Su türbininin çalışma parametreleri nelerdir?
Su türbininin temel çalışma parametreleri arasında düşüş yüksekliği, debi, hız, çıkış gücü ve verimlilik bulunur.
Türbinin su yüksekliği, türbinin giriş ve çıkış bölümleri arasındaki birim ağırlık su akış enerjisi farkını ifade eder ve H cinsinden, metre cinsinden ölçülür.
Su türbininin debisi, türbinin kesitinden birim zamanda geçen su hacmini ifade eder.
Türbin hızı, türbinin ana milinin dakikada kaç kez döndüğünü ifade eder.
Su türbininin çıkışı, su türbininin şaft ucundaki güç çıkışını ifade eder.
Türbin verimliliği, türbin çıkışının su akış çıkışına oranını ifade eder.
Su türbinlerinin çeşitleri nelerdir?
Su türbinleri iki kategoriye ayrılabilir: karşıt akışlı tip ve darbeli tip. Karşıt akışlı türbin altı tipten oluşur: karışık akışlı türbin (HL), eksenel akışlı sabit kanatlı türbin (ZD), eksenel akışlı sabit kanatlı türbin (ZZ), eğimli akışlı türbin (XL), tam akışlı sabit kanatlı türbin (GD) ve tam akışlı sabit kanatlı türbin (GZ).
Darbe türbinlerinin üç çeşidi vardır: kova tipi (kesici tip) türbinler (CJ), eğimli tip türbinler (XJ) ve çift kademeli tip türbinler (SJ).
3. Karşı saldırı türbini ve darbe türbini nedir?
Suyun akışının potansiyel enerjisini, basınç enerjisini ve kinetik enerjisini katı mekanik enerjiye dönüştüren su türbinine karşıt etkili su türbini denir.
Suyun akışının kinetik enerjisini katı mekanik enerjiye dönüştüren su türbinine impuls türbini denir.
Karma akışlı türbinlerin özellikleri ve uygulama alanları nelerdir?
Karma akışlı türbin, diğer adıyla Francis türbini, suyun çarka radyal olarak girip genellikle eksenel olarak çıktığı bir türbin türüdür. Karma akışlı türbinler, geniş bir su yüksekliği uygulama aralığına, basit yapıya, güvenilir çalışmaya ve yüksek verimliliğe sahiptir. Günümüzde en yaygın kullanılan su türbinlerinden biridir. Uygulanabilir su yüksekliği aralığı 50-700 metredir.
Döner su türbininin özellikleri ve uygulama alanları nelerdir?
Eksenel akışlı türbinde, çark bölgesindeki su akışı ekseneldir ve kılavuz kanatlar ile çark arasında su akışı radyalden eksenel akışa dönüşür.
Sabit pervane yapısı basittir, ancak tasarım koşullarından sapıldığında verimliliği önemli ölçüde azalır. Genellikle 3 ila 50 metre arasında değişen, düşük güç ve küçük su yüksekliği değişikliklerine sahip enerji santralleri için uygundur. Döner pervane yapısı nispeten karmaşıktır. Kanatların ve kılavuz kanatların dönüşünü koordine ederek kılavuz kanatların ve kanatların çift ayarını sağlar, yüksek verimlilik bölgesinin çıkış aralığını genişletir ve iyi bir çalışma kararlılığına sahiptir. Şu anda, uygulanan su yüksekliği aralığı birkaç metreden 50-70 metreye kadar değişmektedir.
Kova tipi su türbinlerinin özellikleri ve uygulama alanları nelerdir?
Kova tipi su türbini, diğer adıyla Petion türbini, nozuldan çıkan jetin türbinin kova kanatlarına türbin çevresinin teğetsel doğrultusunda çarpmasıyla iş yapar. Kova tipi su türbini yüksek su seviyelerinde kullanılır; küçük kova tipleri 40-250 m, büyük kova tipleri ise 400-4500 m su seviyeleri için kullanılır.
