Quais são os parâmetros operacionais de uma turbina hidráulica?
Os parâmetros básicos de funcionamento de uma turbina hidráulica incluem altura manométrica, vazão, velocidade, potência e eficiência.
A altura manométrica de uma turbina se refere à diferença na energia do fluxo de água em peso unitário entre a seção de entrada e a seção de saída da turbina, expressa em H e medida em metros.
A vazão de uma turbina hidráulica se refere ao volume de fluxo de água que passa pela seção transversal da turbina por unidade de tempo.
A velocidade da turbina se refere ao número de vezes que o eixo principal da turbina gira por minuto.
A saída de uma turbina hidráulica refere-se à potência de saída na extremidade do eixo da turbina hidráulica.
A eficiência da turbina refere-se à relação entre a saída da turbina e a saída do fluxo de água.
Quais são os tipos de turbinas hidráulicas?
As turbinas hidráulicas podem ser divididas em duas categorias: tipo contra-ataque e tipo impulso. A turbina contra-ataque inclui seis tipos: turbina de fluxo misto (HL), turbina de lâmina fixa de fluxo axial (ZD), turbina de lâmina fixa de fluxo axial (ZZ), turbina de fluxo inclinado (XL), turbina de lâmina fixa de fluxo contínuo (GD) e turbina de lâmina fixa de fluxo contínuo (GZ).
Existem três tipos de turbinas de impulso: turbinas do tipo caçamba (tipo cortador) (CJ), turbinas do tipo inclinado (XJ) e turbinas do tipo de torneira dupla (SJ).
3. O que são turbinas de contra-ataque e turbinas de impulso?
Uma turbina hidráulica que converte a energia potencial, a energia de pressão e a energia cinética do fluxo de água em energia mecânica sólida é chamada de turbina hidráulica de contra-ataque.
Uma turbina hidráulica que converte a energia cinética do fluxo de água em energia mecânica sólida é chamada de turbina de impulso.
Quais são as características e o escopo de aplicação das turbinas de fluxo misto?
Uma turbina de fluxo misto, também conhecida como turbina Francis, possui um fluxo de água que entra radialmente no rotor e sai geralmente axialmente. As turbinas de fluxo misto apresentam uma ampla gama de aplicações de queda d'água, estrutura simples, operação confiável e alta eficiência. É uma das turbinas hidráulicas mais utilizadas nos tempos modernos. A faixa de aplicação de queda d'água é de 50 a 700 m.
Quais são as características e o escopo de aplicação da turbina hidráulica rotativa?
Turbina de fluxo axial, o fluxo de água na área do impulsor flui axialmente, e o fluxo de água muda de radial para axial entre as palhetas guia e o impulsor.
A estrutura da hélice fixa é simples, mas sua eficiência diminuirá drasticamente ao se desviar das condições de projeto. É adequada para usinas de baixa potência e pequenas variações na carga hidráulica, geralmente variando de 3 a 50 metros. A estrutura da hélice rotativa é relativamente complexa. Ela permite o ajuste duplo das palhetas-guia e das pás, coordenando a rotação das palhetas e das palhetas-guia, expandindo a faixa de saída da zona de alta eficiência e apresentando boa estabilidade operacional. Atualmente, a faixa de carga hidráulica aplicada varia de alguns metros a 50-70 metros.
Quais são as características e o escopo de aplicação das turbinas hidráulicas de balde?
Uma turbina hidráulica tipo balde, também conhecida como turbina Petion, funciona impactando as pás do balde da turbina ao longo da direção tangencial da circunferência da turbina com o jato do bocal. A turbina hidráulica tipo balde é usada para alturas d'água elevadas, sendo as de balde pequeno usadas para alturas d'água de 40 a 250 m e as de balde grande usadas para alturas d'água de 400 a 4.500 m.
7. Quais são as características e o escopo de aplicação da turbina inclinada?
A turbina hidráulica inclinada produz um jato a partir do bocal que forma um ângulo (geralmente de 22,5 graus) com o plano do impulsor na entrada. Este tipo de turbina hidráulica é utilizado em usinas hidrelétricas de pequeno e médio porte, com altura manométrica adequada abaixo de 400 m.
Qual é a estrutura básica de uma turbina hidráulica do tipo balde?
A turbina hidráulica tipo balde possui os seguintes componentes de sobrecorrente, cujas principais funções são as seguintes:
(l) O bocal é formado pelo fluxo de água do tubo de pressão a montante que passa pelo bocal, formando um jato que impacta o impulsor. A energia da pressão do fluxo de água dentro do bocal é convertida na energia cinética do jato.
