Aké sú prevádzkové parametre vodnej turbíny?
Medzi základné prevádzkové parametre vodnej turbíny patrí tlak, prietok, rýchlosť, výkon a účinnosť.
Vodný spád turbíny sa vzťahuje na rozdiel v jednotkovej hmotnosti energie prietoku vody medzi vstupnou časťou a výstupnou časťou turbíny, vyjadrený v H a meraný v metroch.
Prietok vodnej turbíny sa vzťahuje na objem prietoku vody pretečeného prierezom turbíny za jednotku času.
Otáčky turbíny sa vzťahujú na počet otáčok hlavného hriadeľa turbíny za minútu.
Výkon vodnej turbíny sa vzťahuje na výkon na konci hriadeľa vodnej turbíny.
Účinnosť turbíny sa vzťahuje na pomer výkonu turbíny k prietoku vody.
Aké sú typy vodných turbín?
Vodné turbíny možno rozdeliť do dvoch kategórií: protiútokové a impulzné. Protiútokové turbíny zahŕňajú šesť typov: turbína so zmiešaným prúdením (HL), axiálna turbína s pevnými lopatkami (ZD), axiálna turbína s pevnými lopatkami (ZZ), turbína so skloneným prúdením (XL), turbína s pevnými lopatkami prietoku (GD) a turbína s pevnými lopatkami prietoku (GZ).
Existujú tri typy impulzných turbín: turbíny korečkového typu (CJ), turbíny šikmého typu (XJ) a turbíny s dvojitým odbočovacím ventilom (SJ).
3. Čo je to protiútoková turbína a impulzná turbína?
Vodná turbína, ktorá premieňa potenciálnu energiu, tlakovú energiu a kinetickú energiu prúdenia vody na pevnú mechanickú energiu, sa nazýva protiotáčková vodná turbína.
Vodná turbína, ktorá premieňa kinetickú energiu prúdenia vody na pevnú mechanickú energiu, sa nazýva impulzná turbína.
Aké sú charakteristiky a rozsah použitia turbín so zmiešaným prúdením?
Zmiešaná turbína, známa aj ako Francisova turbína, má vodu vstupujúcu do obežného kolesa radiálne a vytekajúcu vo všeobecnosti axiálne. Zmiešané turbíny majú široké spektrum aplikácií pre spád vody, jednoduchú konštrukciu, spoľahlivú prevádzku a vysokú účinnosť. V modernej dobe sú to jedny z najpoužívanejších vodných turbín. Použiteľný rozsah spádu vody je 50 – 700 m.
Aké sú vlastnosti a rozsah použitia rotujúcej vodnej turbíny?
Axiálna turbína, pri ktorej prúdenie vody v oblasti obežného kolesa prúdi axiálne a prúdenie vody sa mení z radiálneho na axiálne medzi vodiacimi lopatkami a obežným kolesom.
Konštrukcia pevnej vrtule je jednoduchá, ale jej účinnosť sa pri odchýlke od konštrukčných podmienok prudko zníži. Je vhodná pre elektrárne s nízkym výkonom a malými zmenami vodného spádu, zvyčajne v rozmedzí od 3 do 50 metrov. Konštrukcia rotačnej vrtule je pomerne zložitá. Dosahuje dvojité nastavenie vodiacich lopatiek a lopatiek koordináciou otáčania lopatiek a vodiacich lopatiek, čím sa rozširuje výstupný rozsah vysokoúčinnej zóny a dosahuje sa dobrá prevádzková stabilita. V súčasnosti sa rozsah aplikovaného vodného spádu pohybuje od niekoľkých metrov do 50 – 70 m.
Aké sú vlastnosti a rozsah použitia korečkových vodných turbín?
Vodná turbína korečkového typu, známa aj ako Petionova turbína, pracuje tak, že prúd z trysky naráža na lopatky turbíny pozdĺž tangenciálneho smeru obvodu turbíny. Korečková vodná turbína sa používa pri vysokých spádoch vody, pričom malé korečkové typy sa používajú pri spádoch vody 40 – 250 m a veľké korečkové typy sa používajú pri spádoch vody 400 – 4 500 m.
