กังหันแบบท่อ: กุญแจสำคัญในการปลดล็อกอนาคตของพลังงานน้ำระดับต่ำ

ปัจจุบันกระแสน้ำที่เคยอ่อนแรงระหว่างที่ราบและหุบเขาแม่น้ำกำลังถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าสะอาดผ่านกังหันแบบท่อ
ในบรรดาอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ กังหันแบบท่อ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการพัฒนาแหล่งพลังงานน้ำที่มีระดับความสูงของน้ำต่ำ กำลังแสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ ประเทศของฉันมีแหล่งพลังงานน้ำที่มีระดับความสูงของน้ำต่ำจำนวนมาก ซึ่งเหมาะสมสำหรับการพัฒนาด้วยกังหันแบบท่อ แหล่งพลังงานที่มีระดับความสูงของน้ำประมาณ 10 เมตร คาดว่าจะผลิตพลังงานได้มากกว่า 20 กิกะวัตต์ เมื่อรวมกับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้มากกว่า 21 กิกะวัตต์ จึงเป็นตลาดขนาดใหญ่สำหรับกังหันแบบท่อ
01 ข้อได้เปรียบทางเทคนิค: โซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำหัวน้ำต่ำ
เนื่องจากเป็นหน่วยที่จัดวางในแนวนอนโดยมีกระแสน้ำไหลขนานกับแกนหลัก กังหันน้ำแบบท่อจึงมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาวะที่มีระดับความสูงของน้ำต่ำ
เมื่อเปรียบเทียบกับกังหันลมแบบแนวตั้ง กังหันลมแบบท่อให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานที่สูงกว่าอย่างมาก กังหันลมประเภทนี้ติดตั้งในแนวนอน โดยใช้ความลึกในการขุดที่ค่อนข้างตื้น ทำให้ใช้แรงงานทางวิศวกรรมโยธาน้อยลง และลดต้นทุนการลงทุนด้านวิศวกรรมโยธาได้อย่างมาก
นอกจากนี้ กังหันน้ำแบบท่อยังเป็นหน่วยควบคุมแบบคู่ โดยสภาวะการผลิตพลังงานจะถูกควบคุมด้วยใบพัดนำทางซึ่งปรับอัตราการไหลของน้ำ และด้วยใบพัดซึ่งปรับประสิทธิภาพของกังหัน จึงมั่นใจได้ว่าการทำงานจะอยู่ในช่วงประสิทธิภาพสูงสุด
ในช่วงระดับความสูงของน้ำ 3-20 เมตร กังหันแบบท่อทำงานได้ดีเป็นพิเศษ โดยสามารถพัฒนาแหล่งพลังงานน้ำที่มีระดับความสูงต่ำซึ่งก่อนหน้านี้ยากต่อการใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่าได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กังหันแบบท่อได้กลายเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับการพัฒนาพลังงานน้ำที่ระดับความสูงต่ำกว่า 25 เมตร
02 โอกาสในการประยุกต์ใช้: จากแม่น้ำสู่มหาสมุทร
เนื่องจากทรัพยากรพลังงานน้ำระดับกลางและระดับสูงกำลังร่อยหรอลงเรื่อยๆ การพัฒนาทรัพยากรพลังงานน้ำระดับต่ำจึงมีความสำคัญมากขึ้น และกังหันน้ำแบบท่อมีศักยภาพสูงในด้านนี้
ประเทศของฉันอุดมไปด้วยทรัพยากรน้ำที่มีระดับความสูงต่ำ โดยส่วนใหญ่อยู่ในที่ราบหรือหุบเขาแม่น้ำที่มีการพัฒนาทางเศรษฐกิจและมีประชากรหนาแน่น ในพื้นที่เหล่านี้ กังหันน้ำแบบท่อสามารถใช้งานได้อย่างครบวงจร เช่น การผลิตไฟฟ้า การควบคุมน้ำท่วม และการขนส่งทางน้ำ ในขณะเดียวกันก็มีส่วนช่วยในการปกป้องสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรที่ดินด้วย
ที่สำคัญคือ กังหันแบบท่อมีโอกาสในการใช้งานอย่างกว้างขวางในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง กังหันสูบน้ำแบบท่อที่เหมาะสมสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงนั้น ไม่เพียงแต่ต้องให้การผลิตไฟฟ้าและการสูบน้ำแบบทิศทางเดียวเท่านั้น แต่บางครั้งยังต้องให้การผลิตไฟฟ้า การสูบน้ำ และการปล่อยน้ำแบบสองทิศทางอีกด้วย
ด้วยความก้าวหน้าของเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" คาดว่ากังหันแบบท่อรุ่นใหม่จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากกว่า 2% และยืดอายุการใช้งานได้ถึง 30% ผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยี เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพด้วย CFD และการควบคุมอัจฉริยะ
03 ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: จากการไล่ตามสู่การเป็นผู้นำ
ประเทศของฉันมีความก้าวหน้าอย่างมากในเทคโนโลยีเทอร์บินแบบท่อ เพื่อแก้ไขปัญหาการใช้งานที่สำคัญ เช่น ประสิทธิภาพต่ำ ความเสียหายจากการกัดเซาะอย่างรุนแรง และความเบี่ยงเบนของการเชื่อมต่อขนาดใหญ่ ทีมวิจัยของจีนได้ทำการวิจัยร่วมกันระหว่างภาคอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และการวิจัยมาเกือบ 30 ปี จนได้คิดค้นทฤษฎีการออกแบบส่วนประกอบการไหลของเทอร์บิน และสร้างระบบเทคโนโลยีป้องกันการกัดเซาะแบบครบวงจรสำหรับเทอร์บินแบบไหลตามแนวแกนและเทอร์บินแบบท่อ
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญ ได้แก่ การบุกเบิกวิธีการออกแบบใบพัดแบบสามมิติอย่างสมบูรณ์พร้อมการกลับทิศทางการหมุน ซึ่งทำให้สามารถออกแบบใบพัดและท่อระบายน้ำได้แบบบูรณาการ การคิดค้นวิธีการระบุการเริ่มต้นของการเกิดโพรงอากาศในกังหัน และการพัฒนาระบบเทคโนโลยีเพื่อป้องกันการสึกกร่อนของกังหันแบบใบพัด
ความสำเร็จทางเทคโนโลยีเหล่านี้ได้ลดรอบการซ่อมบำรุงใบพัดของโรงไฟฟ้าที่มีการไหลของน้ำที่มีตะกอนสูงจาก 2-3 ปี เหลือประมาณ 5 ปี ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของหน่วยผลิตไฟฟ้าได้อย่างมาก
ประสิทธิภาพสูงสุดของกังหันน้ำแบบท่อไฮดรอลิกหลายรุ่นที่พัฒนาขึ้นในประเทศของผมนั้นสูงกว่า 94% โดยรุ่นกังหันน้ำแบบท่อ Taocha มีประสิทธิภาพสูงถึง 94.25% ซึ่งสูงที่สุดในโลก ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงจากการนำเข้าเทคโนโลยีไปสู่การส่งออกเทคโนโลยี