Kakšni so obratovalni parametri vodne turbine?
Osnovni delovni parametri vodne turbine vključujejo tlak, pretok, hitrost, izhod in izkoristek.
Vodni tlak turbine se nanaša na razliko v energiji pretoka vode na enoto teže med vhodnim in izhodnim delom turbine, izraženo v H in merjeno v metrih.
Pretok vodne turbine se nanaša na količino vodnega toka, ki prehaja skozi prečni prerez turbine na enoto časa.
Hitrost turbine se nanaša na število vrtljajev glavne gredi turbine na minuto.
Izhodna moč vodne turbine se nanaša na izhodno moč na koncu gredi vodne turbine.
Izkoristek turbine se nanaša na razmerje med izhodno močjo turbine in pretokom vode.
Katere so vrste vodnih turbin?
Vodne turbine lahko razdelimo v dve kategoriji: protiturbine s protitočnim tokom in impulzne turbine. Protiturbine vključujejo šest tipov: turbine z mešanim tokom (HL), aksialne turbine s fiksnimi lopaticami (ZD), aksialne turbine s fiksnimi lopaticami (ZZ), turbine z nagnjenim tokom (XL), pretočne turbine s fiksnimi lopaticami (GD) in pretočne turbine s fiksnimi lopaticami (GZ).
Obstajajo tri oblike impulznih turbin: turbine z vedri (rezalnik) (CJ), nagnjene turbine (XJ) in turbine z dvojnim odcepom (SJ).
3. Kaj sta protiturbina in impulzna turbina?
Vodna turbina, ki pretvarja potencialno energijo, energijo tlaka in kinetično energijo vodnega toka v trdno mehansko energijo, se imenuje protivodna vodna turbina.
Vodna turbina, ki pretvarja kinetično energijo vodnega toka v mehansko energijo, se imenuje impulzna turbina.
Kakšne so značilnosti in področje uporabe turbin z mešanim tokom?
Turbina z mešanim tokom, znana tudi kot Francisova turbina, ima radialno vstopanje vode v rotor in iztekanje vode običajno aksialno. Turbine z mešanim tokom imajo širok spekter uporabe za vodni stolpec, preprosto strukturo, zanesljivo delovanje in visok izkoristek. Je ena najpogosteje uporabljenih vodnih turbin v sodobnem času. Uporabno območje vodnega stolpa je 50-700 m.
Kakšne so značilnosti in področje uporabe rotacijske vodne turbine?
Aksialna turbina, pretok vode v območju rotorja teče aksialno, pretok vode pa se med vodilnimi lopaticami in rotorjem spreminja iz radialnega v aksialni.
Konstrukcija fiksnega propelerja je preprosta, vendar se njena učinkovitost močno zmanjša, če odstopa od projektnih pogojev. Primerna je za elektrarne z nizko močjo in majhnimi spremembami vodnega stolpa, ki se običajno gibljejo od 3 do 50 metrov. Konstrukcija rotacijskega propelerja je relativno kompleksna. Z usklajevanjem vrtenja lopatic in vodilnih kril doseže dvojno nastavitev vodilnih lopatic in lopatic, s čimer razširi izhodno območje visokoučinkovitega območja in ima dobro obratovalno stabilnost. Trenutno se razpon uporabljenega vodnega stolpa giblje od nekaj metrov do 50-70 m.
Kakšne so značilnosti in področje uporabe vedrnih vodnih turbin?
Vodna turbina tipa vedra, znana tudi kot Petionova turbina, deluje tako, da curek iz šobe udarja na lopatice turbine vzdolž tangencialne smeri oboda turbine. Vodna turbina tipa vedra se uporablja za visoke vodne stolpce, pri čemer se majhne vodne turbine uporabljajo za vodne stolpce 40–250 m, velike vodne turbine pa za vodne stolpce 400–4500 m.
7. Kakšne so značilnosti in področje uporabe nagnjene turbine?
Nagnjena vodna turbina ustvarja curek iz šobe, ki tvori kot (običajno 22,5 stopinje) z ravnino rotorja na vhodu. Ta tip vodne turbine se uporablja v majhnih in srednje velikih hidroelektrarnah, z ustreznim območjem padca pod 400 m.
Kakšna je osnovna struktura vodne turbine z vedro?
Vodna turbina tipa vedra ima naslednje komponente za preobremenitev, katerih glavne funkcije so:
(l) Šobo tvori vodni tok iz gorvodne tlačne cevi, ki poteka skozi šobo in tvori curek, ki udarja v rotor. Energija tlaka vodnega toka znotraj šobe se pretvori v kinetično energijo curka.
