Как распознать качество и долговечность
Как мы показали, гидросистема одновременно проста и сложна. Концепции, лежащие в основе гидроэнергетики, просты: все сводится к напору и потоку. Но хороший дизайн требует передовых инженерных навыков, а надежная работа требует тщательной сборки с качественными компонентами.
Что делает турбинную систему качественной
Подумайте о турбинной системе с точки зрения эффективности и надежности. В идеальном мире эффективность была бы 100%. Вся энергия в воде трансформировалась бы во вращающийся вал. Не было бы турбулентности воздуха или воды, и не было бы сопротивления подшипников. Рабочее колесо было бы идеально сбалансировано. Признаки потери энергии — тепло, вибрация и шум — отсутствовали бы. Конечно, идеальная турбина также никогда не ломалась бы и не требовала бы обслуживания.
Тщательно обработанное колесо Пельтона
Качественные компоненты и тщательная обработка имеют большое значение для эффективности и надежности турбины.
Очевидно, что ни одна турбинная система никогда не достигнет такой степени совершенства. Но хорошо иметь эти цели в виду, поскольку более высокая эффективность и надежность означают большую мощность и меньшую стоимость за ватт. Вот лишь несколько вещей, которые следует учитывать при выборе турбинной системы:
Рабочее колесо турбины
Рабочее колесо — это сердце турбины. Здесь энергия воды преобразуется в вращательную силу, которая приводит в движение генератор. Независимо от типа рабочего колеса, его ковши или лопасти отвечают за захват максимально возможной энергии из воды. Кривизна каждой поверхности, передней и задней, определяет, как вода будет проталкиваться, пока не упадет. Также имейте в виду, что любое рабочее колесо будет работать наиболее эффективно при определенном напоре и расходе. Рабочее колесо должно точно соответствовать характеристикам вашего участка.
Ищите цельнометаллические бегунки с гладкими, полированными поверхностями, чтобы исключить турбулентность воды и воздуха. Цельные, тщательно обработанные бегунки обычно работают эффективнее и надежнее, чем те, которые соединены болтами. Бегунки из бронзы и марганца хорошо подходят для небольших систем с чистой водой и напором до 500 футов. Бегунки из высокопрочной нержавеющей стали отлично подходят для более крупных систем или абразивных водных условий. Все бегунки должны быть тщательно сбалансированы, чтобы свести к минимуму вибрацию, проблему, которая не только влияет на эффективность, но и может со временем привести к повреждению.
Корпус турбины
Корпус турбины должен быть хорошо сконструирован и прочен, так как он управляет силами входящей воды, а также выходной мощностью вала. Кроме того, его форма и размеры оказывают значительное влияние на эффективность. Например, рассмотрим турбину типа Пелтона. Как импульсная турбина, она приводится в действие одной или несколькими струями воды, но вращается в воздухе. Это означает, что при проектировании корпуса необходимо учитывать как гидродинамические, так и аэродинамические силы. Он должен минимизировать сопротивление от брызг и распыления и плавно выпускать хвостовые воды, но при этом иметь правильный размер и форму, чтобы минимизировать потери из-за турбулентности воздуха. Аналогичным образом, корпуса для конструкций с высоким расходом, таких как турбины Crossflow и Francis, должны быть точно спроектированы, чтобы плавно направлять большие объемы воды через турбину, не создавая карманов турбулентности.
Ищите гладко сваренный корпус, который тщательно подобран к соответствующему бегунку для вашего участка. Помните, что и силы воды, и бегунок будут создавать значительный крутящий момент, поэтому материал корпуса и все фитинги должны быть прочными. Сопрягаемые поверхности, такие как фланцы труб и крышки доступа, должны быть обработаны на станке ровно и герметично. Поскольку вода способствует появлению ржавчины и коррозии, убедитесь, что все уязвимые поверхности защищены высококачественным порошковым покрытием или эпоксидной краской. Все болты должны быть из нержавеющей стали.
Другие соображения по турбине
Все поверхности, по которым течет вода, могут влиять на эффективность, от впускного отверстия в трубопроводе до кабелепровода, который отводит отводные воды от электростанции. Ищите гладкие поверхности без резких изгибов, струи и лопасти управления потоком должны быть тщательно обработаны без заметных волн или ямок.
Эффективность важна, но также важны долговечность и надежность. Ваш гидроэлектростанция должна обеспечивать чистую энергию без перебоев. Качество компонентов и их установка могут существенно повлиять на качество вашей жизни в ближайшие годы.
Обратите внимание на тщательность изготовления при проектировании и изготовлении систем уплотнений, материала вала и обработки, а также всех связанных компонентов. Особое внимание следует уделять выбору и монтажу подшипников; они должны вращаться плавно, без скрежета или заедания.
Поставщик турбин
Когда дело доходит до поставщиков, ничто не заменит опыт. Хотя принципы гидроэнергетики можно освоить в помещении, именно реальный опыт учит как основным моментам, так и подводным камням отвода воды из ручья, создания давления и проталкивания ее через турбину. Поставщик турбин с многолетним опытом работы на местах будет бесценен для вас при проектировании и строительстве вашей гидросистемы.
Найдите опытного поставщика, который специализируется на размере и типе гидросистемы, которую вы собираетесь построить. Хороший поставщик будет работать с вами, начиная с ваших измерений напора и расхода, чтобы помочь вам определить правильный размер трубопровода, чистый напор, расчетный расход, характеристики турбины, систему привода, генератор и систему управления нагрузкой. Вы должны быть в состоянии рассчитывать на то, что ваш поставщик даст предложения по оптимизации эффективности и надежности, включая их влияние на стоимость и производительность.
Хороший поставщик турбин — ваш партнер, и он должен быть лично заинтересован в вашем успехе. В конце концов, довольный клиент — это очень хорошо для бизнеса.
Время публикации: 24 мая 2021 г.