7. Aké sú charakteristiky a rozsah použitia šikmej turbíny?
Šikmá vodná turbína vytvára z trysky prúd, ktorý zviera s rovinou obežného kolesa na vstupe uhol (zvyčajne 22,5 stupňa). Tento typ vodnej turbíny sa používa v malých a stredných vodných elektrárňach s vhodným rozsahom spádu pod 400 m.
Aká je základná konštrukcia vodnej turbíny korečkového typu?
Vodná turbína korečkového typu má nasledujúce nadprúdové komponenty, ktorých hlavné funkcie sú nasledovné:
(l) Tryska je tvorená prúdom vody z predtlakového potrubia prechádzajúceho cez trysku a vytvára prúd, ktorý naráža na obežné koleso. Tlaková energia prúdu vody vo vnútri trysky sa premieňa na kinetickú energiu prúdu.
(2) Ihla mení priemer prúdu striekaného z trysky pohybom ihly, čím sa mení aj vstupný prietok vodnej turbíny.
(3) Koleso sa skladá z disku a niekoľkých vedier pripevnených na ňom. Prúd prúdi smerom k vedrám a prenáša na ne svoju kinetickú energiu, čím poháňa koleso k rotácii a vykonávaniu práce.
(4) Deflektor sa nachádza medzi tryskou a obežným kolesom. Keď turbína náhle zníži zaťaženie, deflektor rýchlo odkloní prúd smerom k vedru. V tomto bode sa ihla pomaly uzavrie do polohy vhodnej pre nové zaťaženie. Po stabilizácii trysky v novej polohe sa deflektor vráti do pôvodnej polohy prúdu a pripraví sa na ďalšiu akciu.
(5) Puzdro umožňuje plynulé vypúšťanie prietoku vody po prúde a tlak vo vnútri puzdra je ekvivalentný atmosférickému tlaku. Puzdro slúži aj na podopretie ložísk vodnej turbíny.
9. Ako čítať a rozumieť značke vodnej turbíny?
Podľa čínskych „Pravidiel pre označovanie modelov turbín“ JBB84-74 sa označenie turbíny skladá z troch častí, oddelených znakom „-“ medzi jednotlivými časťami. Symbol v prvej časti je prvé písmeno čínskeho pinyinu pre typ vodnej turbíny a arabské číslice predstavujú charakteristickú špecifickú rýchlosť vodnej turbíny. Druhá časť pozostáva z dvoch písmen čínskeho pinyinu, pričom prvé predstavuje usporiadanie hlavného hriadeľa vodnej turbíny a druhé predstavuje charakteristiky sacej komory. Tretia časť je menovitý priemer kolesa v centimetroch.
Ako sa špecifikujú menovité priemery rôznych typov vodných turbín?
Menovitý priemer turbíny so zmiešaným prúdením je maximálny priemer na vstupnej hrane lopatiek obežného kolesa, čo je priemer v priesečníku spodného krúžku obežného kolesa a vstupnej hrany lopatiek.
Menovitý priemer axiálnych a šikmých turbín je priemer vo vnútri komory obežného kolesa v priesečníku osi lopatky obežného kolesa a komory obežného kolesa.
Menovitý priemer vodnej turbíny korečkového typu je priemer rozstupovej kružnice, pri ktorom je obežné koleso dotyčnice k hlavnej čiare v prúde.
Aké sú hlavné príčiny kavitácie vo vodných turbínach?