7. Eğimli türbinlerin özellikleri ve uygulama alanları nelerdir?
Eğimli su türbini, giriş kısmında çark düzlemiyle (genellikle 22,5 derece) bir açı oluşturan bir su jeti üretir. Bu tip su türbini, 400 metrenin altında uygun düşüş aralığına sahip küçük ve orta ölçekli hidroelektrik santrallerinde kullanılır.
Kova tipi su türbininin temel yapısı nedir?
Kova tipi su türbininin ana işlevleri aşağıdaki gibi olan aşırı akım bileşenleri bulunmaktadır:
(l) Meme, yukarı akış basınç borusundan gelen su akışının memeden geçerek bir jet oluşturması ve bu jetin pervaneye çarpmasıyla meydana gelir. Meme içindeki su akışının basınç enerjisi, jetin kinetik enerjisine dönüştürülür.
(2) İğne, iğnenin hareket ettirilmesiyle nozuldan püskürtülen jetin çapını değiştirir ve böylece su türbininin giriş akış hızını da değiştirir.
(3) Tekerlek, bir disk ve üzerine sabitlenmiş birkaç kovadan oluşur. Jet, kovalara doğru akar ve kinetik enerjisini onlara aktararak tekerleğin dönmesini ve iş yapmasını sağlar.
(4) Saptırıcı, nozul ile pervane arasında yer alır. Türbin aniden yükü azalttığında, saptırıcı jeti hızla kepçeye doğru saptırır. Bu noktada, iğne yeni yüke uygun bir konuma yavaşça kapanacaktır. Nozul yeni konumda sabitlendikten sonra, saptırıcı jetin orijinal konumuna geri döner ve bir sonraki eylem için hazırlanır.
(5) Muhafaza, tamamlanmış su akışının aşağı yönde düzgün bir şekilde boşaltılmasını sağlar ve muhafazanın içindeki basınç atmosfer basıncına eşdeğerdir. Muhafaza ayrıca su türbininin yataklarını desteklemek için de kullanılır.
9. Su türbininin markasını nasıl okuyup anlayabiliriz?
Çin'deki JBB84-74 "Türbin Modellerinin Belirlenmesi Kuralları"na göre, türbin belirlemesi, her bölüm arasında "-" işareti bulunan üç kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımdaki sembol, su türbini tipinin Çince Pinyin'deki ilk harfidir ve Arap rakamları su türbininin karakteristik özgül hızını temsil eder. İkinci kısım, iki Çince Pinyin harfinden oluşur; birincisi su türbininin ana şaftının düzenini, ikincisi ise giriş odasının özelliklerini temsil eder. Üçüncü kısım ise çarkın santimetre cinsinden nominal çapıdır.
Çeşitli su türbinlerinin nominal çapları nasıl belirtilir?
Karma akışlı bir türbinin nominal çapı, çark kanatlarının giriş kenarındaki maksimum çaptır; bu çap, çarkın alt halkası ile kanatların giriş kenarının kesiştiği noktadaki çaptır.
Eksenel ve eğimli akışlı türbinlerin nominal çapı, çark kanadı ekseni ile çark haznesinin kesiştiği noktadaki çark haznesinin iç çapıdır.
Kova tipi su türbininin nominal çapı, çarkın jet içindeki ana hatta teğet olduğu hatve dairesinin çapıdır.
Su türbinlerinde kavitasyonun başlıca nedenleri nelerdir?
Su türbinlerinde kavitasyonun nedenleri nispeten karmaşıktır. Genellikle türbin çarkı içindeki basınç dağılımının düzensiz olduğu düşünülmektedir. Örneğin, çark aşağı akış su seviyesine göre çok yüksekte monte edilirse, düşük basınç alanından geçen yüksek hızlı su akışı buharlaşma basıncına ulaşmaya ve kabarcıklar oluşturmaya eğilimlidir. Su yüksek basınç bölgesine aktığında, basınç artışı nedeniyle kabarcıklar yoğunlaşır ve su akışındaki parçacıklar, yoğunlaşma sonucu oluşan boşlukları doldurmak için yüksek hızda kabarcıkların merkezine doğru çarpışır; bu da büyük hidrolik ve elektrokimyasal etkilere yol açarak kanatların aşınmasına, çukurlaşmaya ve petek benzeri gözeneklere, hatta deliklerin oluşmasına neden olur.