(2) A agulha altera o diâmetro do jato pulverizado pelo bico ao mover a agulha, alterando também a vazão de entrada da turbina hidráulica.
(3) A roda é composta por um disco e várias pás fixadas nele. O jato avança em direção às pás e transfere sua energia cinética para elas, fazendo com que a roda gire e realize trabalho.
(4) O defletor está localizado entre o bico e o impulsor. Quando a turbina reduz repentinamente a carga, o defletor desvia rapidamente o jato em direção à caçamba. Nesse ponto, a agulha se fecha lentamente para uma posição adequada à nova carga. Após a estabilização do bico na nova posição, o defletor retorna à posição original do jato e se prepara para a próxima ação.
(5) O revestimento permite que o fluxo de água completo seja descarregado suavemente a jusante, e a pressão dentro do revestimento é equivalente à pressão atmosférica. O revestimento também é usado para suportar os mancais da turbina hidráulica.
9. Como ler e entender a marca de uma turbina hidráulica?
De acordo com as "Regras para a designação de modelos de turbina" JBB84-74 na China, a designação da turbina consiste em três partes, separadas por um "-" entre cada parte. O símbolo na primeira parte é a primeira letra do pinyin chinês para o tipo de turbina hidráulica, e os algarismos arábicos representam a velocidade específica característica da turbina hidráulica. A segunda parte consiste em duas letras do pinyin chinês, a primeira representando o layout do eixo principal da turbina hidráulica e a segunda representando as características da câmara de admissão. A terceira parte é o diâmetro nominal da roda em centímetros.
Como são especificados os diâmetros nominais dos vários tipos de turbinas hidráulicas?
O diâmetro nominal de uma turbina de fluxo misto é o diâmetro máximo na borda de entrada das pás do impulsor, que é o diâmetro na intersecção do anel inferior do impulsor e da borda de entrada das pás.
O diâmetro nominal das turbinas de fluxo axial e inclinado é o diâmetro dentro da câmara do impulsor na intersecção do eixo da pá do impulsor e da câmara do impulsor.
O diâmetro nominal de uma turbina hidráulica do tipo balde é o diâmetro do círculo primitivo no qual o rotor é tangente à linha principal do jato.
Quais são as principais causas de cavitação em turbinas hidráulicas?
As causas da cavitação em turbinas hidráulicas são relativamente complexas. Acredita-se geralmente que a distribuição de pressão dentro do rotor da turbina seja desigual. Por exemplo, se o rotor for instalado muito alto em relação ao nível da água a jusante, o fluxo de água em alta velocidade que passa pela área de baixa pressão tende a atingir a pressão de vaporização e produzir bolhas. Quando a água flui para a zona de alta pressão, devido ao aumento da pressão, as bolhas condensam e as partículas do fluxo de água colidem em alta velocidade em direção ao centro das bolhas para preencher as lacunas geradas pela condensação, gerando assim grande impacto hidráulico e efeitos eletroquímicos, causando a erosão das pás, resultando em corrosão por pites e poros alveolares, e até mesmo sendo penetradas e formando furos.
Quais são as principais medidas para evitar a cavitação em turbinas hidráulicas?
A consequência da cavitação em turbinas hidráulicas é a geração de ruído, vibração e uma queda acentuada na eficiência, o que leva à erosão das pás, à formação de corrosão por pites e poros alveolares, e até mesmo à formação de furos por penetração, resultando em danos à unidade e à impossibilidade de operação. Portanto, esforços devem ser feitos para evitar a cavitação durante a operação. Atualmente, as principais medidas para prevenir e reduzir os danos causados pela cavitação incluem:
(l) Projetar adequadamente o rotor da turbina para reduzir o coeficiente de cavitação da turbina.
(2) Melhorar a qualidade de fabricação, garantir a forma geométrica correta e a posição relativa das lâminas e prestar atenção às superfícies lisas e polidas.
(3) Utilizar materiais anticavitação para reduzir os danos causados pela cavitação, como rodas de aço inoxidável.
(4) Determine corretamente a elevação de instalação da turbina hidráulica.
