Istnieje wiele rodzajów hydrogeneratorów. Dzisiaj przedstawimy szczegółowo hydrogenerator o przepływie osiowym. Zastosowanie hydrogeneratora o przepływie osiowym w ostatnich latach to głównie rozwój wysokiego ciśnienia wody i dużych rozmiarów. Rozwój krajowych turbin o przepływie osiowym jest również szybki. W wybudowanej elektrowni wodnej Gezhouba zainstalowano dwa rodzaje turbin łopatkowych o przepływie osiowym, z których jedna ma średnicę wirnika 11,3 m, co jest średnicą wirnika podobnych turbin na świecie. Oto zalety i wady turbiny o przepływie osiowym pośrednim.
Zalety turbiny przepływowej osiowej
W porównaniu z turbiną Francisa turbina przepływowa osiowa ma następujące główne zalety:
1. Wysoka prędkość właściwa i dobre charakterystyki energetyczne. Dlatego jego prędkość jednostkowa i przepływ jednostkowy są wyższe niż w przypadku turbiny Francisa. Przy tych samych warunkach głowicy i wydajności może znacznie zmniejszyć rozmiar jednostki generatora turbiny hydraulicznej, zmniejszyć wagę jednostki i zaoszczędzić zużycie materiałów, co daje duże korzyści ekonomiczne.
2. Kształt powierzchni i chropowatość powierzchni łopatek wirnika turbiny przepływowej osiowej są łatwe do spełnienia wymagań produkcyjnych. Ponieważ łopatki turbiny śmigłowej przepływowej osiowej mogą się obracać, średnia sprawność jest wyższa niż w przypadku turbiny Francisa. Gdy zmienia się obciążenie i wysokość podnoszenia, sprawność zmienia się nieznacznie.
3. Łopatki wirnika turbiny łopatkowej o przepływie osiowym można zdemontować, co ułatwia produkcję i transport.
Dlatego turbina o przepływie osiowym zachowuje stabilność w szerokim zakresie działania, ma mniejsze drgania i wysoką wydajność i moc wyjściową. W zakresie niskiego ciśnienia wody niemal zastępuje turbinę Francisa. W ostatnich dekadach nastąpił jej duży rozwój i szerokie zastosowanie pod względem wydajności pojedynczej jednostki i ciśnienia wody.
3. Wady turbiny przepływowej osiowej
Jednakże turbina przepływowa osiowa ma również wady i ogranicza zakres jej zastosowania. Jej główne wady to:
1. Liczba łopatek jest mała i wspornikowa, więc wytrzymałość jest słaba i nie można jej stosować w elektrowniach wodnych o średnim i dużym spadzie.
2. Ze względu na duży przepływ jednostkowy i wysoką prędkość jednostkową, ma mniejszą wysokość ssania niż turbina Francisa przy tym samym ciśnieniu wody, co skutkuje dużą głębokością wykopu i stosunkowo wysokimi nakładami na fundamenty elektrowni.
Zgodnie z powyższymi niedociągnięciami turbiny przepływowej osiowej, głowica aplikacyjna turbiny przepływowej osiowej jest stale ulepszana poprzez przyjmowanie nowych materiałów o wysokiej wytrzymałości i odporności na kawitację w produkcji turbiny i poprawę stanu naprężeń łopatek w projekcie. Obecnie zakres głowicy aplikacyjnej turbiny śmigłowej przepływowej osiowej wynosi 3-90 m, co weszło w obszar turbiny Francisa. Na przykład, moc wyjściowa * * * pojedynczej maszyny zagranicznej turbiny śmigłowej przepływowej osiowej wynosi 181700 kW, głowica * * * wynosi 88 m, a średnica wirnika wynosi 10,3 M. Pojedyncza moc wyjściowa turbiny śmigłowej przepływowej osiowej produkowanej w Chinach wynosi 175000 kW, głowica * * * wynosi 78 m, a średnica wirnika * * * wynosi 11,3 m. Turbina ze stałym śmigłem przepływowym osiowym ma stałe łopatki i prostą konstrukcję, ale nie może dostosować się do elektrowni wodnych o dużych zmianach wysokości podnoszenia wody i obciążenia. W przypadku dużych elektrowni wodnych o stabilnym ciśnieniu wody i służących jako obciążenie podstawowe lub jednostki wielokrotne, można je również rozważyć po porównaniu ekonomicznym, gdy sezonowa energia elektryczna jest obfita. Zakres stosowanego ciśnienia wody wynosi 3-50 m. Turbina śmigłowa o przepływie osiowym zazwyczaj przyjmuje urządzenie pionowe, a jej proces roboczy jest zasadniczo taki sam jak w przypadku turbiny Francisa. Różnica polega na tym, że gdy zmienia się obciążenie, nie tylko reguluje ona obrót łopatki kierowniczej, ale także reguluje obrót łopatki wirnika, aby utrzymać wysoką wydajność.
Przedstawiliśmy również turbinę Francisa. Spośród generatorów wodnych turbina Francisa bardzo różni się od turbiny o przepływie osiowym. Na przykład, formy strukturalne ich wirnika są różne. Łopatki turbiny Francisa są prawie równoległe do wału głównego, podczas gdy łopatki turbiny o przepływie osiowym są prawie prostopadłe do wału głównego.
Czas publikacji: 19-kwi-2022
