, vil skjæreboltene bli kuttet først. Beskytt andre transmisjonsdeler mot skade.
I tillegg kan det monteres en kompensasjonsring for justering ved forbindelsen mellom forbindelsesplaten eller kontrollringen og gaffelhodet for å holde forbindelsesskruen horisontal. Gjengene i begge ender av forbindelsesskruen er henholdsvis venstre- og høyrevendte, slik at lengden på forbindelsesstangen og åpningen på ledevingen kan justeres under installasjonen.
Roterende del
Den roterende delen består hovedsakelig av et løpehjul, en hovedaksel, et lager og en tetningsanordning. Løpehjulet er satt sammen og sveiset sammen av den øvre kronen, den nedre ringen og bladene. De fleste av turbinens hovedaksler er støpt. Det finnes mange typer føringslager. I henhold til kraftverkets driftsforhold finnes det flere typer lagre, som vannsmøring, tynnoljesmøring og tørroljesmøring. Generelt bruker kraftverket for det meste tynne oljesylinderlagre eller blokklager.
Francis løper
Francis-løperen består av en øvre krone, blader og en nedre ring. Den øvre kronen er vanligvis utstyrt med en lekkasjesikring for å redusere vannlekkasjetap, og en trykkavlastningsanordning for å redusere aksial vanntrykk. Den nedre ringen er også utstyrt med en lekkasjesikring.
Aksiale løpeblader
Bladet på aksialstrømningsløperen (hovedkomponenten for energiomdannelse) består av to deler: kroppen og dreiepunktet. De støpes separat og kombineres med mekaniske deler som skruer og pinner etter bearbeiding. (Generelt er løperens diameter mer enn 5 meter). Produksjonen er vanligvis ZG30 og ZG20MnSi. Antall blader på løperen er vanligvis 4, 5, 6 og 8.
Løperkropp
Løpeløpehuset er utstyrt med alle bladene og betjeningsmekanismen, den øvre delen er koblet til hovedakselen, og den nedre delen er koblet til dreneringskjeglen, som har en kompleks form. Løpeløpehuset er vanligvis laget av ZG30 og ZG20MnSi. Formen er for det meste sfærisk for å redusere volumtap. Løpeløpehusets spesifikke struktur avhenger av reléets arrangementposisjon og formen på betjeningsmekanismen. I forbindelse med hovedakselen bærer koblingsskruen kun aksialkraften, og dreiemomentet bæres av de sylindriske pinnene fordelt langs skjøtflatens radielle retning.
Driftsmekanisme
Rettkobling med betjeningsramme:
1. Når bladvinkelen er i midtposisjon, er armen horisontal og forbindelsesstangen er vertikal.
2. Den roterende armen og bladet bruker sylindriske pinner for å overføre dreiemomentet, og den radielle posisjonen posisjoneres av låseringen.
3. Koblingsstangen er delt inn i indre og ytre koblingsstenger, og kraften er jevnt fordelt.
4. Det er et ørehåndtak på betjeningsrammen, som er praktisk for justering under montering. Den matchende endeflaten på ørehåndtaket og betjeningsrammen er begrenset av en begrensningspinne for å forhindre at forbindelsesstangen setter seg fast når ørehåndtaket er festet.
5. Betjeningsrammen har en «I»-form. De fleste av dem brukes i små og mellomstore enheter med 4 til 6 kniver.
Rettkoblingsmekanisme uten betjeningsramme: 1. Betjeningsrammen er kansellert, og forbindelsesstangen og den roterende armen drives direkte av reléstempelet i store enheter.
Skrå koblingsmekanisme med betjeningsramme: 1. Når bladrotasjonsvinkelen er i midtposisjon, har svingarmen og forbindelsesstangen en stor helningsvinkel. 2. Reléets slaglengde økes, og i løperen med flere blader.
Løperom
Løpekammeret er en global stålplatesveiset struktur, og de kavitasjonsutsatte delene i midten er laget av rustfritt stål for å forbedre kavitasjonsmotstanden. Løpekammeret har tilstrekkelig stivhet til å oppfylle kravet om jevn klaring mellom løpebladene og løpekammeret når enheten er i gang. Fabrikken vår har dannet en komplett prosesseringsmetode i produksjonsprosessen: A. CNC vertikal dreiebenkbehandling. B, profileringsmetodebehandling. Den rette koniske delen av trekkrøret er foret med stålplater, formet på fabrikken og montert på stedet.
Publisert: 26. september 2022
