Які робочі параметри водяної турбіни?
Основні робочі параметри водяної турбіни включають напір, витрату, швидкість, продуктивність та коефіцієнт корисної дії.
Напір турбіни – це різниця в енергії потоку води за одиницю ваги між вхідним та вихідним перетинами турбіни, виражена в H та виміряна в метрах.
Швидкість потоку водяної турбіни відноситься до об'єму потоку води, що проходить через поперечний переріз турбіни за одиницю часу.
Швидкість турбіни відноситься до кількості обертів головного вала турбіни за хвилину.
Вихідна потужність водяної турбіни стосується потужності, що видається на кінці вала водяної турбіни.
ККД турбіни відноситься до відношення потужності турбіни до потужності потоку води.
Які бувають типи водяних турбін?
Водяні турбіни можна розділити на дві категорії: контратакуючі та імпульсні. Контратакуючі турбіни включають шість типів: турбіна змішаного потоку (HL), осьова турбіна з фіксованими лопатями (ZD), осьова турбіна з фіксованими лопатями (ZZ), турбіна з похилим потоком (XL), турбіна з фіксованими лопатями наскрізного потоку (GD) та турбіна з фіксованими лопатями наскрізного потоку (GZ).
Існує три типи імпульсних турбін: ковшеподібні (різальні) турбіни (CJ), похилі турбіни (XJ) та турбіни з подвійним відводом (SJ).
3. Що таке контратакувальна турбіна та імпульсна турбіна?
Водяна турбіна, яка перетворює потенційну енергію, енергію тиску та кінетичну енергію потоку води в тверду механічну енергію, називається контратакуючою водяною турбіною.
Водяна турбіна, яка перетворює кінетичну енергію потоку води на механічну енергію твердого тіла, називається імпульсною турбіною.
Які характеристики та сфера застосування турбін зі змішаним потоком?
Турбіна зі змішаним потоком, також відома як турбіна Френсіса, має потік води, що входить у робоче колесо радіально, а витікає, як правило, аксіально. Турбіни зі змішаним потоком мають широкий спектр застосування з високим напором, просту структуру, надійну роботу та високий ККД. Це одна з найбільш широко використовуваних водяних турбін у сучасний час. Застосовуваний діапазон напору становить 50-700 м.
Які характеристики та сфера застосування обертової водяної турбіни?
Турбіна з осьовим потоком, потік води в зоні робочого колеса протікає осьово, а потік води змінюється з радіального на осьовий між напрямними лопатками та робочим колесом.
Конструкція фіксованого гвинта проста, але її ефективність різко знижується при відхиленні від проектних умов. Вона підходить для електростанцій з малою потужністю та невеликими змінами водяного напору, які зазвичай коливаються від 3 до 50 метрів. Конструкція роторного гвинта є відносно складною. Вона забезпечує подвійне регулювання напрямних лопатей та лопатей шляхом координації обертання лопатей та напрямних лопатей, розширюючи діапазон вихідної потужності зони високої ефективності та забезпечуючи добру експлуатаційну стабільність. Наразі діапазон застосовуваного водяного напору коливається від кількох метрів до 50-70 м.
Які характеристики та сфера застосування ковшових водяних турбін?
Ковшова водяна турбіна, також відома як турбіна Петіона, працює, впливаючи струменем із сопла на лопаті ковша турбіни вздовж тангенціального напрямку до кола турбіни. Ковшова водяна турбіна використовується для високих напорів, причому малі ковші використовуються для напорів 40-250 м, а великі ковші - для напорів 400-4500 м.
7. Які характеристики та сфера застосування похилої турбіни?
Похила водяна турбіна створює струмінь із сопла, який утворює кут (зазвичай 22,5 градуса) з площиною робочого колеса на вході. Цей тип водяної турбіни використовується на малих та середніх гідроелектростанціях з відповідним діапазоном напору менше 400 м.
Яка основна конструкція ковшеподібної водяної турбіни?
Гідротурбіна ковшового типу має такі компоненти перевантаження по струму, основні функції яких такі:
(l) Сопло утворюється потоком води з напірної труби вище за течією, що проходить через сопло, утворюючи струмінь, який впливає на робоче колесо. Енергія тиску потоку води всередині сопла перетворюється на кінетичну енергію струменя.
