Existuje mnoho typov vodných generátorov. Dnes vám podrobne predstavím axiálne vodné generátory. Aplikácia axiálnych turbínových generátorov v posledných rokoch spočíva najmä vo vývoji vysokotlakových a veľkých rozmerov. Domáce axiálne turbíny sa rýchlo rozvíjajú. V vodnej elektrárni Gezhouba boli postavené dve lopatkové axiálne turbíny. Jedna z nich má priemer 11,3 metra, čo je v súčasnosti najväčšia svojho druhu na svete. Tu sú výhody a nevýhody axiálnych turbín.
Výhody axiálnej turbíny
V porovnaní s Francisovými turbínami majú axiálne turbíny nasledujúce hlavné výhody:
1. Vysoká špecifická rýchlosť a dobré energetické charakteristiky. Preto sú jej jednotkové otáčky a jednotkový prietok vyššie ako u Francisovej turbíny. Pri rovnakých podmienkach vodného spádu a výstupného tlaku môže výrazne zmenšiť veľkosť turbogenerátorovej jednotky, znížiť hmotnosť jednotky a ušetriť spotrebu materiálu, takže je ekonomická. vysoká.
2. Tvar povrchu a drsnosť povrchu lopatiek obežného kolesa axiálnej turbíny ľahko spĺňajú požiadavky výroby. Pretože lopatky axiálnej rotačnej turbíny sa môžu otáčať, priemerná účinnosť je vyššia ako u turbíny so zmiešaným prúdením. Pri zmene zaťaženia a vodného spádu sa účinnosť veľmi nemení.
3. Lopatky obežného kolesa axiálnej lopatkovej turbíny je možné rozobrať, čo je výhodné pre výrobu a prepravu.
Axiálna turbína si preto dokáže udržať stabilitu vo väčšom prevádzkovom rozsahu s menšími vibráciami a vyššou účinnosťou a výkonom. V rozsahu nízkych spádov takmer nahradila Francisovu turbínu. V posledných desaťročiach došlo k veľkému rozvoju, a to ako z hľadiska kapacity jednej jednotky, tak aj z hľadiska využitia spádu vody, a jej použitie je tiež veľmi široké.
Nevýhody axiálnej turbíny
Axiálna turbína má však aj nedostatky a obmedzuje jej rozsah použitia. Hlavné nedostatky sú:
1. Počet lopatiek je malý a je konzolový, takže pevnosť je nízka a nemožno ho použiť vo vodných elektrárňach so stredným a vysokým tlakom.
2. Vzhľadom na veľký jednotkový prietok a vysokú jednotkovú rýchlosť má menšiu saciu výšku ako Francisova turbína pri rovnakých podmienkach spádu, čo má za následok veľkú hĺbku výkopu pre základy elektrárne a relatívne vysokú investíciu.
Vzhľadom na vyššie uvedené nedostatky axiálnych turbín sa pri výrobe turbín používajú nové vysokopevnostné materiály proti kaviácii a v konštrukcii sa zlepšuje sila lopatiek, takže sa neustále zlepšuje aplikačná výška axiálnych turbín. V súčasnosti je aplikačná výška axiálnej lopatkovej turbíny 3 až 90 m, čo sa týka Francisovej turbíny. Napríklad maximálny výkon jednej jednotky zahraničnej axiálnej lopatkovej turbíny je 181 700 kW, maximálny spád vody je 88 m a priemer obežného kolesa je 10,3 m. Maximálny výkon jednej jednotky axiálnej lopatkovej turbíny vyrobenej v mojej krajine je 175 000 kW, maximálny spád vody je 78 m a maximálny priemer obežného kolesa je 11,3 m. Axiálna turbína s pevnou vrtuľou má pevné lopatky a jednoduchú konštrukciu, ale nemôže sa prispôsobiť vodným elektrárňam s veľkými zmenami spádu vody a zaťaženia. Má stabilný spád vody a slúži ako základná alebo viacbloková veľkokapacitná elektráreň. Keď je sezónny výkon vysoký, je možné ho porovnať aj z ekonomického hľadiska. Jeho použiteľný rozsah spádu je 3 – 50 m. Axiálne lopatkové turbíny vo všeobecnosti používajú vertikálne zariadenia. Jeho pracovný proces je v podstate rovnaký ako pri Francisových turbínach. Rozdiel je v tom, že pri zmene zaťaženia nielen reguluje otáčanie vodiacich lopatiek, ale aj upravuje otáčanie lopatiek obežného kolesa, aby sa udržala vysoká účinnosť.
Predtým sme predstavili aj Francisove turbíny. Medzi turbínovými generátormi je stále veľký rozdiel medzi Francisovými turbínami a axiálnymi turbínami. Napríklad konštrukcia ich obežných kolies je odlišná. Lopatky Francisových turbín sú takmer rovnobežné s hlavným hriadeľom, zatiaľ čo axiálne turbíny sú takmer kolmé na hlavný hriadeľ.
Čas uverejnenia: 11. novembra 2021
