บทนำสั้นๆ และข้อดีของกังหันไหลตามแนวแกน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำมีหลายประเภท วันนี้เราจะมาแนะนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามแนวแกนโดยละเอียด การใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามแนวแกนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่วนใหญ่เป็นการพัฒนาหัวน้ำสูงและขนาดใหญ่ การพัฒนากังหันแบบไหลตามแนวแกนในประเทศก็รวดเร็วเช่นกัน มีกังหันแบบใบพัดไหลตามแนวแกนสองประเภทที่ติดตั้งในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Gezhouba ที่สร้างขึ้น โดยประเภทหนึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางรันเนอร์ 11.3 เมตร ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางรันเนอร์ของกังหันที่คล้ายกันในโลก ต่อไปนี้คือข้อดีและข้อเสียของกังหันแบบไหลตามแนวแกนระดับกลาง

ข้อดีของกังหันน้ำไหลตามแนวแกน
เมื่อเปรียบเทียบกับกังหันฟรานซิส กังหันไหลตามแกนจะมีข้อได้เปรียบหลักดังต่อไปนี้:
1. ความเร็วจำเพาะสูงและลักษณะพลังงานที่ดี ดังนั้น ความเร็วหน่วยและอัตราการไหลของหน่วยจึงสูงกว่ากังหันฟรานซิส ภายใต้เงื่อนไขหัวและเอาต์พุตเดียวกัน สามารถลดขนาดของหน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไฮดรอลิกได้อย่างมาก ลดน้ำหนักของหน่วยและประหยัดการใช้วัสดุ ดังนั้นจึงมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูง
2. รูปร่างพื้นผิวและความหยาบของใบพัดของกังหันแบบไหลตามแนวแกนนั้นสามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากใบพัดของกังหันแบบใบพัดไหลตามแนวแกนสามารถหมุนได้ ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยจึงสูงกว่ากังหันแบบฟรานซิส เมื่อโหลดและหัวเปลี่ยนแปลง ประสิทธิภาพจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย
3. ใบพัดของกังหันน้ำแบบไหลตามแกนสามารถถอดแยกได้เพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตและขนส่ง

ดังนั้น กังหันแบบไหลตามแนวแกนจึงรักษาเสถียรภาพได้ในช่วงการทำงานขนาดใหญ่ มีการสั่นสะเทือนน้อยลง และมีประสิทธิภาพและผลผลิตสูง ในช่วงที่มีแรงดันน้ำต่ำ กังหันนี้แทบจะแทนที่กังหันฟรานซิสได้ ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา กังหันนี้ได้รับการพัฒนาอย่างมากและมีการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในแง่ของความจุหน่วยเดียวและแรงดันน้ำ

3、ข้อเสียของกังหันน้ำไหลตามแนวแกน
อย่างไรก็ตาม กังหันแบบไหลตามแนวแกนก็มีข้อเสียและขอบเขตการใช้งานที่จำกัด ข้อเสียหลักๆ มีดังนี้
1. จำนวนใบพัดมีขนาดเล็กและเป็นแบบคานยื่น จึงมีความแข็งแรงน้อย ไม่สามารถนำไปใช้กับสถานีไฟฟ้าพลังน้ำระดับกลางและระดับสูงได้
2. เนื่องจากอัตราการไหลของหน่วยขนาดใหญ่และความเร็วหน่วยที่สูง จึงมีความสูงการดูดที่เล็กกว่ากังหันฟรานซิสภายใต้หัวน้ำเดียวกัน ส่งผลให้ต้องขุดลึกมากขึ้นและต้องลงทุนกับฐานรากโรงไฟฟ้าค่อนข้างสูง

ตามข้อบกพร่องข้างต้นของกังหันไหลตามแนวแกน ส่วนหัวของการใช้งานของกังหันไหลตามแนวแกนได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยการนำวัสดุใหม่ที่มีความแข็งแรงและทนต่อการเกิดโพรงอากาศสูงมาใช้ในการผลิตกังหัน และปรับปรุงสภาพความเค้นของใบพัดในการออกแบบ ปัจจุบัน ช่วงส่วนหัวของการใช้งานของกังหันใบพัดไหลตามแนวแกนคือ 3-90 ม. ซึ่งได้เข้าสู่พื้นที่ของกังหันฟรานซิสแล้ว ตัวอย่างเช่น ผลผลิตของ * * * เครื่องเดียวของกังหันใบพัดไหลตามแนวแกนต่างประเทศคือ 181700 กิโลวัตต์ ส่วนหัว * * * คือ 88 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของรันเนอร์คือ 10.3 ม. ผลผลิตเดียวของกังหันใบพัดไหลตามแนวแกนที่ผลิตในประเทศจีนคือ 175000 กิโลวัตต์ ส่วนหัว * * * คือ 78 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของรันเนอร์คือ 11.3 ม. กังหันใบพัดไหลตามแนวแกนแบบคงที่มีใบพัดคงที่และโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ไม่สามารถปรับให้เข้ากับสถานีไฟฟ้าพลังน้ำที่มีการเปลี่ยนแปลงหัวและโหลดของน้ำอย่างมาก สำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ที่มีหัวน้ำคงที่และทำหน้าที่เป็นโหลดฐานหรือหน่วยหลายหน่วย ก็สามารถพิจารณาได้หลังจากการเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจเมื่อพลังงานไฟฟ้าตามฤดูกาลมีมากมาย ช่วงหัวน้ำที่ใช้ได้คือ 3-50 เมตร กังหันใบพัดไหลตามแนวแกนโดยทั่วไปใช้อุปกรณ์แนวตั้ง และกระบวนการทำงานนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับกังหันฟรานซิส ความแตกต่างคือเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง ไม่เพียงแต่จะควบคุมการหมุนของใบพัดนำทางเท่านั้น แต่ยังควบคุมการหมุนของใบพัดรันเนอร์เพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงอีกด้วย

เราได้แนะนำกังหันฟรานซิสไปแล้วก่อนหน้านี้ ในบรรดาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ กังหันฟรานซิสมีความแตกต่างอย่างมากจากกังหันไหลตามแกน ตัวอย่างเช่น รูปทรงโครงสร้างของแกนใบพัดจะแตกต่างกัน ใบพัดของกังหันฟรานซิสเกือบจะขนานกับเพลาหลัก ในขณะที่ใบพัดของกังหันไหลตามแกนใบพัดเกือบจะตั้งฉากกับเพลาหลัก