Su türbinlerinde kavitasyonu önlemek için başlıca önlemler nelerdir?
Su türbinlerinde kavitasyonun sonucu olarak gürültü, titreşim ve verimlilikte keskin bir düşüş meydana gelir; bu da kanat aşınmasına, çukurlaşmaya ve petek benzeri gözeneklerin oluşmasına, hatta delinme yoluyla deliklerin oluşmasına yol açarak üniteye zarar verir ve çalışamaz hale getirir. Bu nedenle, çalışma sırasında kavitasyonu önlemek için çaba gösterilmelidir. Şu anda, kavitasyon hasarını önlemek ve azaltmak için başlıca önlemler şunlardır:
(l) Türbinin kavitasyon katsayısını azaltmak için türbin çarkını uygun şekilde tasarlayın.
(2) Üretim kalitesini iyileştirin, bıçakların doğru geometrik şeklini ve göreceli konumunu sağlayın ve pürüzsüz ve cilalı yüzeylere dikkat edin.
(3) Paslanmaz çelik jantlar gibi kavitasyon hasarını azaltmak için kavitasyon önleyici malzemelerin kullanılması.
(4) Su türbininin montaj yüksekliğini doğru şekilde belirleyin.
(5) Türbinin uzun süre düşük düşüş ve düşük yükte çalışmasını önlemek için işletme koşullarını iyileştirin. Su türbinlerinin düşük çıkışta (örneğin nominal çıkışın %50'sinin altında) çalışmasına genellikle izin verilmez. Çok üniteli hidroelektrik santrallerinde, tek bir ünitenin uzun süreli düşük yük ve aşırı yükte çalışmasından kaçınılmalıdır.
(6) Kavitasyon hasarının kötücül gelişimini önlemek için onarım kaynağının parlatma kalitesine zamanında bakım ve özen gösterilmelidir.
(7) Bir hava besleme cihazı kullanılarak, kavitasyona neden olabilecek aşırı vakumu ortadan kaldırmak için kuyruk suyu borusuna hava verilir.
Büyük, orta ve küçük enerji santralleri nasıl sınıflandırılır?
Mevcut departman standartlarına göre, kurulu kapasitesi 50.000 kW'tan az olanlar küçük; kurulu kapasitesi 50.000 ile 250.000 kW arasında olanlar orta ölçekli; kurulu kapasitesi 250.000 kW'tan fazla olanlar ise büyük ölçekli olarak kabul edilir.
Hidroelektrik enerji üretiminin temel prensibi nedir?
Hidroelektrik enerji üretimi, su enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için hidrolik gücün (su yüksekliği ile) hidrolik makineleri (türbin) döndürmek üzere kullanılmasıdır. Eğer türbine, dönerken elektrik üretmek için başka bir makine (jeneratör) bağlanırsa, mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür. Hidroelektrik enerji üretimi, bir anlamda, suyun potansiyel enerjisini mekanik enerjiye ve ardından elektrik enerjisine dönüştürme sürecidir.
Hidroelektrik kaynaklarının geliştirme yöntemleri ve temel hidroelektrik santral türleri nelerdir?
Hidrolik kaynakların geliştirme yöntemleri, yoğunlaşan düşüş miktarına göre seçilir ve genel olarak üç temel yöntem vardır: baraj tipi, yönlendirme tipi ve karma tip.
(1) Baraj tipi hidroelektrik santrali, bir nehir yatağında, belirli bir düşüş ve rezervuar kapasitesine sahip ve barajın yakınında inşa edilmiş bir hidroelektrik santralini ifade eder.
(2) Su yönlendirmeli hidroelektrik santrali, rezervuar veya düzenleme kapasitesi olmaksızın, suyun yönlendirilmesi ve elektrik üretimi için nehrin doğal eğiminden tam olarak yararlanan ve nehrin aşağısında uzak bir konumda bulunan bir hidroelektrik santralini ifade eder.
