Turbina wodna to maszyna, która zamienia energię potencjalną wody na energię mechaniczną. Używając tej maszyny do napędzania generatora, energia wody może zostać zamieniona na
Prąd To jest hydrozespół.
Nowoczesne turbiny hydrauliczne można podzielić na dwie kategorie ze względu na zasadę przepływu wody i cechy konstrukcyjne.
Innym rodzajem turbiny wykorzystującej zarówno energię kinetyczną, jak i energię potencjalną wody jest turbina uderzeniowa.
Kontratak
Woda pobierana ze zbiornika górnego przepływa najpierw do komory rozdzielczej (spirali), a następnie wpływa do zakrzywionego kanału łopatki wirnika przez łopatkę kierującą.
Przepływ wody wytwarza siłę reakcji na łopatkach, która powoduje obrót wirnika. W tym momencie energia wody jest przekształcana w energię mechaniczną, a woda wypływająca z wirnika jest odprowadzana przez rurę ssącą.
W dół rzeki.
Turbina uderzeniowa obejmuje głównie przepływ Francisa, przepływ skośny i przepływ osiowy. Główną różnicą jest inna struktura wirnika.
(1) Koło zębate Francisa składa się zazwyczaj z 12–20 opływowych, skręconych łopatek i głównych elementów, takich jak korona koła i dolny pierścień.
Ten typ turbiny, z dopływem i odpływem osiowym, ma szeroki zakres stosowalnych wysokości podnoszenia, małą objętość i niski koszt, i jest szeroko stosowany w miejscach o dużym ciśnieniu podnoszenia.
Przepływ osiowy dzieli się na typ śmigłowy i obrotowy. Pierwszy ma stałe łopatki, a drugi ma łopatki obrotowe. Wirnik przepływu osiowego składa się zazwyczaj z 3-8 łopatek, korpusu wirnika, stożka spustowego i innych głównych komponentów. Przepustowość wody tego rodzaju turbiny jest większa niż przepływ Francisa. W przypadku turbiny łopatkowej. Ponieważ łopatka może zmieniać swoje położenie wraz z obciążeniem, ma ona wysoką wydajność w zakresie dużych zmian obciążenia. Wydajność przeciwkawitacyjna i wytrzymałość turbiny są gorsze niż w przypadku turbiny o przepływie mieszanym, a struktura jest również bardziej skomplikowana. Zasadniczo nadaje się do niskiego i średniego zakresu ciśnienia wody wynoszącego 10.
(2) Funkcją komory rozdzielczej wody jest zapewnienie równomiernego przepływu wody do mechanizmu kierującego wodą, zmniejszenie strat energii mechanizmu kierującego wodą i ulepszenie koła wodnego.
wydajność maszyny. W przypadku dużych i średnich turbin z ciśnieniem wody powyżej, często stosuje się metalową spiralę o przekroju kołowym.
(3) Mechanizm prowadzenia wody jest na ogół równomiernie rozmieszczony wokół wirnika, z pewną liczbą opływowych łopatek kierowniczych i ich mechanizmów obrotowych itp.
Funkcją kompozycji jest równomierne kierowanie strumienia wody do wirnika oraz poprzez regulację otwarcia łopatki kierującej, zmiana przelewu turbiny w celu dostosowania go do
Wymagania dotyczące regulacji i zmiany obciążenia generatora mogą również pełnić rolę uszczelnienia wodnego, gdy wszystkie z nich są zamknięte.
(4) Rura ssąca: Ponieważ część pozostałej energii w przepływie wody na wylocie kanału nie jest wykorzystywana, funkcją rury ssącej jest odzyskiwanie
Część energii i odprowadza wodę w dół. Małe turbiny zazwyczaj wykorzystują rury ssące o prostym stożku, które mają wysoką wydajność, ale duże i średnie turbiny są
Rury wodociągowe nie mogą być kopane zbyt głęboko, dlatego stosuje się rury ciągnące z wygiętymi łokiećkami.
Ponadto w turbinie uderzeniowej występują turbiny rurowe, turbiny o przepływie skośnym, turbiny pompowe odwracalne itp.
Turbina uderzeniowa:
W tym typie turbiny do obracania turbiny wykorzystywana jest siła uderzeniowa strumienia wody o dużej prędkości. Najczęściej spotykaną turbiną jest turbina kubełkowa.
Turbiny kubełkowe są zazwyczaj stosowane w powyższych elektrowniach wodnych o wysokim ciśnieniu. Ich części robocze obejmują głównie akwedukty, dysze i natryski.