(2) Голка змінює діаметр струменя, що розпилюється з сопла, рухаючи голку, таким чином також змінюючи вхідну швидкість потоку водяної турбіни.
(3) Колесо складається з диска та кількох закріплених на ньому ковшів. Струмінь спрямовується до ковшів і передає їм свою кінетичну енергію, тим самим змушуючи колесо обертатися та виконувати роботу.
(4) Дефлектор розташований між соплом і робочим колесом. Коли турбіна раптово зменшує навантаження, дефлектор швидко відхиляє струмінь у напрямку ковша. У цей момент голка повільно закриється до положення, придатного для нового навантаження. Після того, як сопло стабілізується в новому положенні, дефлектор повертається у вихідне положення струменя та готується до наступної дії.
(5) Корпус дозволяє плавно скидати повний потік води вниз за течією, а тиск усередині корпусу дорівнює атмосферному тиску. Корпус також використовується для підтримки підшипників водяної турбіни.
9. Як прочитати та зрозуміти марку водяної турбіни?
Згідно з китайськими «Правилами позначення моделей турбін» JBB84-74, позначення турбіни складається з трьох частин, розділених знаком «-» між кожною частиною. Символ у першій частині – це перша літера китайської системи піньінь, що позначає тип водяної турбіни, а арабські цифри позначають характерну питому швидкість водяної турбіни. Друга частина складається з двох літер китайської системи піньінь, перша з яких позначає розташування головного вала водяної турбіни, а друга – характеристики впускної камери. Третя частина – це номінальний діаметр колеса в сантиметрах.
Як визначаються номінальні діаметри різних типів водяних турбін?
Номінальний діаметр турбіни зі змішаним потоком – це максимальний діаметр на вхідній кромці лопатей робочого колеса, який дорівнює діаметру на перетині нижнього кільця робочого колеса та вхідної кромки лопатей.
Номінальний діаметр осьових та похилих турбін – це діаметр всередині камери робочого колеса на перетині осі лопаті робочого колеса та камери робочого колеса.
Номінальний діаметр ковшеподібної водяної турбіни – це діаметр ділильної окружності, при якому робоче колесо є дотичним до основної лінії струменя.
Які основні причини кавітації у водяних турбінах?
Причини кавітації у водяних турбінах є досить складними. Загальноприйнято вважати, що розподіл тиску всередині робочого колеса турбіни нерівномірний. Наприклад, якщо робоче колесо встановлено занадто високо відносно рівня води нижче за течією, високошвидкісний потік води, що проходить через зону низького тиску, схильний досягати тиску пароутворення та утворювати бульбашки. Коли вода потрапляє в зону високого тиску, через підвищення тиску бульбашки конденсуються, а частинки потоку води стикаються з високою швидкістю з центром бульбашок, заповнюючи проміжки, що утворюються внаслідок конденсації, створюючи тим самим сильний гідравлічний удар та електрохімічні ефекти, що призводить до ерозії лопатей, утворення точкової кори та стільникоподібних пор, а також до проникнення в них з утворенням отворів.
Які основні заходи для запобігання кавітації у водяних турбінах?
Наслідком кавітації у водяних турбінах є виникнення шуму, вібрації та різке зниження ефективності, що призводить до ерозії лопатей, утворення точкової кори та стільникоподібних пор, і навіть утворення отворів через проникнення, що призводить до пошкодження агрегату та неможливості його роботи. Тому слід докласти зусиль, щоб уникнути кавітації під час роботи. Наразі основними заходами щодо запобігання та зменшення пошкоджень, спричинених кавітацією, є:
(l) Правильно спроектувати робоче колесо турбіни для зменшення коефіцієнта кавітації турбіни.
(2) Покращуйте якість виготовлення, забезпечуйте правильну геометричну форму та взаємне розташування лопатей, а також звертайте увагу на гладкі та поліровані поверхні.
(3) Використання антикавітаційних матеріалів для зменшення пошкоджень від кавітації, таких як колеса з нержавіючої сталі.
(4) Правильно визначте висоту встановлення водяної турбіни.