(5) Melhorar as condições de operação para evitar que a turbina opere com baixa queda e baixa carga por muito tempo. Normalmente, não é permitido que turbinas hidráulicas operem com baixa potência (como abaixo de 50% da potência nominal). Para usinas hidrelétricas com múltiplas unidades, deve-se evitar a operação prolongada de uma única unidade com baixa carga e sobrecarga.
(6) A manutenção oportuna e a atenção devem ser dadas à qualidade do polimento da soldagem de reparo para evitar o desenvolvimento maligno de danos por cavitação.
(7) Utilizando um dispositivo de suprimento de ar, o ar é introduzido no tubo de água residual para eliminar o vácuo excessivo que pode causar cavitação.
Como são classificadas as usinas elétricas grandes, médias e pequenas?
De acordo com os padrões departamentais atuais, aqueles com capacidade instalada inferior a 50.000 kW são considerados pequenos; Equipamentos de médio porte com capacidade instalada de 50.000 a 250.000 kW; Uma capacidade instalada superior a 250.000 kW é considerada grande.
Qual é o princípio básico da geração de energia hidrelétrica?
A geração de energia hidrelétrica é o uso de energia hidráulica (com carga hidráulica) para acionar máquinas hidráulicas (turbinas), convertendo a energia da água em energia mecânica. Se outro tipo de máquina (gerador) for conectado à turbina para gerar eletricidade enquanto ela gira, a energia mecânica é então convertida em energia elétrica. A geração de energia hidrelétrica, em certo sentido, é o processo de conversão da energia potencial da água em energia mecânica e, em seguida, em energia elétrica.
Quais são os métodos de desenvolvimento de recursos hidráulicos e os tipos básicos de usinas hidrelétricas?
Os métodos de desenvolvimento de recursos hidráulicos são selecionados de acordo com a queda concentrada, e geralmente há três métodos básicos: tipo barragem, tipo desvio e tipo misto.
(1) Uma usina hidrelétrica do tipo barragem refere-se a uma usina hidrelétrica construída no canal de um rio, com uma queda concentrada e uma certa capacidade de reservatório, e localizada perto da barragem.
(2) Uma estação hidrelétrica de desvio de água refere-se a uma estação hidrelétrica que utiliza totalmente a queda natural do rio para desviar água e gerar eletricidade, sem reservatório ou capacidade de regulação, e está localizada em um rio distante a jusante.
(3) Uma usina hidrelétrica híbrida refere-se a uma usina hidrelétrica que utiliza uma queda d'água, parcialmente formada pela construção de uma barragem e parcialmente aproveitando a queda natural do canal de um rio, com uma certa capacidade de armazenamento. A usina está localizada em um canal fluvial a jusante.
O que são vazão, escoamento total e vazão média anual?
A vazão se refere ao volume de água que passa pela seção transversal de um rio (ou estrutura hidráulica) por unidade de tempo, expressa em metros cúbicos por segundo;
O escoamento total refere-se à soma do fluxo total de água através da seção de um rio em um ano hidrológico, expresso em 104m3 ou 108m3;
A vazão média anual refere-se à vazão média anual Q3/S de um trecho de rio calculada com base em séries hidrológicas existentes.
Quais são os principais componentes de um projeto de hub de pequena central hidrelétrica?
Ele consiste principalmente de quatro partes: estruturas de retenção de água (barragens), estruturas de descarga de enchentes (vertedouros ou comportas), estruturas de desvio de água (canais de desvio ou túneis, incluindo poços de regulação de pressão) e edifícios de usinas de energia (incluindo canais de águas residuais e estações elevatórias).
18. O que é uma usina hidrelétrica de escoamento superficial? Quais são as suas características?
Uma usina hidrelétrica sem reservatório regulador é chamada de usina hidrelétrica de escoamento superficial. Esse tipo de usina hidrelétrica seleciona sua capacidade instalada com base na vazão média anual do canal do rio e na queda d'água potencial que pode obter. A geração de energia durante a estação seca diminui drasticamente, para menos de 50%, e às vezes nem consegue gerar eletricidade, sendo limitada pelo fluxo natural do rio, enquanto há uma grande quantidade de água abandonada durante a estação chuvosa.