(2) Igla s premikanjem igle spreminja premer curka, ki ga brizga iz šobe, s čimer se spreminja tudi vstopni pretok vodne turbine.
(3) Kolo je sestavljeno iz diska in več na njem pritrjenih veder. Curek drvi proti vedrom in jim prenaša svojo kinetično energijo, s čimer poganja kolo, da se vrti in opravlja delo.
(4) Deflektor se nahaja med šobo in rotorjem. Ko turbina nenadoma zmanjša obremenitev, deflektor hitro usmeri curek proti vedru. Na tej točki se igla počasi zapre v položaj, primeren za novo obremenitev. Ko se šoba stabilizira v novem položaju, se deflektor vrne v prvotni položaj curka in se pripravi na naslednje delovanje.
(5) Ohišje omogoča nemoten odtok celotnega vodnega toka navzdol, tlak v ohišju pa je enak atmosferskemu tlaku. Ohišje se uporablja tudi za podporo ležajev vodne turbine.
9. Kako brati in razumeti znamko vodne turbine?
V skladu s kitajskimi "Pravili za označevanje modelov turbin" je oznaka turbine sestavljena iz treh delov, ločenih z "-" med posameznimi deli. Simbol v prvem delu je prva črka kitajskega pinjin za tip vodne turbine, arabske številke pa predstavljajo značilno specifično hitrost vodne turbine. Drugi del je sestavljen iz dveh kitajskih črk pinjin, pri čemer prva predstavlja postavitev glavne gredi vodne turbine, druga pa značilnosti sesalne komore. Tretji del je nazivni premer kolesa v centimetrih.
Kako so določeni nazivni premeri različnih vrst vodnih turbin?
Nazivni premer turbine z mešanim tokom je največji premer na vhodnem robu lopatic rotorja, ki je premer na presečišču spodnjega obroča rotorja in vhodnega roba lopatic.
Nazivni premer aksialnih in nagnjenih turbin je premer znotraj komore rotorja na presečišču osi lopatic rotorja in komore rotorja.
Nazivni premer vodne turbine z vedro je premer delnega kroga, pri katerem je tekač tangenta na glavno linijo curka.
Kateri so glavni vzroki za kavitacijo v vodnih turbinah?
Vzroki za kavitacijo v vodnih turbinah so relativno kompleksni. Na splošno velja prepričanje, da je porazdelitev tlaka znotraj rotorja turbine neenakomerna. Če je na primer rotor nameščen previsoko glede na nivo vode v spodnjem toku, lahko hitri vodni tok, ki teče skozi območje nizkega tlaka, doseže tlak uparjanja in povzroči nastanek mehurčkov. Ko voda steče v območje visokega tlaka, se zaradi povečanega tlaka mehurčki kondenzirajo, delci vodnega toka pa se z veliko hitrostjo trčijo proti središču mehurčkov in zapolnijo vrzeli, ki nastanejo zaradi kondenzacije. S tem nastanejo močni hidravlični udarci in elektrokemični učinki, ki povzročajo erodiranje lopatic, kar ima za posledico jamice in satovjaste pore, lahko pa se celo prebijejo in tvorijo luknje.
Kateri so glavni ukrepi za preprečevanje kavitacije v vodnih turbinah?
Posledica kavitacije v vodnih turbinah je nastanek hrupa, vibracij in močno zmanjšanje učinkovitosti, kar vodi do erozije lopatic, nastanka jamk in satjastih por ter celo do nastanka lukenj zaradi preboja, kar povzroči poškodbe enote in nezmožnost delovanja. Zato si je treba prizadevati, da se kavitaciji med delovanjem izognemo. Trenutno so glavni ukrepi za preprečevanje in zmanjšanje škode zaradi kavitacije naslednji:
(l) Pravilno zasnujte rotor turbine, da zmanjšate koeficient kavitacije turbine.
(2) Izboljšajte kakovost izdelave, zagotovite pravilno geometrijsko obliko in relativni položaj lopatic ter bodite pozorni na gladke in polirane površine.
(3) Uporaba protikavitacijskih materialov za zmanjšanje kavitacijske škode, kot so kolesa iz nerjavečega jekla.
(4) Pravilno določite višino namestitve vodne turbine.
(5) Izboljšajte obratovalne pogoje, da preprečite dolgotrajno delovanje turbine pri nizki obremenitvi in nizki tlaki. Vodnim turbinam običajno ni dovoljeno delovati pri nizki moči (na primer pod 50 % nazivne moči). Pri hidroelektrarnah z več enotami se je treba izogibati dolgotrajnemu delovanju ene same enote pri nizki obremenitvi in preobremenitvi.