Igła, koło wodne i spirala itp. są wyposażone w wiele solidnych łyżkowatych wiader na wodę na zewnętrznej krawędzi koła wodnego. Wydajność tej turbiny zmienia się w zależności od obciążenia
Zmiana jest niewielka, ale przepustowość wody jest ograniczona przez dyszę, która jest znacznie mniejsza niż przepływ promieniowo-osiowy. Aby poprawić przepustowość wody, zwiększ wydajność i
Aby zwiększyć wydajność, zmieniono konstrukcję dużej turbiny czerpakowej z osią poziomą na pionową, a także zmieniono konstrukcję z pojedynczej dyszy na wielodyszową.
3. Wprowadzenie do budowy turbiny reakcyjnej
Część zakopana, w tym spirala, pierścień siedziska, rura ssąca itp., są zakopane w betonowym fundamencie. Jest to część części odwadniających i przelewowych jednostki.
Spirala
Spirala jest podzielona na spiralę betonową i spiralę metalową. Jednostki o wysokości podnoszenia wody do 40 metrów najczęściej używają spirali betonowej. W przypadku turbin o wysokości podnoszenia wody większej niż 40 metrów, spirale metalowe są zazwyczaj używane ze względu na potrzebę wytrzymałości. Spirala metalowa ma zalety wysokiej wytrzymałości, wygodnej obróbki, prostej konstrukcji cywilnej i łatwego połączenia z rurociągiem doprowadzającym wodę elektrowni.
Istnieją dwa rodzaje spiral metalowych: spawane i odlewane.
W przypadku dużych i średnich turbin udarowych o wysokości podnoszenia wody wynoszącej około 40–200 metrów najczęściej stosuje się spawane spirale z blachy stalowej. Dla wygody spawania spirala jest często dzielona na kilka stożkowych sekcji, każda sekcja jest okrągła, a tylna część spirali jest ze względu na Sekcja staje się mniejsza i zmienia się w kształt owalny w celu spawania z pierścieniem osadczym. Każdy stożkowy segment jest formowany walcowo przez maszynę do walcowania blach.
W małych turbinach Francisa często stosuje się żeliwne woluty odlewane jako całość. W turbinach o dużym spadzie i dużej pojemności zazwyczaj stosuje się wolutę ze staliwa, a woluta i pierścień osadczy są odlewane w jedną całość.
Najniższa część spirali wyposażona jest w zawór spustowy służący do usuwania nagromadzonej wody podczas prac konserwacyjnych.
Pierścień siedziska
Pierścień osadczy jest podstawową częścią turbiny udarowej. Oprócz przenoszenia ciśnienia wody, przenosi również ciężar całego zespołu i betonu sekcji zespołu, dlatego wymaga wystarczającej wytrzymałości i sztywności. Podstawowy mechanizm pierścienia osadczego składa się z górnego pierścienia, dolnego pierścienia i stałej łopatki kierującej. Stała łopatka kierująca jest pierścieniem osadczym podporowym, rozpórką, która przenosi obciążenie osiowe, i powierzchnią przepływu. Jednocześnie jest główną częścią odniesienia w montażu głównych podzespołów turbiny i jest jedną z najwcześniej zainstalowanych części. Dlatego musi mieć wystarczającą wytrzymałość i sztywność, a jednocześnie powinna mieć dobrą wydajność hydrauliczną.
Pierścień osadczy jest jednocześnie częścią nośną i częścią przepływową, dlatego powierzchnia przepływowa ma opływowy kształt, co zapewnia minimalne straty hydrauliczne.
Pierścień siedziska ma zazwyczaj trzy formy strukturalne: kształt pojedynczego filaru, kształt półintegralny i kształt integralny. W przypadku turbin Francisa zwykle stosuje się pierścień siedziska o strukturze integralnej.
Rura ssąca i pierścień fundamentowy
Rura ssąca jest częścią kanału przepływu turbiny i występują dwa rodzaje: prosta stożkowa i zakrzywiona. Zakrzywiona rura ssąca jest zazwyczaj stosowana w dużych i średnich turbinach. Pierścień fundamentowy jest podstawową częścią, która łączy pierścień osadczy turbiny Francisa z sekcją wlotową rury ssącej i jest osadzona w betonie. Dolny pierścień wirnika obraca się w nim.