(3) Hibrit hidroelektrik santrali, kısmen baraj yapımıyla oluşturulan ve kısmen nehir yatağının doğal eğiminden yararlanan, belirli bir depolama kapasitesine sahip bir su düşüşünü kullanan bir hidroelektrik santralini ifade eder. Santral, nehrin aşağı akış yönündeki bir yatağında yer alır.
Akış, toplam yüzey akışı ve ortalama yıllık akış nedir?
Akış hızı, bir nehrin (veya hidrolik yapının) kesitinden birim zamanda geçen su hacmini ifade eder ve saniyede metreküp cinsinden ölçülür;
Toplam akış, bir nehrin ilgili bölümünden bir hidrolojik yılda geçen toplam su akışının toplamını ifade eder ve 104 m³ veya 108 m³ cinsinden gösterilir;
Ortalama yıllık akış hızı, mevcut hidrolojik serilere dayanarak hesaplanan bir nehir bölümünün ortalama yıllık akış hızı Q3/S'yi ifade eder.
Küçük bir hidroelektrik santrali merkez projesinin ana bileşenleri nelerdir?
Esas olarak dört bölümden oluşur: su tutma yapıları (barajlar), taşkın tahliye yapıları (savaklar veya kapılar), su yönlendirme yapıları (basınç düzenleme şaftları dahil olmak üzere yönlendirme kanalları veya tüneller) ve enerji santrali binaları (kuyu suyu kanalları ve takviye istasyonları dahil).
18. Yüzey akışıyla çalışan hidroelektrik santrali nedir? Özellikleri nelerdir?
Regülatör rezervuarı olmayan bir enerji santraline akışlı hidroelektrik santrali denir. Bu tip hidroelektrik santrali, kurulu kapasitesini nehir yatağının ortalama yıllık akış hızına ve elde edebileceği potansiyel su yüksekliğine göre seçer. Kurak mevsimde enerji üretimi %50'nin altına düşer ve bazen hiç elektrik üretilemez; bu durum nehrin doğal akışıyla sınırlıdır. Yağışlı mevsimde ise büyük miktarda atıl su bulunur.
19. Çıktı nedir? Bir hidroelektrik santralinin çıktısı nasıl tahmin edilir ve enerji üretimi nasıl hesaplanır?
Bir hidroelektrik santralinde, hidro jeneratör ünitesi tarafından üretilen güce çıkış gücü denir ve bir nehirdeki belirli bir su akışı bölümünün çıkışı, o bölümün su enerjisi kaynaklarını temsil eder. Su akışı çıkışı, birim zamandaki su enerjisi miktarını ifade eder. N=9.81 η QH denkleminde, Q akış hızı (m³/S); H su yüksekliği (m); N hidroelektrik santralinin çıkışı (W); η ise hidroelektrik jeneratörünün verimlilik katsayısıdır. Küçük hidroelektrik santrallerinin çıkışı için yaklaşık formül N=(6.0-8.0) QH'dir. Yıllık güç üretimi formülü E=NT'dir; burada N ortalama çıkış gücü; T ise yıllık kullanım saatleridir.
Kurulu kapasitenin yıllık kullanım saati nedir?
Bir hidroelektrik santralinin bir yıl içindeki ortalama tam yük çalışma süresini ifade eder. Hidroelektrik santrallerinin ekonomik faydalarını ölçmek için önemli bir göstergedir ve küçük hidroelektrik santrallerinin yıllık 3000 saatin üzerinde bir kullanım süresine sahip olması gerekmektedir.
21. Günlük düzeltme, haftalık düzeltme, yıllık düzeltme ve çok yıllık düzeltme nedir?
(1) Günlük düzenleme: 24 saatlik bir düzenleme süresiyle, gün ve gece içindeki akışın yeniden dağıtımını ifade eder.
(2) Haftalık ayarlama: Ayarlama süresi bir haftadır (7 gün).