Príčiny kavitácie vo vodných turbínach sú pomerne zložité. Všeobecne sa predpokladá, že rozloženie tlaku vo vnútri obežného kolesa turbíny je nerovnomerné. Napríklad, ak je obežné koleso umiestnené príliš vysoko nad hladinou vody po prúde, prúd vody s vysokou rýchlosťou prechádzajúci cez oblasť nízkeho tlaku má tendenciu dosiahnuť tlak odparovania a vytvárať bubliny. Keď voda prúdi do zóny vysokého tlaku, v dôsledku zvýšenia tlaku bubliny kondenzujú a častice prúdiacej vody sa vysokou rýchlosťou zrazia smerom do stredu bublín, aby vyplnili medzery vytvorené kondenzáciou, čím vznikajú veľké hydraulické nárazy a elektrochemické efekty, ktoré spôsobujú eróziu lopatiek, jamkovitú vrstvu a póry podobné včeliemu plástvu, a dokonca aj prenikanie do nich a vytváranie dier.
Aké sú hlavné opatrenia na zabránenie kavitácie vo vodných turbínach?
Dôsledkom kavitácie vo vodných turbínach je vznik hluku, vibrácií a prudký pokles účinnosti, čo vedie k erózii lopatiek, tvorbe jamiek a pórov podobných včeliemu plástvu a dokonca aj k tvorbe dier v dôsledku prenikania, čo má za následok poškodenie jednotky a neschopnosť prevádzky. Preto by sa malo vynaložiť úsilie, aby sa predišlo kavitácii počas prevádzky. V súčasnosti medzi hlavné opatrenia na prevenciu a zníženie poškodenia kavitáciou patria:
(l) Správne navrhnúť obežné koleso turbíny tak, aby sa znížil koeficient kavitácie turbíny.
(2) Zlepšiť kvalitu výroby, zabezpečiť správny geometrický tvar a relatívnu polohu lopatiek a venovať pozornosť hladkým a lešteným povrchom.
(3) Používanie antikavitačných materiálov na zníženie poškodenia kavitáciou, ako sú napríklad kolesá z nehrdzavejúcej ocele.
(4) Správne určte výšku inštalácie vodnej turbíny.
(5) Zlepšiť prevádzkové podmienky, aby sa zabránilo dlhodobej prevádzke turbíny pri nízkom spáde a nízkom zaťažení. Vodné turbíny zvyčajne nesmú pracovať pri nízkom výkone (napríklad pod 50 % menovitého výkonu). V prípade viacblokových vodných elektrární by sa malo zabrániť dlhodobej prevádzke jednej jednotky pri nízkom zaťažení a preťažení.
(6) Včasná údržba a pozornosť by sa mali venovať kvalite leštenia opravných zváraní, aby sa predišlo malígnemu vzniku kavitačných poškodení.
(7) Pomocou zariadenia na prívod vzduchu sa do potrubia odvodňovacej vody zavádza vzduch, aby sa eliminoval nadmerný podtlak, ktorý môže spôsobiť kavitáciu.
Ako sa klasifikujú veľké, stredné a malé elektrárne?
Podľa súčasných rezortných noriem sa za malé považujú zariadenia s inštalovaným výkonom menším ako 50 000 kW; za stredne veľké zariadenia s inštalovaným výkonom od 50 000 do 250 000 kW; za veľké zariadenia s inštalovaným výkonom väčším ako 250 000 kW.
Aký je základný princíp výroby vodnej energie?
Výroba vodnej energie je využitie hydraulickej energie (s vodným spádom) na pohon hydraulického stroja (turbíny) k otáčaniu, čím sa premieňa energia vody na mechanickú energiu. Ak je k turbíne pripojený iný typ stroja (generátor) na výrobu elektriny počas jej otáčania, mechanická energia sa potom premení na elektrickú energiu. Výroba vodnej energie je v istom zmysle proces premeny potenciálnej energie vody na mechanickú energiu a potom na elektrickú energiu.
Aké sú metódy rozvoja hydraulických zdrojov a základné typy vodných elektrární?
Metódy rozvoja hydraulických zdrojov sa vyberajú podľa koncentrovaného poklesu a vo všeobecnosti existujú tri základné metódy: priehradný typ, odklonený typ a zmiešaný typ.