Struktura przewodnika wodnego
Funkcją mechanizmu prowadzenia wody turbiny wodnej jest formowanie i zmiana objętości cyrkulacji przepływu wody wchodzącej do wirnika. Zastosowano obrotowy wielołopatkowy układ sterowania o dobrej wydajności, aby zapewnić, że przepływ wody wchodzi równomiernie wzdłuż obwodu z niewielką stratą energii przy różnych natężeniach przepływu. wirnik. Upewnij się, że turbina ma dobre właściwości hydrauliczne, wyreguluj przepływ, aby zmienić moc wyjściową jednostki, uszczelnij przepływ wody i zatrzymaj obrót jednostki podczas normalnego i awaryjnego wyłączenia. Duże i średnie mechanizmy prowadzenia wody można podzielić na cylindryczne, stożkowe (turbiny typu bańkowego i skośnego przepływu) i promieniowe (turbiny o pełnym przeniknięciu) w zależności od położenia osi łopatek kierowniczych. Mechanizm prowadzenia wody składa się głównie z łopatek kierowniczych, mechanizmów operacyjnych łopatek kierowniczych, elementów pierścieniowych, tulei wału, uszczelnień i innych elementów.
Budowa urządzenia łopatkowego.
Pierścieniowe elementy mechanizmu prowadzenia wody obejmują pierścień dolny, pokrywę górną, pokrywę podporową, pierścień sterujący, wspornik łożyska, wspornik łożyska oporowego itp. Wiążą się one ze złożonymi siłami i wysokimi wymaganiami produkcyjnymi.
Dolny pierścień
Dolny pierścień to płaska część pierścieniowa przymocowana do pierścienia siedziska, z których większość jest wykonana metodą odlewania spawanego. Ze względu na ograniczenia warunków transportu w dużych jednostkach można go podzielić na dwie połówki lub kombinację większej liczby płatków. W przypadku elektrowni ze zużyciem osadowym, na powierzchni przepływu podejmowane są pewne środki przeciwzużyciowe. Obecnie płyty przeciwzużyciowe są instalowane głównie na powierzchniach końcowych, a większość z nich wykorzystuje stal nierdzewną 0Cr13Ni5Mn. Jeśli dolny pierścień oraz górne i dolne powierzchnie końcowe łopatki kierowniczej są uszczelnione gumą, na dolnym pierścieniu powinien znajdować się rowek ogonowy lub rowek uszczelnienia gumowego typu płyty dociskowej. Nasza fabryka używa głównie mosiężnych płyt uszczelniających. Otwór wału łopatki kierowniczej na dolnym pierścieniu powinien być współśrodkowy z górną pokrywą. Górna pokrywa i dolny pierścień są często używane do tego samego rozwiercania średnich i małych jednostek. Duże jednostki są teraz bezpośrednio rozwiercane za pomocą wytaczarki CNC w naszej fabryce.
Pętla sterowania
Pierścień sterujący to pierścieniowa część, która przenosi siłę przekaźnika i obraca łopatkę kierowniczą poprzez mechanizm przekładniowy.
Łopatka kierująca
Obecnie łopatki kierownicze często mają dwa standardowe kształty piór, symetryczny i asymetryczny. Symetryczne łopatki kierownicze są zazwyczaj stosowane w turbinach o przepływie osiowym o wysokiej prędkości właściwej z niepełnym kątem opasania spirali; asymetryczne łopatki kierownicze są zazwyczaj stosowane w spiralach o pełnym kącie opasania i pracują z przepływem osiowym o niskiej prędkości właściwej z dużym otworem. turbinach i turbinach Francisa o wysokiej i średniej prędkości właściwej. Łopatki kierownicze (cylindryczne) są zazwyczaj odlewane w całości, a w dużych jednostkach stosuje się również konstrukcje odlewane spawane.
Łopatka prowadząca jest ważną częścią mechanizmu prowadzenia wody, który odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu i zmianie objętości cyrkulacji wody wpływającej do kanału. Łopatka prowadząca jest podzielona na dwie części: korpus łopatki prowadzącej i średnicę wału łopatki prowadzącej. Zazwyczaj stosuje się cały odlew, a w przypadku dużych jednostek stosuje się również spawanie odlewnicze. Materiały to zazwyczaj ZG30 i ZG20MnSi. Aby zapewnić elastyczny obrót łopatki prowadzącej, górny, środkowy i dolny wałek łopatki prowadzącej powinny być współśrodkowe, wychylenie promieniowe nie powinno być większe niż połowa tolerancji średnicy wału centralnego, a dopuszczalny błąd powierzchni czołowej łopatki prowadzącej niebędącej prostopadłą do osi nie powinien przekraczać 0,15/1000. Profil powierzchni przepływu łopatki prowadzącej ma bezpośredni wpływ na objętość cyrkulacji wody wpływającej do kanału. Głowica i ogon łopatki prowadzącej są zazwyczaj wykonane ze stali nierdzewnej w celu poprawy odporności na kawitację.
