Generator hidroelectric cu energie alternativă Generator hidro cu turbină Francis de 500 kW în Uzbekistan
Definiția turbinei Francis este o combinație între turbina cu impuls și turbina cu reacție, în care palele se rotesc folosind atât forța de reacție, cât și forța de impuls a apei care curge prin ele, producând electricitate mai eficient. Turbina Francis este utilizată pentru producerea de electricitate cel mai frecvent în centralele hidroelectrice de scară medie sau mare.
Aceste turbine pot fi utilizate pentru înălțimi de până la 2 metri și până la 300 de metri. În plus, aceste turbine sunt benefice, deoarece funcționează la fel de bine atunci când sunt poziționate orizontal, precum și atunci când sunt orientate vertical. Apa care trece printr-o turbină Francis pierde presiune, dar rămâne mai mult sau mai puțin la aceeași viteză, așa că ar fi considerată o turbină cu reacție.
Descrierea diagramei componentelor principale ale fiecărei turbine Francis este următoarea.
Carcasă spiralată
Carcasa spiralată este mediul de admisie a apei în turbină. Apa care curge din rezervor sau baraj este făcută să treacă prin această conductă cu presiune ridicată. Palele turbinelor sunt plasate circular, ceea ce înseamnă că apa care lovește palele turbinei trebuie să curgă pe axa circulară pentru o lovire eficientă. Așadar, se folosește carcasa spiralată, dar din cauza mișcării circulare a apei, aceasta își pierde presiunea.
Pentru a menține aceeași presiune, diametrul carcasei este redus treptat, astfel încât un impuls sau o viteză uniformă lovește palele rotorului.
Palete de susținere
Paletele de susținere și ghidare ghidează apa către paletele rotorului. Paletele de susținere rămân staționare în poziția lor și reduc turbionarea apei datorată fluxului radial, pe măsură ce aceasta intră în paletele rotorului, sporind astfel eficiența turbinei.
Palete de ghidare
Paletele ghidante nu sunt staționare, ci își modifică unghiul în funcție de necesitatea de a controla unghiul de lovire al apei către palele turbinei pentru a crește eficiența. De asemenea, ele reglează debitul de apă în palele rotorului, controlând astfel puterea de ieșire a unei turbine în funcție de sarcina turbinei.
Lame Runner
Palele turbinei Francis sunt inima oricărei turbine. Acestea sunt centrele unde fluidul lovește, iar forța tangențială a impactului determină rotirea arborelui turbinei, producând cuplu. Este necesară o atenție deosebită proiectării unghiurilor palelor la intrare și ieșire, deoarece aceștia sunt parametri majori care afectează producția de energie.
Palele rotorului au două părți. Jumătatea inferioară este realizată în formă de găleată mică pentru a roti turbina folosind acțiunea impulsivă a apei. În timp ce partea superioară a palelor folosește forța de reacție a apei care curge prin ea. Rotorul se rotește datorită acestor două forțe.
Tub de tiraj
Presiunea la ieșirea din rotorul turbinei cu reacție este în general mai mică decât presiunea atmosferică. Apa de la ieșire nu poate fi evacuată direct în canalul de coardă. Un tub sau o țeavă cu suprafața care crește treptat este utilizată pentru evacuarea apei de la ieșirea din turbină în canalul de coardă.
Acest tub cu suprafață crescătoare se numește Tub de Draft. Un capăt al tubului este conectat la ieșirea din coloană. Celălalt capăt este scufundat sub nivelul apei în canalul de coadă.
Principiul de funcționare al turbinei Francis cu diagramă
Turbinele Francis sunt utilizate în mod regulat în centralele hidroelectrice. În aceste centrale, apa la presiune înaltă intră în turbină prin carcasa melcului (voluta). Această mișcare scade presiunea apei pe măsură ce se ondulează prin tub; cu toate acestea, viteza apei rămâne neschimbată. După trecerea prin volută, apa curge prin paletele de ghidare și este direcționată către palele rotorului la unghiuri optime. Deoarece apa traversează palele curbate precis ale rotorului, apa este deviată oarecum lateral. Acest lucru face ca apa să piardă o parte din mișcarea sa de „vârtej”. Apa este, de asemenea, deviată în direcție axială pentru a ieși printr-un tub de tiraj către canalul de coadă.
Tubul menționat reduce viteza de ieșire a apei pentru a obține cantitatea maximă de energie din apa de intrare. Procesul de deviere a apei prin palele rotorului are ca rezultat o forță care propulsează palele în partea opusă pe măsură ce apa este deviată. Această forță de reacție (așa cum știm din a treia lege a lui Newton) este cea care face ca puterea să fie transportată de la apă la arborele turbinei, continuând rotația. Deoarece turbina se mișcă datorită acestei forțe de reacție, turbinele Francis sunt identificate ca turbine cu reacție. Procesul de modificare a direcției fluxului de apă scade, de asemenea, presiunea din interiorul turbinei.
Avantajele produsului
1. Capacitate cuprinzătoare de procesare. Cum ar fi OPERATOR VTL CNC 5M, mașini de găurit CNC de 130 și 150, cuptor de recoacere la temperatură constantă, mașină de frezat cu rabotare, centru de prelucrare CNC etc.
2. Durata de viață proiectată este de peste 40 de ani.
3. Forster oferă servicii gratuite la fața locului, o singură dată, dacă clientul achiziționează trei unități (capacitate ≥100kw) în decurs de un an sau dacă suma totală este mai mare de 5 unități. Serviciile la fața locului au inclus inspecția echipamentelor, verificarea la fața locului, instruire privind instalarea și întreținerea etc.
4. OEM acceptat.
5. Prelucrare CNC, testare dinamică a echilibrului și recoacere izotermă procesată, test NDT.
6. Capacități de proiectare și cercetare și dezvoltare, 13 ingineri seniori cu experiență în proiectare și cercetare.
7. Consultantul tehnic de la Forster a lucrat la turbina hidroelectrică timp de 50 de ani și a primit alocația specială din partea Consiliului de Stat Chinez.
Video cu generator cu turbină Francis de 500 kW
