บทนำโดยสังเขปเกี่ยวกับอุปกรณ์กังหันในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

1. หลักการทำงาน
กังหันน้ำคือเครื่องจักรผลิตพลังงานจากการไหลของน้ำ กังหันน้ำเป็นเครื่องจักรที่แปลงพลังงานจากการไหลของน้ำให้เป็นพลังงานกลแบบหมุน น้ำในอ่างเก็บน้ำต้นน้ำจะถูกส่งไปยังกังหันผ่านท่อส่งน้ำ ซึ่งจะทำให้ใบพัดกังหันหมุนและขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้เกิดกระแสไฟฟ้า

สูตรการคำนวณกำลังไฟฟ้าขาออกของกังหันมีดังนี้:
P＝9．81H·Q· η（ P-กำลังไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ, กิโลวัตต์; H – ระดับความสูงของน้ำ, เมตร; Q – อัตราการไหลผ่านกังหัน, ลูกบาศก์เมตร/วินาที; η— ประสิทธิภาพของกังหันน้ำ
ยิ่งระดับความสูงของน้ำ h สูงขึ้น และปริมาณการไหล Q มากขึ้นเท่าใด ประสิทธิภาพของกังหัน η ก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และยิ่งกำลังไฟฟ้าสูงเท่าใด กำลังไฟฟ้าขาออกก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

2. การจำแนกประเภทและระดับความดันที่เหมาะสมของกังหันน้ำ
การจำแนกประเภทกังหัน
กังหันปฏิกิริยา: กังหันฟรานซิส, กังหันแบบไหลตามแนวแกน, กังหันแบบไหลเฉียง และกังหันแบบท่อ
กังหันเพลตัน: กังหันเพลตัน, กังหันจังหวะเฉียง, กังหันสองจังหวะ และกังหันเพลตัน
การไหลแบบผสมแนวตั้ง
การไหลตามแนวแกนแนวตั้ง
การไหลเฉียง
หัวที่ใช้งานได้

กังหันปฏิกิริยา:
กังหันฟรานซิส 20-700 เมตร
กังหันแบบไหลตามแนวแกน 3 ～ 80 เมตร
กังหันน้ำไหลเอียง 25 ～ 200 เมตร
กังหันแบบท่อ 1 ～ 25 เมตร

กังหันแบบแรงกระตุ้น:
กังหันลมเพลตัน ความสูง 300-1700 เมตร (ขนาดใหญ่), ความสูง 40-250 เมตร (ขนาดเล็ก)
20 ～ 300 เมตร สำหรับกังหันลมแบบกระทบเฉียง
ดับเบิ้ลคลิกที่กังหันลม 5 ～ 100 เมตร (ขนาดเล็ก)
การเลือกประเภทของกังหันจะขึ้นอยู่กับระดับความสูงในการทำงานและความเร็วรอบที่ต้องการ

3. พารามิเตอร์การทำงานพื้นฐานของกังหันไฮดรอลิก
โดยหลักๆ แล้วประกอบด้วย แรงดันน้ำ h, อัตราการไหล Q, ผลผลิต P และประสิทธิภาพ η, ความเร็ว n
ลักษณะหัว H:
ระดับความสูงสูงสุด Hmax: ระดับความสูงสุทธิสูงสุดที่กังหันสามารถทำงานได้
แรงดันขั้นต่ำ Hmin: แรงดันสุทธิขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยและเสถียรของกังหันไฮดรอลิก
ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของระดับน้ำ (ha): ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของระดับน้ำทั้งหมดที่ส่งไปยังกังหัน
ระดับความสูงหัวน้ำที่กำหนด (HR): ระดับความสูงหัวน้ำสุทธิขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับกังหันในการผลิตกำลังไฟฟ้าตามที่กำหนด
อัตราการไหล Q: ปริมาณการไหลที่ผ่านส่วนการไหลที่กำหนดของกังหันในหน่วยเวลา โดยทั่วไปใช้หน่วยเป็น m³/s
ความเร็ว n: จำนวนรอบการหมุนของใบพัดกังหันในหน่วยเวลา โดยทั่วไปจะใช้หน่วยเป็น R/min
กำลังส่งออก P: กำลังส่งออกที่ปลายเพลาของกังหัน หน่วยที่ใช้กันทั่วไปคือ กิโลวัตต์ (kW)
ประสิทธิภาพ η: อัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าขาเข้าต่อกำลังไฟฟ้าขาออกของกังหันไฮดรอลิก เรียกว่า ประสิทธิภาพของกังหันไฮดรอลิก

4. โครงสร้างหลักของกังหัน
ส่วนประกอบโครงสร้างหลักของกังหันแบบปฏิกิริยา ได้แก่ ปลอกกังหัน (volute), แหวนยึด (stay ring), กลไกนำทาง (guide mechanism), ฝาครอบด้านบน (top cover), ใบพัด (runner), เพลาหลัก (main shaft), ตลับลูกปืนนำทาง (guide bearing), แหวนล่าง (bottom ring), ท่อระบายน้ำ (draft tube) เป็นต้น ภาพด้านบนแสดงส่วนประกอบโครงสร้างหลักของกังหัน

5. การทดสอบในโรงงานของกังหันไฮดรอลิก
ตรวจสอบ ใช้งาน และทดสอบชิ้นส่วนหลัก เช่น ตัวเรือนกังหัน ใบพัด เพลาหลัก มอเตอร์เซอร์โว ตลับลูกปืนนำทาง และฝาครอบด้านบน
รายการตรวจสอบและทดสอบหลัก:
1) การตรวจสอบวัสดุ;
2) การตรวจสอบงานเชื่อม;
3) การทดสอบแบบไม่ทำลาย;
4) การทดสอบแรงดัน;
5) ตรวจสอบขนาด
6) การประกอบในโรงงาน;
7) การทดสอบการเคลื่อนไหว;
8) การทดสอบการทรงตัวแบบคงที่ของนักวิ่ง เป็นต้น