Tuleja łopatki kierującej i urządzenie dociskowe łopatki kierującej
Tuleja łopatki kierującej to element, który ustala średnicę centralnego wału na łopatce kierującej, a jej struktura jest związana z materiałem, uszczelnieniem i wysokością górnej pokrywy. Najczęściej ma formę integralnego cylindra, a w dużych jednostkach jest najczęściej segmentowana, co ma tę zaletę, że bardzo dobrze reguluje szczelinę.
Urządzenie oporowe łopatki kierującej zapobiega unoszeniu się łopatki kierującej w górę pod wpływem ciśnienia wody. Gdy łopatka kierująca przekroczy ciężar własny łopatki kierującej, łopatka kierująca unosi się w górę, zderza się z górną pokrywą i wpływa na siłę na korbowód. Płytka oporowa jest zazwyczaj wykonana z brązu aluminiowego.
Uszczelnienie łopatki kierującej
Łopatka kierująca ma trzy funkcje uszczelniające: jedną jest redukcja strat energii, drugą redukcja wycieku powietrza podczas operacji modulacji fazowej, a trzecią redukcja kawitacji. Uszczelnienia łopatki kierującej dzielą się na uszczelnienia elewacji i uszczelnienia końcowe.
W środku i na dole średnicy wału łopatki kierującej znajdują się uszczelki. Gdy średnica wału jest uszczelniona, ciśnienie wody między pierścieniem uszczelniającym a średnicą wału łopatki kierującej jest szczelnie uszczelnione. Dlatego w tulei znajdują się otwory drenażowe. Uszczelnienie dolnej średnicy wału służy głównie zapobieganiu przedostawaniu się osadów i wystąpieniu zużycia średnicy wału.
Istnieje wiele typów mechanizmów przekładni łopatki kierowniczej, a dwa są powszechnie stosowane. Jednym z nich jest typ z głowicą widełkową, który ma dobre warunki naprężenia i jest odpowiedni dla dużych i średnich jednostek. Jednym z nich jest typ z uchwytem usznym, który charakteryzuje się głównie prostą konstrukcją i jest bardziej odpowiedni dla małych i średnich jednostek.
Mechanizm przekładniowy uchwytu ucha składa się głównie z ramienia łopatki prowadzącej, płyty łączącej, rozdzielonego półklina, sworznia ścinanego, tulei wału, pokrywy końcowej, uchwytu ucha, sworznia korbowodu tulei obrotowej itp. Siła nie jest dobra, ale konstrukcja jest prosta, więc jest bardziej odpowiedni do małych i średnich jednostek.
Mechanizm napędowy wideł
Mechanizm przekładniowy głowicy widełkowej składa się głównie z ramienia łopatki kierowniczej, płyty łączącej, głowicy widełkowej, sworznia głowicy widełkowej, śruby łączącej, nakrętki, półklina, sworznia ścinanego, tulei wału, pokrywy końcowej i pierścienia kompensacyjnego itp.
Ramię łopatki kierującej i łopatka kierująca są połączone za pomocą klina rozdzielczego, aby bezpośrednio przekazywać moment obrotowy roboczy. Na ramieniu łopatki kierującej zainstalowano pokrywę końcową, a łopatka kierująca jest zawieszona na pokrywie końcowej za pomocą śruby regulacyjnej. Dzięki zastosowaniu klina rozdzielczego łopatka kierująca porusza się w górę i w dół podczas regulacji szczeliny między górną i dolną powierzchnią końcową korpusu łopatki kierującej, podczas gdy położenie innych części przekładni nie ulega zmianie. wpływy.
W mechanizmie przekładni głowicy widełkowej ramię łopatki kierowniczej i płyta łącząca są wyposażone w kołki ścinające. Jeśli łopatki kierownicze utkną z powodu ciał obcych, siła robocza odpowiednich części przekładni gwałtownie wzrośnie. Gdy naprężenie wzrośnie do 1,5 raza, kołki ścinające zostaną najpierw przecięte. Chroń inne części przekładni przed uszkodzeniem.
Ponadto na połączeniu między płytą łączącą lub pierścieniem sterującym a głowicą widełek, aby utrzymać śrubę łączącą poziomo, można zainstalować pierścień kompensacyjny do regulacji. Gwinty na obu końcach śruby łączącej są odpowiednio lewoskrętne i prawoskrętne, tak aby długość korbowodu i otwór łopatki kierowniczej można było regulować podczas instalacji.