(5) Покращте умови експлуатації, щоб запобігти тривалій роботі турбіни з низьким напором та низьким навантаженням. Зазвичай гідротурбінам не дозволяється працювати з низькою потужністю (наприклад, нижче 50% від номінальної потужності). Для багатоагрегатних гідроелектростанцій слід уникати тривалої роботи одного блоку з низьким навантаженням та перевантаженням.
(6) Слід своєчасно проводити технічне обслуговування та звертати увагу на якість полірування ремонтного зварювання, щоб уникнути злоякісного розвитку кавітаційних пошкоджень.
(7) За допомогою пристрою подачі повітря повітря подається у трубу хвостової води для усунення надмірного вакууму, який може спричинити кавітацію.
Як класифікуються великі, середні та малі електростанції?
Згідно з чинними відомчими стандартами, обладнання з встановленою потужністю менше 50 000 кВт вважається малим; обладнання середнього розміру з встановленою потужністю від 50 000 до 250 000 кВт; обладнання з встановленою потужністю понад 250 000 кВт вважається великим.
Який основний принцип виробництва гідроелектроенергії?
Виробництво гідроелектроенергії — це використання гідравлічної енергії (з водяним напором) для обертання гідравлічних машин (турбін), що перетворюють енергію води на механічну енергію. Якщо до турбіни підключено інший тип машини (генератор) для вироблення електроенергії під час її обертання, механічна енергія потім перетворюється на електричну енергію. Виробництво гідроелектроенергії, у певному сенсі, — це процес перетворення потенційної енергії води на механічну, а потім на електричну енергію.
Які методи розробки гідроресурсів та основні типи гідроелектростанцій?
Методи розробки гідравлічних ресурсів вибираються залежно від концентрованого падіння, і зазвичай існують три основні методи: греблеподібний, дериваційний та змішаний.
(1) Гідроелектростанція гребельного типу – це гідроелектростанція, побудована в руслі річки, з концентрованим падінням води та певною місткістю водосховища, розташована поблизу греблі.
(2) Гідроелектростанція, що перерозподіляє воду, означає гідроелектростанцію, яка повністю використовує природний перепад рівня води в річці для відведення води та виробництва електроенергії, без водосховища чи регулювальних потужностей, і розташована на віддаленій річці нижче за течією.
(3) Гібридна гідроелектростанція – це гідроелектростанція, яка використовує перепад води, частково утворений внаслідок будівництва греблі, а частково – природний перепад русла річки, з певною ємністю для зберігання води. Електростанція розташована на руслі річки нижче за течією.
Що таке стік, загальний стік та середньорічний стік?
Швидкість потоку – це об’єм води, що проходить через поперечний переріз річки (або гідротехнічної споруди) за одиницю часу, виражений у кубічних метрах за секунду;
Загальний стік – це сума загального потоку води через ділянку річки за гідрологічний рік, виражена в 104 м³ або 108 м³;
Середньорічна швидкість потоку відноситься до середньорічної швидкості потоку Q3/S річкової ділянки, розрахованої на основі існуючих гідрологічних рядів.
Які основні компоненти проекту вузлової станції малої гідроелектростанції?
Він складається переважно з чотирьох частин: водоутримувальних споруд (дамб), споруд для скидання паводкової води (водозливів або шлюзів), споруд для відведення води (відвідних каналів або тунелів, включаючи шахти регулювання тиску) та будівель електростанцій (включаючи канали для відведення води та насосні станції).
18. Що таке сточна гідроелектростанція? Які її характеристики?
Електростанція без регулюючого водосховища називається сточною гідроелектростанцією. Цей тип гідроелектростанції вибирає свою встановлену потужність на основі середньорічного стоку русла річки та потенційного напору води, який вона може отримати. Виробництво електроенергії в сухий сезон різко падає, менше ніж на 50%, а іноді навіть не може виробляти електроенергію, що обмежено природним потоком річки, тоді як у вологий сезон спостерігається велика кількість скинутої води.
19. Що таке вихідна потужність? Як оцінити вихідну потужність та розрахувати виробництво електроенергії гідроелектростанцією?