(1) Priehradná vodná elektráreň je vodná elektráreň postavená v koryte rieky so sústredeným spádom a určitou kapacitou nádrže, ktorá sa nachádza v blízkosti priehrady.
(2) Vodná elektráreň na odvádzanie vody je vodná elektráreň, ktorá plne využíva prirodzený spád rieky na odvádzanie vody a výrobu elektriny bez nádrže alebo regulačnej kapacity a nachádza sa na vzdialenej rieke po prúde.
(3) Hybridná vodná elektráreň označuje vodnú elektráreň, ktorá využíva spád vody čiastočne vytvorený výstavbou priehrady a čiastočne prirodzený spád riečneho koryta s určitou akumulačnou kapacitou. Elektráreň sa nachádza na riečnom koryte po prúde.
Čo je to prietok, celkový odtok a priemerný ročný prietok?
Prietok sa vzťahuje na objem vody pretekajúcej prierezom rieky (alebo hydraulickej stavby) za jednotku času, vyjadrený v metroch kubických za sekundu;
Celkový odtok sa vzťahuje na súčet celkového prietoku vody cez úsek rieky za hydrologický rok, vyjadrený v 104 m3 alebo 108 m3;
Priemerný ročný prietok sa vzťahuje na priemerný ročný prietok Q3/S v úseku rieky vypočítaný na základe existujúcich hydrologických radov.
Aké sú hlavné komponenty projektu uzla malej vodnej elektrárne?
Skladá sa hlavne zo štyroch častí: vodozádržné stavby (priehrady), odvodňovacie stavby (prepady alebo stavidlá), stavby na odvádzanie vody (odvádzacie kanály alebo tunely vrátane šácht na reguláciu tlaku) a budovy elektrární (vrátane odvodňovacích kanálov a prečerpávacích staníc).
18. Čo je to prietoková vodná elektráreň? Aké sú jej charakteristiky?
Elektráreň bez regulačnej nádrže sa nazýva prietoková vodná elektráreň. Tento typ vodnej elektrárne si vyberá svoju inštalovanú kapacitu na základe priemerného ročného prietoku koryta rieky a potenciálneho spádu vody, ktorý dokáže dosiahnuť. Výroba energie počas obdobia sucha prudko klesá, o menej ako 50 %, a niekedy dokonca nedokáže vyrábať elektrinu, čo je obmedzené prirodzeným tokom rieky, zatiaľ čo počas obdobia dažďov je veľké množstvo vypustenej vody.
19. Čo je to výkon? Ako odhadnúť výkon a vypočítať výrobu energie vodnej elektrárne?
Vo vodnej elektrárni sa energia vyrobená hydrogenerátorom nazýva výkon a výkon určitého úseku vodného toku v rieke predstavuje vodné energetické zdroje daného úseku. Výkon prietoku vody sa vzťahuje na množstvo vodnej energie za jednotku času. V rovnici N=9,81 η QH je Q prietok (m3/S); H je spád vody (m); N je výkon vodnej elektrárne (W); η je koeficient účinnosti vodného generátora. Približný vzorec pre výkon malých vodných elektrární je N=(6,0-8,0) QH. Vzorec pre ročnú výrobu energie je E=NT, kde N je priemerný výkon; T sú ročné hodiny využitia.
Aký je ročný počet hodín využitia inštalovanej kapacity?
Vzťahuje sa na priemerný čas prevádzky hydroelektrárne pri plnom zaťažení počas roka. Je to dôležitý ukazovateľ na meranie ekonomických prínosov vodných elektrární a malé vodné elektrárne musia mať ročný prevádzkový čas viac ako 3 000 hodín.
21. Čo je denná úprava, týždenná úprava, ročná úprava a viacročná úprava?
(1) Denná regulácia: vzťahuje sa na prerozdelenie odtoku v rámci dňa a noci s regulačným obdobím 24 hodín.
