Як розпізнати якість та довговічність
Як ми показали, гідросистема є одночасно простою та складною. Концепції, що лежать в основі гідроенергетики, прості: все зводиться до напору та витрати. Але хороший дизайн вимагає передових інженерних навичок, а надійна експлуатація вимагає ретельного будівництва з якісними компонентами.
Що робить турбінну систему якісною
Уявіть собі турбінну систему з точки зору ефективності та надійності. В ідеальному світі ефективність становила б 100%. Вся енергія у воді перетворювалася б на обертовий вал. Не було б турбулентності повітря чи води, а також опору від підшипників. Робоче колесо було б ідеально збалансоване. Ознаки втрати енергії – тепло, вібрація та шум – були б відсутні. Звичайно, ідеальна турбіна також ніколи не ламалася б і не потребувала б технічного обслуговування.
Тонко оброблене колесо Пельтона
Якісні компоненти та ретельна обробка суттєво впливають на ефективність та надійність турбіни.
Зрозуміло, що жодна турбінна система ніколи не досягне такого ступеня досконалості. Але варто пам’ятати про ці цілі, оскільки краща ефективність і надійність призводять до більшої потужності та нижчої вартості ват. Ось лише кілька речей, які слід враховувати під час вибору турбінної системи:
Турбінний робочий стіл
Робоче колесо – це серце турбіни. Саме тут енергія води перетворюється на обертальну силу, яка приводить у рух генератор. Незалежно від типу робочого колеса, його ковші або лопаті відповідають за захоплення максимально можливої енергії з води. Кривизна кожної поверхні, передньої та задньої, визначає, як вода буде проштовхуватися, поки не впаде. Також пам’ятайте, що будь-яке робоче колесо працюватиме найефективніше за певного напору та витрати. Робоче колесо має бути точно підібране до характеристик вашого місця.
Шукайте суцільнометалеві ролики з гладкими, полірованими поверхнями, щоб усунути турбулентність води та повітря. Цілісні, ретельно оброблені ролики зазвичай працюють ефективніше та надійніше, ніж ті, що з'єднані болтами. Ротори з бронзи та марганцевої сталі добре підходять для невеликих систем з чистою водою та напором до приблизно 500 футів. Ротори з високоміцної нержавіючої сталі чудово підходять для більших систем або абразивних водних умов. Усі ролики слід ретельно збалансувати, щоб мінімізувати вібрацію, проблему, яка не тільки впливає на ефективність, але й може призвести до пошкоджень з часом.
Корпус турбіни
Корпус турбіни має бути добре побудованим та міцним, оскільки він керує силами вхідної води, а також потужністю вихідного валу. Крім того, його форма та розміри суттєво впливають на ефективність. Наприклад, розглянемо турбіну типу Пельтона. Як імпульсна турбіна, вона приводиться в рух одним або кількома струменями води, але обертається в повітрі. Це означає, що при проектуванні корпусу необхідно враховувати як гідродинамічні, так і аеродинамічні сили. Він повинен мінімізувати опір бризкам та бризкам і плавно відводити хвостові води, але також мати правильний розмір та форму, щоб мінімізувати втрати через турбулентність повітря. Аналогічно, корпуси для конструкцій з високим потоком, таких як турбіни з перехресним потоком та турбіни Френсіса, повинні бути точно спроектовані, щоб плавно спрямовувати великі обсяги води через турбіну, не створюючи кишень турбулентності.
Шукайте гладко зварений корпус, ретельно підібраний до відповідного ролика для вашого об'єкта. Майте на увазі, що як сила води, так і ролик створюватимуть значний крутний момент, тому матеріал корпусу та всіх фітингів має бути міцним. Поверхні, що сполучаються, такі як фланці труб та кришки доступу, повинні бути оброблені рівно та без протікань. Оскільки вода сприяє іржі та корозії, переконайтеся, що всі вразливі поверхні захищені високоякісним порошковим покриттям або епоксидною фарбою. Усі болти повинні бути виготовлені з нержавіючої сталі.
Інші міркування щодо турбін
Усі поверхні, по яких тече вода, можуть впливати на ефективність, від впускного отвору до трубопроводу та до каналу, який відводить воду від вашої електростанції. Шукайте гладкі поверхні без різких вигинів. Форсунки та лопаті регулювання потоку повинні бути ретельно оброблені без помітних брижів або вибоїн.
Ефективність важлива, але так само важливі довговічність та надійність. Ваш гідроелектростанція має забезпечувати чисту електроенергію без перебоїв. Якість компонентів – та їх встановлення – може суттєво вплинути на якість вашого життя в наступні роки.
Зверніть увагу на ретельну роботу під час проектування та виготовлення систем ущільнень, матеріалу валу та його обробки, а також усіх пов'язаних з ним компонентів. Зверніть особливу увагу на вибір та встановлення підшипників; вони повинні обертатися плавно, без скрипу та заклинювання.
Постачальник турбін
Коли справа доходить до постачальників, ніщо не замінить досвіду. Хоча принципи гідроенергетики можна опанувати в приміщенні, саме реальний досвід навчає як основним, так і підводним каменям відведення води з потоку, створення тиску в ній та проштовхування її через турбіну. Постачальник турбін з багаторічним польовим досвідом буде безцінним для вас під час проектування та будівництва вашої гідросистеми.
Шукайте досвідченого постачальника, який спеціалізується на розмірі та типі гідросистеми, яку ви плануєте побудувати. Гарний постачальник співпрацюватиме з вами, починаючи з вимірювань напору та витрати, щоб допомогти вам визначити правильний розмір трубопроводу, нетто-напір, розрахункову витрату, характеристики турбіни, систему приводу, генератор та систему керування навантаженням. Ви повинні мати змогу розраховувати на те, що ваш постачальник надасть пропозиції щодо оптимізації ефективності та надійності, включаючи їхній вплив на вартість та продуктивність.
Гарний постачальник турбін – це ваш партнер, і він повинен бути особисто зацікавлений у вашому успіху. Зрештою, задоволений клієнт – це дуже добре для бізнесу.
Час публікації: 24 травня 2021 р.
