Turbina hidraulică este un tip de turbină din cadrul mașinilor cu fluide. Încă din jurul anului 100 î.Hr., a apărut prototipul turbinei hidraulice - turbina hidraulică. La acea vreme, funcția principală era de a acționa utilaje pentru prelucrarea cerealelor și irigații. Turbina hidraulică, ca dispozitiv mecanic alimentat de fluxul de apă, s-a dezvoltat până la turbina hidraulică actuală, iar domeniul său de aplicare a fost, de asemenea, extins. Atunci, unde sunt utilizate în principal turbinele hidraulice moderne?
Turbina hidraulică este utilizată în principal pentru centralele electrice cu acumulare prin pompare. Atunci când sarcina sistemului energetic este mai mică decât sarcina de bază, aceasta poate fi utilizată ca pompă de apă pentru a utiliza capacitatea de generare a energiei în exces pentru a pompa apa din rezervorul din aval către rezervorul din amonte și a stoca energia sub formă de energie potențială; atunci când sarcina sistemului este mai mare decât sarcina de bază, aceasta poate fi utilizată ca turbină hidraulică pentru a genera electricitate și a ajusta sarcina maximă. Prin urmare, o centrală electrică cu acumulare prin pompare pură nu poate crește puterea sistemului energetic, dar poate îmbunătăți economia de funcționare a unităților de generare a energiei termice și poate îmbunătăți eficiența generală a sistemului energetic. Încă din anii 1950, unitățile de acumulare prin pompare au fost apreciate pe scară largă și s-au dezvoltat rapid în întreaga lume.
Unitățile de acumulare prin pompare dezvoltate în stadiu incipient sau cu înălțime mare a apei adoptă în mare parte tipul de trei mașini, adică sunt compuse dintr-un motor-generator, o turbină de apă și o pompă de apă în serie. Avantajul lor este că turbina de apă și pompa de apă sunt proiectate separat, ceea ce poate avea o eficiență ridicată, iar direcția de rotație a unității este aceeași atât la generare, cât și la pompare, putând fi convertită rapid de la generarea de energie la pompare sau de la pompare la generarea de energie. În același timp, turbina poate fi utilizată pentru pornirea unității. Dezavantajele sale sunt costul ridicat și investiția mare în centrala electrică.
Palele turbinei pompei cu flux înclinat se pot roti și totuși au performanțe bune de funcționare atunci când înălțimea apei și sarcina se modifică. Cu toate acestea, limitată de caracteristicile hidraulice și de rezistența materialului, înălțimea maximă a apei era de doar 136,2 m la începutul anilor 1980 (centrala electrică Kogen nr. 1 din Japonia). Pentru înălțimi de apă mai mari, sunt necesare turbine de pompe Francis.
Centrala electrică cu acumulare prin pompare este echipată cu rezervoare superioare și inferioare. În condițiile stocării aceleiași energii, creșterea înălțimii de pompare poate reduce capacitatea de stocare, crește viteza unității și reduce costul proiectului. Prin urmare, centralele electrice cu stocare de energie cu înălțime mare, peste 300 de metri, se dezvoltă rapid. Turbina pompei Francis, cu cea mai mare înălțime de apă din lume, este instalată în centrala electrică Beinabashta din Iugoslavia. Puterea sa unitară este de 315 MW, iar înălțimea de apă a turbinei este de 600,3 metri; pompa are o înălțime de apă de 623,1 m și o viteză de rotație de 428,6 R/min. A fost pusă în funcțiune în 1977. Încă din secolul XX, unitățile hidroelectrice s-au dezvoltat către parametri înalți și capacitate mare. Odată cu creșterea capacității de ardere în sistemul energetic și dezvoltarea energiei nucleare, pentru a rezolva problema reducerii rezonabile a vârfurilor de putere, țările din întreaga lume construiesc activ centrale electrice cu acumulare prin pompare, pe lângă dezvoltarea sau extinderea viguroasă a centralelor electrice la scară largă în sistemele majore de apă. Prin urmare, turbinele pompei s-au dezvoltat rapid.
Fiind o mașină electrică ce transformă energia curgerii apei în energie mecanică rotativă, turbina hidraulică este o piesă indispensabilă în setul de turbine hidraulice. În zilele noastre, problema protecției mediului devine din ce în ce mai serioasă. Energia hidroelectrică, o metodă de generare a energiei care utilizează energie curată, își sporește aplicarea și promovarea. Pentru a utiliza pe deplin diverse resurse hidraulice, mareele, râurile de câmpie cu căderi mici și chiar valurile au atras, de asemenea, o atenție largă, ceea ce a dus la dezvoltarea rapidă a turbinelor tubulare și a altor unități mici.
Data publicării: 06 aprilie 2022
