Існує багато видів гідрогенераторів. Сьогодні давайте детально розглянемо осьовий гідрогенератор. Застосування осьових гідрогенераторів в останні роки в основному пов'язане з розробкою високого напору та великих розмірів. Розвиток вітчизняних осьових турбін також відбувається швидкими темпами. На побудованій гідроелектростанції Гечжоуба встановлено два типи осьових лопаткових турбін, одна з яких має діаметр робочого колеса 11,3 м, що є діаметром робочого колеса подібних турбін у світі. Ось переваги та недоліки проміжної осьової турбіни.
Переваги осьової турбіни
Порівняно з турбіною Френсіса, осьова турбіна має такі основні переваги:
1. Висока питома швидкість та добрі енергетичні характеристики. Таким чином, її одинична швидкість та одинична витрата вищі, ніж у турбіни Френсіса. За тих самих умов напору та потужності, вона може значно зменшити розмір гідравлічного турбогенератора, зменшити вагу агрегату та заощадити матеріали, що забезпечує високі економічні переваги.
2. Форма поверхні та шорсткість поверхні робочих лопаток осьової турбіни легко відповідають вимогам виробництва. Оскільки лопаті гвинтової осьової турбіни можуть обертатися, середній ККД вищий, ніж у турбіни Френсіса. При зміні навантаження та напору ККД змінюється незначно.
3. Лопаті робочого колеса осьової турбіни можна розібрати для полегшення виробництва та транспортування.
Таким чином, осьова турбіна стабільно працює в широкому робочому діапазоні, має меншу вібрацію та високий ККД і продуктивність. У діапазоні низького напору вона майже замінює турбіну Френсіса. За останні десятиліття вона отримала значний розвиток і широке застосування з точки зору потужності окремого агрегату та напору.
3. Недоліки осьової турбіни
Однак, осьова турбіна також має недоліки та обмежує сферу її застосування. Її основними недоліками є:
1. Кількість лопатей невелика та консольна, тому міцність низька та не може бути застосована до гідроелектростанцій із середнім та високим напором.
2. Через великий потік агрегату та високу швидкість агрегату, вона має меншу висоту всмоктування, ніж турбіна Френсіса, за того ж водяного напору, що призводить до великої глибини котловану та відносно високих інвестицій у фундамент електростанції.
Відповідно до вищезазначених недоліків осьових турбін, напір застосування осьових турбін постійно вдосконалюється шляхом використання нових матеріалів з високою міцністю та стійкістю до кавітації у виробництві турбін, а також покращення напруженого стану лопатей у конструкції. Наразі діапазон напору застосування осьових гвинтових турбін становить 3-90 м, що увійшло в область турбін Френсіса. Наприклад, потужність однієї іноземної осьової гвинтової турбіни становить 181700 кВт, напір - 88 м, а діаметр робочого колеса - 10,3 м. Потужність однієї осьової гвинтової турбіни, виробленої в Китаї, становить 175000 кВт, напір - 78 м, а діаметр робочого колеса - 11,3 м. Осьова гвинтова турбіна з фіксованими лопатями має фіксовані лопаті та просту конструкцію, але вона не може адаптуватися до гідроелектростанцій з великими змінами напору та навантаження. Для великих гідроелектростанцій зі стабільним напором, які служать базовим навантаженням або кількома блоками, її також можна розглянути після економічного порівняння, коли сезонна електроенергія є в надлишку. Діапазон застосовного напору становить 3-50 м. Осьова гвинтова турбіна зазвичай має вертикальний пристрій, а її робочий процес в основному такий самий, як і у турбіни Френсіса. Різниця полягає в тому, що при зміні навантаження вона регулює не тільки обертання напрямного апарату, але й обертання робочої лопаті для підтримки високої ефективності.
Ми також раніше розглядали турбіну Френсіса. Серед гідрогенераторів турбіна Френсіса дуже відрізняється від осьової турбіни. Наприклад, конструктивні форми її робочого колеса відрізняються. Лопаті турбіни Френсіса майже паралельні головному валу, тоді як лопаті осьової турбіни майже перпендикулярні до головного валу.
Час публікації: 19 квітня 2022 р.