Część obrotowa
Część obrotowa składa się głównie z wirnika, wału głównego, łożyska i urządzenia uszczelniającego. Wirnik jest montowany i spawany przez górną koronę, dolny pierścień i łopatki. Większość wałów głównych turbiny jest odlewana. Istnieje wiele typów łożysk prowadzących. W zależności od warunków pracy elektrowni, istnieje kilka typów łożysk, takich jak smarowanie wodne, smarowanie olejem cienkim i smarowanie olejem suchym. Generalnie elektrownia przyjmuje głównie łożysko cylindryczne lub blokowe z cienkim olejem.
Franciszek biegacz
Francis Runner składa się z górnej korony, łopatek i dolnego pierścienia. Górna korona jest zwykle wyposażona w pierścień zabezpieczający przed wyciekiem, aby zmniejszyć utratę wody i urządzenie odciążające ciśnienie, aby zmniejszyć osiowy nacisk wody. Dolny pierścień jest również wyposażony w urządzenie zabezpieczające przed wyciekiem.
Ostrza wirnika osiowego
Łopatka wirnika przepływowego osiowego (główny element do konwersji energii) składa się z dwóch części: korpusu i osi. Odlewane oddzielnie i łączone z częściami mechanicznymi, takimi jak śruby i sworznie po obróbce. (Zwykle średnica wirnika wynosi ponad 5 metrów) Produkcja to zazwyczaj ZG30 i ZG20MnSi. Liczba łopatek wirnika wynosi zazwyczaj 4, 5, 6 i 8.
Ciało biegacza
Korpus bieżni jest wyposażony we wszystkie łopatki i mechanizm operacyjny, górna część jest połączona z wałem głównym, a dolna część jest połączona ze stożkiem spustowym, który ma złożony kształt. Zazwyczaj korpus bieżni jest wykonany z ZG30 i ZG20MnSi. Kształt jest przeważnie kulisty, aby zmniejszyć utratę objętości. Konkretna struktura korpusu bieżni zależy od położenia przekaźnika i formy mechanizmu operacyjnego. W połączeniu z wałem głównym śruba sprzęgająca przenosi tylko siłę osiową, a moment obrotowy jest przenoszony przez cylindryczne kołki rozmieszczone wzdłuż kierunku promieniowego powierzchni złącza.
Mechanizm operacyjny
Połączenie proste z ramą roboczą:
1. Gdy kąt łopatki znajduje się w położeniu środkowym, ramię jest poziome, a korbowód jest pionowy.
2. Obrotowe ramię i ostrze przenoszą moment obrotowy za pomocą cylindrycznych sworzni, a położenie promieniowe ustala pierścień osadczy.
3. Korbowód podzielony jest na korbowód wewnętrzny i zewnętrzny, a siła jest równomiernie rozłożona.
4. Na ramie operacyjnej znajduje się uchwyt na ucho, który jest wygodny do regulacji podczas montażu. Dopasowanie powierzchni końcowej uchwytu na ucho i ramy operacyjnej jest ograniczone przez kołek ograniczający, aby zapobiec zakleszczeniu się korbowodu, gdy uchwyt na ucho jest zamocowany.
5. Rama operacyjna przyjmuje kształt „I”. Większość z nich jest stosowana w małych i średnich jednostkach z 4 do 6 ostrzami.
Mechanizm łączący prosty bez ramy roboczej: 1. Rama robocza jest anulowana, a korbowód i ramię obrotowe są napędzane bezpośrednio przez tłok przekaźnika. w dużych jednostkach.
Mechanizm łączący skośny z ramą roboczą: 1. Gdy kąt obrotu łopatki znajduje się w położeniu środkowym, ramię obrotowe i korbowód mają duży kąt nachylenia. 2. Skok przekaźnika jest zwiększony, a w prowadnicy z większą liczbą łopatek.
Pokój dla biegaczy
Komora bieżna jest globalną spawaną konstrukcją z płyt stalowych, a podatne na kawitację części w środku są wykonane ze stali nierdzewnej w celu zwiększenia odporności na kawitację. Komora bieżna ma wystarczającą sztywność, aby spełnić wymóg równomiernego odstępu między łopatkami bieżni a komorą bieżni, gdy jednostka pracuje. Nasza fabryka opracowała kompletną metodę przetwarzania w procesie produkcyjnym: A. Obróbka na pionowej tokarce CNC. B, obróbka metodą profilowania. Prosta sekcja stożkowa rury ciągowej jest wyłożona płytami stalowymi, uformowanymi w fabryce i zmontowanymi na miejscu.
Czas publikacji: 26-09-2022