(6) Pravočasno vzdrževanje in pozornost je treba nameniti kakovosti poliranja popravilnega varjenja, da se prepreči maligni razvoj kavitacijske škode.
(7) Z napravo za dovod zraka se v cev za odvodnjavanje dovaja zrak, da se odpravi prekomerni vakuum, ki lahko povzroči kavitacijo.
Kako so razvrščene velike, srednje in male elektrarne?
V skladu z veljavnimi resornimi standardi se za majhne štejejo tiste z nameščeno močjo manj kot 50.000 kW; za srednje velike naprave z nameščeno močjo od 50.000 do 250.000 kW; za velike naprave z nameščeno močjo večjo od 250.000 kW.
Kaj je osnovno načelo proizvodnje hidroelektrične energije?
Proizvodnja hidroelektrarne je uporaba hidravlične energije (z vodnim tlakom) za pogon hidravličnih strojev (turbin) za vrtenje, pri čemer se energija vode pretvarja v mehansko energijo. Če je na turbino priključena druga vrsta stroja (generator), ki med vrtenjem proizvaja električno energijo, se mehanska energija nato pretvori v električno energijo. Proizvodnja hidroelektrarne je v nekem smislu proces pretvorbe potencialne energije vode v mehansko energijo in nato v električno energijo.
Kakšne so metode razvoja hidravličnih virov in osnovne vrste hidroelektrarn?
Metode razvoja hidravličnih virov se izberejo glede na koncentriran padec, na splošno pa obstajajo tri osnovne metode: tip jezu, tip preusmeritve in mešani tip.
(1) Hidroelektrarna jezovnega tipa se nanaša na hidroelektrarno, zgrajeno v rečnem koritu, s koncentriranim padcem in določeno prostornino rezervoarja ter nameščeno v bližini jezu.
(2) Hidroelektrarna za preusmerjanje vode se nanaša na hidroelektrarno, ki v celoti izkorišča naravni padec reke za preusmerjanje vode in proizvodnjo električne energije, brez akumulacijskega jezera ali regulacijske zmogljivosti, in se nahaja na oddaljeni reki dolvodno.
(3) Hibridna hidroelektrarna se nanaša na hidroelektrarno, ki izkorišča padec vode, delno nastal z gradnjo jezu in delno naravni padec rečne struge, z določeno zmogljivostjo shranjevanja. Elektrarna se nahaja na rečni strugi dolvodno.
Kaj so pretok, skupni odtok in povprečni letni pretok?
Pretok se nanaša na količino vode, ki prehaja skozi prečni prerez reke (ali hidravlične strukture) na enoto časa, izraženo v kubičnih metrih na sekundo;
Skupni odtok se nanaša na vsoto celotnega pretoka vode skozi odsek reke v hidrološkem letu, izražen v 104 m3 ali 108 m3;
Povprečni letni pretok se nanaša na povprečni letni pretok Q3/S rečnega odseka, izračunan na podlagi obstoječih hidroloških serij.
Katere so glavne komponente projekta vozlišča male hidroelektrarne?
Sestavljen je predvsem iz štirih delov: zadrževalnih objektov (jezov), objektov za odvajanje poplav (prelivov ali zapornic), objektov za preusmerjanje vode (preusmerjevalnih kanalov ali predorov, vključno z jaški za regulacijo tlaka) in stavb elektrarn (vključno s kanali za odvodnjavanje in tlačnimi postajami).
18. Kaj je hidroelektrarna z odvodnjavanjem? Kakšne so njene značilnosti?
Elektrarna brez regulacijskega rezervoarja se imenuje hidroelektrarna z odtočno močjo. Ta vrsta hidroelektrarne izbere svojo nameščeno moč glede na povprečni letni pretok rečnega korita in potencialni vodni padec, ki ga lahko doseže. Proizvodnja električne energije v sušnem obdobju močno upade, za manj kot 50 %, včasih pa sploh ne more proizvajati električne energije, kar je omejeno z naravnim tokom reke, medtem ko je v deževnem obdobju velika količina zapuščene vode.
19. Kaj je izhodna moč? Kako oceniti izhodno moč in izračunati proizvodnjo električne energije hidroelektrarne?
V hidroelektrarni se moč, ki jo proizvede hidrogenerator, imenuje izhod, izhod določenega odseka vodnega toka v reki pa predstavlja vodne energetske vire tega odseka. Izhod vodnega toka se nanaša na količino vodne energije na časovno enoto. V enačbi N=9,81 η QH je Q pretok (m3/S); H je vodni tlak (m); N je izhod hidroelektrarne (W); η je koeficient izkoristka hidroelektrarne. Približna formula za izhod malih hidroelektrarn je N=(6,0-8,0) QH. Formula za letno proizvodnjo električne energije je E=NT, kjer je N povprečni izhod; T pa letne ure izkoriščenosti.
