Alternativni hidroelektrarni generator 500KW Francis hidroturbina generator v Uzbekistanu
Francisova turbina je definicija kombinacije impulzne in reakcijske turbine, kjer se lopatice vrtijo z uporabo reakcijske in impulzne sile vode, ki teče skoznje, in učinkoviteje proizvajajo električno energijo. Francisova turbina se najpogosteje uporablja za proizvodnjo električne energije v srednje velikih ali velikih hidroelektrarnah.
Te turbine se lahko uporabljajo za padce od 2 metrov do 300 metrov. Poleg tega so te turbine koristne, saj delujejo enako dobro, ko so postavljene vodoravno, kot ko so usmerjene navpično. Voda, ki teče skozi Francisovo turbino, izgubi tlak, vendar ostane bolj ali manj z enako hitrostjo, zato bi jo lahko šteli za reakcijsko turbino.
Opis diagrama glavnih komponent vsake Francisove turbine je naslednji.
Spiralno ohišje
Spiralno ohišje je dovodni medij vode v turbino. Voda, ki teče iz rezervoarja ali jezu, mora skozi to cev prehajati pod visokim tlakom. Lopatice turbin so krožno nameščene, kar pomeni, da mora voda, ki udarja v lopatice turbine, teči v krožni osi za učinkovito udarjanje. Zato se uporablja spiralno ohišje, vendar zaradi krožnega gibanja vode izgubi tlak.
Za ohranjanje enakega tlaka se premer ohišja postopoma zmanjšuje, s čimer se doseže enakomeren gibalni moment oziroma hitrost, ki udarja v lopatice tekača.
Ostanite lopatice
Zaporne in vodilne lopatice usmerjajo vodo do lopatic turbine. Zaporne lopatice ostanejo na svojem mestu in zmanjšujejo vrtinčenje vode zaradi radialnega toka, ko vstopa v lopatice turbine, s čimer se poveča učinkovitost turbine.
Vodilne lopatice
Vodilne lopatice niso stacionarne, temveč spreminjajo svoj kot glede na zahtevo, da nadzorujejo kot udarca vode na lopatice turbine in s tem povečajo učinkovitost. Prav tako uravnavajo pretok vode v lopatice rotorja, s čimer nadzorujejo izhodno moč turbine glede na obremenitev turbine.
Rezila tekača
Lopatice rotorja so srce vsake Francisove turbine. To so središča, kjer tekočina udarja in tangencialna sila udarca povzroči vrtenje gredi turbine, kar ustvarja navor. Pozornost je treba nameniti zasnovi kotov lopatic na vstopu in izstopu, saj sta to glavna parametra, ki vplivata na proizvodnjo energije.
Lopatice rotorja so sestavljene iz dveh delov. Spodnja polovica je izdelana v obliki majhnega vedra in vrti turbino z uporabo impulznega delovanja vode. Zgornji del lopatic pa uporablja reakcijsko silo vode, ki teče skoznje. Rotor se vrti zaradi teh dveh sil.
Sesalna cev
Tlak na izhodu iz rotorja reakcijske turbine je običajno manjši od atmosferskega tlaka. Vode na izhodu ni mogoče neposredno izpustiti v odvodni kanal. Za odvajanje vode od izhoda turbine v odvodni kanal se uporablja cev ali cev s postopno naraščajočo površino.
Ta cev z naraščajočo površino se imenuje prepustna cev. En konec cevi je priključen na izhod iz tekača. Drugi konec pa je potopljen pod gladino vode v zadnjem delu cevi.
Načelo delovanja Francisove turbine z diagramom
Francisove turbine se redno uporabljajo v hidroelektrarnah. V teh elektrarnah voda pod visokim tlakom vstopi v turbino skozi ohišje v obliki polžaste lupine (voluto). To gibanje zmanjša tlak vode, ko se vije skozi cev; vendar hitrost vode ostane nespremenjena. Po prehodu skozi voluto voda teče skozi vodilne lopatice in se pod optimalnimi koti usmeri proti lopaticam tekača. Ker voda prečka natančno ukrivljene lopatice tekača, se voda nekoliko preusmeri vstran. Zaradi tega voda izgubi del svojega "vrtinčnega" gibanja. Voda se preusmeri tudi v aksialni smeri, da izstopi iz sesalne cevi v zadnji del.
Omenjena cev zmanjša izhodno hitrost vode, da se iz vhodne vode pridobi največja količina energije. Proces preusmerjanja vode skozi lopatice rotorja povzroči silo, ki potisne lopatice na nasprotno stran, ko se voda odbija. Ta reakcijska sila (kot vemo iz Newtonovega tretjega zakona) povzroči prenos moči iz vode na gred turbine, kar nadaljuje vrtenje. Ker se turbina premika zaradi te reakcijske sile, se Francisove turbine imenujejo reakcijske turbine. Proces spreminjanja smeri vodnega toka zmanjša tudi tlak v sami turbini.
Prednosti izdelka
1. Celovita zmogljivost obdelave. Kot so 5M CNC VTL OPERATER, 130 in 150 CNC vrtalni stroji za tla, peč za žarjenje s konstantno temperaturo, skobeljni rezkalni stroj, CNC obdelovalni center itd.
2. Načrtovana življenjska doba je več kot 40 let.
3. Forster nudi enkratno brezplačno storitev na lokaciji, če stranka v enem letu kupi tri enote (z zmogljivostjo ≥100 kW) ali če skupna količina presega 5 enot. Storitev na lokaciji vključuje pregled opreme, pregled nove lokacije, usposabljanje za namestitev in vzdrževanje itd.
4. OEM sprejet.
5. CNC obdelava, preizkušeno dinamično ravnovesje in obdelano z izotermnim žarjenjem, NDT test.
6. Zmogljivosti načrtovanja in raziskav in razvoja, 13 višjih inženirjev z izkušnjami na področju načrtovanja in raziskav.
7. Tehnični svetovalec iz podjetja Forster je na vlogi za hidroturbino delal 50 let in prejel posebno nadomestilo kitajskega državnega sveta.
Video Francisovega turbinskega generatorja z močjo 500 kW