19. O que é produção? Como estimar a produção e calcular a geração de energia de uma usina hidrelétrica?
Em uma usina hidrelétrica (usina), a energia gerada pela unidade geradora hidrelétrica é chamada de saída, e a saída de uma determinada seção do fluxo de água em um rio representa os recursos hídricos de energia dessa seção. A saída do fluxo de água refere-se à quantidade de energia hídrica por unidade de tempo. Na equação N = 9,81 η QH, Q é a vazão (m3/S); H é a queda d'água (m); N é a saída da usina hidrelétrica (W); η é o coeficiente de eficiência do gerador hidrelétrico. A fórmula aproximada para a saída de pequenas usinas hidrelétricas é N = (6,0-8,0) QH. A fórmula para geração anual de energia é E = NT, onde N é a saída média; T são as horas de utilização anuais.
Quais são as horas de utilização anual da capacidade instalada?
Refere-se ao tempo médio de operação em plena carga de uma unidade geradora hidrelétrica ao longo de um ano. É um indicador importante para medir os benefícios econômicos das usinas hidrelétricas, e as pequenas usinas hidrelétricas devem ter uma carga horária anual superior a 3.000 horas.
21. O que são ajustes diários, ajustes semanais, ajustes anuais e ajustes plurianuais?
(1) Regulação diária: refere-se à redistribuição do escoamento ao longo do dia e da noite, com um período de regulação de 24 horas.
(2) Ajuste semanal: O período de ajuste é de uma semana (7 dias).
(3) Regulação anual: A redistribuição do escoamento dentro de um ano, onde apenas uma parte do excesso de água durante a estação de cheias pode ser armazenada, é chamada de regulação anual incompleta (ou regulação sazonal); A capacidade de redistribuir totalmente a água recebida dentro do ano de acordo com os requisitos de uso de água sem a necessidade de abandono de água é chamada de regulação anual.
(4) Regulação plurianual: Quando o volume do reservatório é grande o suficiente para armazenar o excesso de água durante muitos anos no reservatório e, em seguida, alocá-lo para vários anos secos para regulação anual, é chamado de regulação plurianual.
22. O que é a gota de um rio?
A diferença de elevação entre as duas seções transversais do trecho do rio utilizado é chamada de queda; a diferença de elevação entre as superfícies de água na nascente e na foz do rio é chamada de queda total.
23. Qual é a precipitação, duração da precipitação, intensidade da precipitação, área de precipitação, centro da tempestade?
Precipitação é a quantidade total de água que cai em um determinado ponto ou área durante um determinado período de tempo, expressa em milímetros.
Duração da precipitação refere-se à duração da precipitação.
A intensidade da precipitação refere-se à quantidade de precipitação por unidade de tempo, expressa em mm/h.
A área de precipitação refere-se à área horizontal coberta pela precipitação, expressa em km2.
O centro da tempestade refere-se a uma pequena área local onde a tempestade está concentrada.
24. O que é uma estimativa de investimento em engenharia? Estimativa de investimento em engenharia e orçamento de engenharia?
O orçamento de engenharia é um documento técnico e econômico que reúne todos os recursos necessários para a construção de um projeto em forma monetária. O orçamento preliminar do projeto é um componente importante dos documentos preliminares do projeto e a principal base para avaliar a racionalidade econômica. O orçamento geral aprovado é um indicador importante reconhecido pelo estado para o investimento básico em construção, sendo também a base para a elaboração de planos básicos de construção e projetos de licitação. A estimativa de investimento em engenharia é o valor do investimento realizado durante a fase de estudo de viabilidade. O orçamento de engenharia é o valor do investimento realizado durante a fase de construção.
Quais são os principais indicadores econômicos das usinas hidrelétricas?
(1) O investimento unitário em quilowatt refere-se ao investimento necessário por quilowatt de capacidade instalada.
(2) O investimento energético unitário refere-se ao investimento necessário por quilowatt-hora de eletricidade.
(3) O custo da eletricidade é a taxa paga por quilowatt-hora de eletricidade.
(4) As horas anuais de utilização da capacidade instalada são uma medida do nível de utilização do equipamento da estação hidrelétrica.
(5) O preço de venda da eletricidade é o preço por quilowatt-hora de eletricidade vendida à rede.
Como calcular os principais indicadores econômicos de usinas hidrelétricas?
Os principais indicadores econômicos das usinas hidrelétricas são calculados de acordo com a seguinte fórmula:
(1) Investimento unitário em quilowatts = investimento total na construção da central hidroeléctrica / capacidade total instalada da central hidroeléctrica
(2) Investimento energético unitário = investimento total na construção da central hidroeléctrica / geração média anual de energia da central hidroeléctrica
(3) Horas de utilização anual da capacidade instalada = geração média anual de energia / capacidade total instalada
Horário de publicação: 28/10/2024