(2) Týždenná úprava: Obdobie úpravy je jeden týždeň (7 dní).
(3) Ročná regulácia: Prerozdelenie odtoku v rámci jedného roka, pri ktorom sa počas povodňového obdobia môže akumulovať iba časť prebytočnej vody, sa nazýva neúplná ročná regulácia (alebo sezónna regulácia); Schopnosť úplne prerozdeliť pritekajúcu vodu v rámci roka podľa požiadaviek na spotrebu vody bez nutnosti jej vypúšťania sa nazýva ročná regulácia.
(4) Viacročná regulácia: Keď je objem nádrže dostatočne veľký na to, aby v nej bolo možné uskladniť prebytočnú vodu počas mnohých rokov a potom ju rozdeliť na niekoľko suchých rokov na ročnú reguláciu, nazýva sa to viacročná regulácia.
22. Aký je spád rieky?
Výškový rozdiel medzi dvoma priečnymi profilmi využívaného úseku rieky sa nazýva spád; výškový rozdiel medzi vodnými hladinami pri prameni a ústí rieky sa nazýva celkový spád.
23. Aké sú zrážky, trvanie zrážok, intenzita zrážok, oblasť zrážok, centrum búrky?
Zrážky sú celkové množstvo vody, ktoré spadne na určitý bod alebo plochu počas určitého časového obdobia, vyjadrené v milimetroch.
Trvanie zrážok sa vzťahuje na trvanie zrážok.
Intenzita zrážok sa vzťahuje na množstvo zrážok za jednotku času, vyjadrené v mm/h.
Zrážková plocha sa vzťahuje na horizontálnu plochu pokrytú zrážkami, vyjadrenú v km2.
Centrum dažďovej búrky označuje malú lokálnu oblasť, kde je koncentrovaná dažďová búrka.
24. Čo je to odhad investícií do inžinierskych prác? Odhad investícií do inžinierskych prác a rozpočet na inžinierske práce?
Rozpočet inžinierskych prác je technický a ekonomický dokument, ktorý zhromažďuje všetky potrebné stavebné fondy pre projekt v peňažnej forme. Rozpočet predbežného projektu je dôležitou súčasťou dokumentácie predbežného projektu a hlavným základom pre posúdenie ekonomickej racionality. Schválený celkový rozpočet je dôležitým ukazovateľom uznávaným štátom pre základné stavebné investície a je tiež základom pre prípravu základných stavebných plánov a návrhov ponúk. Odhad investícií do inžinierskych prác je výška investície vynaložená počas fázy štúdie uskutočniteľnosti. Rozpočet inžinierskych prác je výška investície vynaložená počas fázy výstavby.
Aké sú hlavné ekonomické ukazovatele vodných elektrární?
(1) Investícia do jednotkového kilowattu sa vzťahuje na investíciu potrebnú na kilowatt inštalovanej kapacity.
(2) Investícia do jednotkovej energie sa vzťahuje na investíciu potrebnú na kilowatthodinu elektriny.
(3) Cena elektriny je poplatok platený za kilowatthodinu elektriny.
(4) Ročný počet hodín využitia inštalovanej kapacity je mierou využitia zariadení vodných elektrární.
(5) Predajná cena elektriny je cena za kilowatthodinu elektriny predanej do siete.
Ako vypočítať hlavné ekonomické ukazovatele vodných elektrární?
Hlavné ekonomické ukazovatele vodných elektrární sa vypočítavajú podľa tohto vzorca:
(1) Investícia do jednotkových kilowattov = celková investícia do výstavby vodnej elektrárne / celkový inštalovaný výkon vodnej elektrárne
(2) Jednotková energetická investícia = celková investícia do výstavby vodnej elektrárne / priemerná ročná výroba energie vodnej elektrárne
(3) Ročné hodiny využitia inštalovanej kapacity = priemerná ročná výroba energie / celková inštalovaná kapacita
Čas uverejnenia: 28. októbra 2024