(3) Yıllık düzenleme: Taşkın mevsimi boyunca fazla suyun yalnızca bir kısmının depolanabildiği, bir yıl içinde akışın yeniden dağıtılmasına eksik yıllık düzenleme (veya mevsimsel düzenleme) denir; Su terkine gerek kalmadan, su kullanım gereksinimlerine göre gelen suyun yıl içinde tamamen yeniden dağıtılabilmesine yıllık düzenleme denir.
(4) Çok yıllık düzenleme: Rezervuar hacmi, rezervuarda uzun yıllar boyunca fazla suyu depolayacak kadar büyük olduğunda ve daha sonra yıllık düzenleme için birkaç kurak yıla tahsis edildiğinde, buna çok yıllık düzenleme denir.
22. Bir nehir damlası nedir?
Kullanılan nehir kesitinin iki enine kesiti arasındaki yükseklik farkına düşüş; nehrin kaynağı ve ağzındaki su yüzeyleri arasındaki yükseklik farkına ise toplam düşüş denir.
23. Yağış miktarı, yağış süresi, yağış şiddeti, yağış alanı ve yağış merkezi nedir?
Yağış, belirli bir zaman dilimi içinde belirli bir noktaya veya alana düşen toplam su miktarıdır ve milimetre cinsinden ifade edilir.
Yağış süresi, yağışın ne kadar süreyle devam ettiğini ifade eder.
Yağış yoğunluğu, birim zamandaki yağış miktarını ifade eder ve mm/saat cinsinden gösterilir.
Yağış alanı, yağışın kapladığı yatay alanı ifade eder ve km² cinsinden belirtilir.
Yağmur fırtınası merkezi, yağmur fırtınasının yoğunlaştığı küçük bir yerel alanı ifade eder.
24. Mühendislik yatırım tahmini nedir? Mühendislik yatırım tahmini ve mühendislik bütçesi nedir?
Mühendislik bütçesi, bir proje için gerekli tüm inşaat fonlarını parasal biçimde derleyen teknik ve ekonomik bir belgedir. Ön tasarım bütçesi, ön tasarım belgelerinin önemli bir bileşenidir ve ekonomik rasyonelliğin değerlendirilmesinin temelini oluşturur. Onaylanan genel bütçe, devlet tarafından temel inşaat yatırımı için kabul edilen önemli bir göstergedir ve aynı zamanda temel inşaat planlarının ve ihale tasarımlarının hazırlanmasının da temelini oluşturur. Mühendislik yatırım tahmini, fizibilite çalışması aşamasında yapılan yatırım miktarıdır. Mühendislik bütçesi ise inşaat aşamasında yapılan yatırım miktarıdır.
Hidroelektrik santrallerinin başlıca ekonomik göstergeleri nelerdir?
(1) Kilovat birim yatırımı, kurulu kapasitenin kilovatı başına gerekli yatırımı ifade eder.
(2) Birim enerji yatırımı, kilovat saat başına gerekli olan elektrik yatırımını ifade eder.
(3) Elektrik maliyeti, kilovat saat başına ödenen elektrik ücretidir.
(4) Kurulum kapasitesinin yıllık kullanım saatleri, hidroelektrik santral ekipmanının kullanım düzeyinin bir ölçüsüdür.
(5) Elektriğin satış fiyatı, şebekeye satılan elektriğin kilovat saat başına fiyatıdır.
Hidroelektrik santrallerinin temel ekonomik göstergeleri nasıl hesaplanır?
Hidroelektrik santrallerinin temel ekonomik göstergeleri aşağıdaki formüle göre hesaplanır:
(1) Kilovat birimi yatırımı = hidroelektrik santral inşaatına yapılan toplam yatırım / hidroelektrik santralin toplam kurulu kapasitesi
(2) Birim enerji yatırımı = hidroelektrik santral inşaatına yapılan toplam yatırım / hidroelektrik santralin ortalama yıllık enerji üretimi
(3) Kurulu kapasitenin yıllık kullanım saatleri = ortalama yıllık güç üretimi / toplam kurulu kapasite
Yayın tarihi: 28 Ekim 2024