Kakšne so letne ure izkoriščenosti nameščene zmogljivosti?
Nanaša se na povprečni čas delovanja hidroelektrarne pri polni obremenitvi v enem letu. Je pomemben kazalnik za merjenje ekonomskih koristi hidroelektrarn, male hidroelektrarne pa morajo imeti letno izkoriščenost več kot 3000 ur.
21. Kaj so dnevna prilagoditev, tedenska prilagoditev, letna prilagoditev in večletna prilagoditev?
(1) Dnevna regulacija: nanaša se na prerazporeditev odtoka znotraj dneva in noči, z regulacijskim obdobjem 24 ur.
(2) Tedenska prilagoditev: Obdobje prilagoditve je en teden (7 dni).
(3) Letna regulacija: Prerazporeditev odtoka v enem letu, pri kateri se lahko shrani le del presežne vode med poplavno sezono, se imenuje nepopolna letna regulacija (ali sezonska regulacija); sposobnost popolne prerazporeditve dotočne vode v letu v skladu z zahtevami po porabi vode brez potrebe po opuščanju vode se imenuje letna regulacija.
(4) Večletna regulacija: Ko je prostornina akumulacijskega jezera dovolj velika, da lahko v njem shrani odvečno vodo več let in jo nato razporedi na več sušnih let za letno regulacijo, se to imenuje večletna regulacija.
22. Kakšen je padec reke?
Višinska razlika med obema prečnima prerezoma rečnega odseka, ki se uporablja, se imenuje padec; višinska razlika med vodnimi površinami pri izviru in ustju reke se imenuje skupni padec.
23. Kakšne so padavine, trajanje padavin, intenzivnost padavin, območje padavin, središče neviht?
Padavine so skupna količina vode, ki pade na določeno točko ali območje v določenem časovnem obdobju, izražena v milimetrih.
Trajanje padavin se nanaša na trajanje padavin.
Intenzivnost padavin se nanaša na količino padavin na časovno enoto, izraženo v mm/h.
Padavinsko območje se nanaša na horizontalno površino, ki jo pokrivajo padavine, izraženo v km2.
Središče neviht se nanaša na majhno lokalno območje, kjer je skoncentrirano deževje.
24. Kaj je ocena inženirskih naložb? Ocena inženirskih naložb in inženirski proračun?
Inženirski proračun je tehnično-ekonomski dokument, ki v denarni obliki združuje vsa potrebna gradbena sredstva za projekt. Predhodni projektni proračun je pomemben sestavni del predhodne projektne dokumentacije in glavna osnova za oceno ekonomske racionalnosti. Odobren skupni proračun je pomemben kazalnik, ki ga država priznava za osnovne gradbene naložbe, in je tudi osnova za pripravo osnovnih gradbenih načrtov in projektov ponudb. Ocena inženirskih naložb je znesek naložbe, izveden v fazi študije izvedljivosti. Inženirski proračun je znesek naložbe, izveden med fazo gradnje.
Kateri so glavni ekonomski kazalniki hidroelektrarn?
(1) Naložba v kilovat enote se nanaša na naložbo, potrebno na kilovat nameščene zmogljivosti.
(2) Naložba v energijo enote se nanaša na naložbo, potrebno na kilovatno uro električne energije.
(3) Stroški električne energije so pristojbina, ki se plača na kilovatno uro električne energije.
(4) Letne ure izkoriščenosti nameščene zmogljivosti so merilo stopnje izkoriščenosti opreme hidroelektrarne.
(5) Prodajna cena električne energije je cena na kilovatno uro električne energije, prodane v omrežje.
Kako izračunati glavne ekonomske kazalnike hidroelektrarn?
Glavni ekonomski kazalniki hidroelektrarn se izračunajo po naslednji formuli:
(1) Naložba v kilovat enote = skupna naložba v izgradnjo hidroelektrarne/skupna nameščena moč hidroelektrarne
(2) Naložba v energijo na enoto = skupna naložba v izgradnjo hidroelektrarne/povprečna letna proizvodnja električne energije hidroelektrarne
(3) Letne ure izkoriščenosti nameščene zmogljivosti = povprečna letna proizvodnja električne energije/skupna nameščena zmogljivost
Čas objave: 28. oktober 2024