На гідроелектростанції (електростанції) потужність, що виробляється гідрогенератором, називається потужністю, а потужність певної ділянки водного потоку в річці відображає водно-енергетичні ресурси цієї ділянки. Потужність водного потоку відноситься до кількості водної енергії за одиницю часу. У рівнянні N=9,81 η QH, Q – витрата (м3/с); H – напір води (м); N – потужність гідроелектростанції (Вт); η – коефіцієнт корисної дії гідрогенератора. Приблизна формула для обчислення потужності малих гідроелектростанцій: N=(6,0-8,0) QH. Формула для річного виробництва електроенергії: E=NT, де N – середня потужність; T – річна кількість годин використання.
Який річний час використання встановленої потужності?
Стосується середнього часу роботи гідроагрегату при повному навантаженні протягом року. Це важливий показник для вимірювання економічних вигод від гідроелектростанцій, а малі гідроелектростанції повинні мати річний час використання понад 3000 годин.
21. Що таке щоденне коригування, щотижневе коригування, річне коригування та багаторічне коригування?
(1) Добове регулювання: стосується перерозподілу стоку протягом дня та ночі з періодом регулювання 24 години.
(2) Щотижневе коригування: період коригування становить один тиждень (7 днів).
(3) Щорічне регулювання: Перерозподіл стоку протягом одного року, коли може зберігатися лише частина надлишкової води протягом сезону повені, називається неповним річним регулюванням (або сезонним регулюванням); Здатність повністю перерозподіляти воду, що надходить, протягом року відповідно до потреб водокористування без необхідності відмови від води називається річним регулюванням.
(4) Багаторічне регулювання: Коли об'єм водосховища достатньо великий, щоб зберігати надлишок води протягом багатьох років у водосховищі, а потім розподіляти його на кілька посушливих років для щорічного регулювання, це називається багаторічним регулюванням.
22. Що таке падіння води в річці?
Різниця висот між двома поперечними перерізами використовуваної ділянки річки називається перепадом; різниця висот між водними поверхнями біля витоку та гирла річки називається загальним перепадом.
23. Що таке кількість опадів, тривалість опадів, інтенсивність опадів, площа опадів, центр зливових дощів?
Опади – це загальна кількість води, що випадає на певну точку або площу протягом певного періоду часу, виражена в міліметрах.
Тривалість опадів стосується тривалості випадання опадів.
Інтенсивність опадів – це кількість опадів, що випадають за одиницю часу, виражена в мм/год.
Площа опадів – це горизонтальна площа, покрита опадами, виражена в км².
Центр зливи відноситься до невеликої локальної області, де зосереджена злива.
24. Що таке кошторис інженерних інвестицій? Оцінка інженерних інвестицій та інженерний бюджет?
Інженерний кошторис – це техніко-економічний документ, який у грошовій формі містить усі необхідні кошти на будівництво проекту. Попередній проектний кошторис є важливим компонентом попередньої проектної документації та основною основою для оцінки економічної доцільності. Затверджений загальний бюджет є важливим показником, визнаним державою для основних інвестицій у будівництво, а також основою для підготовки основних будівельних планів та тендерних проєктів. Оцінка інженерних інвестицій – це сума інвестицій, здійснених на етапі техніко-економічного обґрунтування. Інженерний кошторис – це сума інвестицій, здійснених на етапі будівництва.
Які основні економічні показники гідроелектростанцій?
(1) Інвестиції в кіловат одиниці – це інвестиції, необхідні на кіловат встановленої потужності.
(2) Інвестиції в енергію одиниці виробництва відносяться до інвестицій, необхідних для кожної кіловат-години електроенергії.
(3) Вартість електроенергії – це плата, що сплачується за кіловат-годину електроенергії.
(4) Річна кількість годин використання встановленої потужності є мірою рівня використання обладнання гідроелектростанції.
(5) Ціна продажу електроенергії – це ціна за кіловат-годину електроенергії, проданої в мережу.
Як розрахувати основні економічні показники гідроелектростанцій?
Основні економічні показники гідроелектростанцій розраховуються за такою формулою:
(1) Інвестиції в кіловат одиниці = загальні інвестиції в будівництво гідроелектростанції / загальна встановлена потужність гідроелектростанції
(2) Інвестиції в енергію одиниці = загальні інвестиції в будівництво гідроелектростанції / середньорічне виробництво електроенергії гідроелектростанцією
(3) Річна кількість годин використання встановленої потужності = середньорічне виробництво електроенергії / загальна встановлена потужність
Час публікації: 28 жовтня 2024 р.
