Có nhiều loại máy phát điện thủy điện. Hôm nay, tôi sẽ giới thiệu chi tiết về máy phát điện thủy điện kiểu trục dọc. Ứng dụng của máy phát điện tuabin trục dọc trong những năm gần đây chủ yếu tập trung vào phát triển các loại có cột nước cao và kích thước lớn. Các tuabin trục dọc trong nước đang phát triển nhanh chóng. Hai tuabin trục dọc kiểu cánh quạt được lắp đặt tại Nhà máy thủy điện Gezhouba đã được xây dựng. Một trong số đó có đường kính 11,3 mét, hiện là loại lớn nhất trên thế giới. Sau đây là những ưu điểm và nhược điểm của tuabin trục dọc.
Ưu điểm của tuabin dòng chảy hướng trục
So với tuabin Francis, tuabin hướng trục có những ưu điểm chính sau:
1. Tốc độ riêng cao và đặc tính năng lượng tốt. Do đó, tốc độ và lưu lượng đơn vị của nó cao hơn so với tuabin Francis. Dưới cùng điều kiện cột nước và công suất đầu ra, nó có thể giảm đáng kể kích thước của tổ máy phát điện tuabin, giảm trọng lượng của tổ máy và tiết kiệm vật liệu tiêu hao, do đó hiệu quả kinh tế cao.
2. Hình dạng bề mặt và độ nhám bề mặt của cánh quạt tuabin hướng trục có thể dễ dàng đáp ứng các yêu cầu trong quá trình sản xuất. Do cánh của tuabin cánh quay hướng trục có thể quay, hiệu suất trung bình cao hơn so với tuabin dòng hỗn hợp. Khi tải trọng và cột nước thay đổi, hiệu suất không thay đổi nhiều.
3. Các cánh quạt của tuabin cánh gạt hướng trục có thể tháo rời, thuận tiện cho việc sản xuất và vận chuyển.
Do đó, tuabin hướng trục có thể duy trì sự ổn định trong phạm vi hoạt động rộng hơn, ít rung động hơn, hiệu suất và sản lượng cao hơn. Trong phạm vi cột nước thấp, nó gần như đã thay thế tuabin Francis. Trong những thập kỷ gần đây, cả về công suất đơn vị và mức cột nước sử dụng, đều có sự phát triển vượt bậc, và phạm vi ứng dụng của nó cũng rất rộng.
Nhược điểm của tuabin dòng chảy hướng trục
Tuy nhiên, tuabin hướng trục cũng có những nhược điểm và hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. Những nhược điểm chính là:
1. Số lượng cánh quạt ít và thiết kế dạng công xôn nên độ bền kém, không thể sử dụng ở các nhà máy thủy điện có cột nước trung bình và cao.
2. Do lưu lượng đơn vị lớn và tốc độ đơn vị cao, nó có chiều cao hút nhỏ hơn so với tuabin Francis trong cùng điều kiện cột nước, dẫn đến độ sâu đào móng lớn cho nhà máy điện và chi phí đầu tư tương đối cao.
Theo những nhược điểm đã nêu ở trên của tuabin hướng trục, các vật liệu mới có khả năng chống xâm thực cường độ cao được sử dụng trong sản xuất tuabin và lực tác dụng lên cánh quạt được cải thiện trong thiết kế, nhờ đó cột áp ứng dụng của tuabin hướng trục liên tục được nâng cao. Hiện nay, cột áp ứng dụng của tuabin cánh quạt hướng trục là từ 3 đến 90 m, và đã đạt đến mức của tuabin Francis. Ví dụ, công suất tối đa của một tổ máy tuabin cánh quạt hướng trục nước ngoài là 181.700 kW, cột áp tối đa là 88 m, và đường kính cánh quạt là 10,3 m. Công suất tối đa của một máy tuabin cánh quạt hướng trục sản xuất trong nước là 175.000 kW, cột áp tối đa là 78 m, và đường kính cánh quạt tối đa là 11,3 m. Tuabin cánh quạt cố định hướng trục có cánh cố định và cấu trúc đơn giản, nhưng không thể thích ứng với các nhà máy thủy điện có sự thay đổi lớn về cột áp và tải trọng. Nó có cột nước ổn định và hoạt động như một nguồn điện cơ bản hoặc nhà máy điện quy mô lớn nhiều tổ máy. Khi nguồn điện theo mùa dồi dào, việc so sánh hiệu quả kinh tế cũng khả thi. Có thể xem xét sử dụng nó trong phạm vi cột nước áp dụng từ 3-50m. Tuabin cánh quạt hướng trục thường sử dụng các thiết bị thẳng đứng. Quá trình hoạt động của nó về cơ bản giống như tuabin Francis. Sự khác biệt là khi tải thay đổi, nó không chỉ điều chỉnh sự quay của các cánh dẫn hướng mà còn điều chỉnh sự quay của các cánh quạt để duy trì hiệu suất cao.
Trước đây, chúng ta cũng đã giới thiệu về tuabin Francis. Trong số các loại máy phát điện tuabin, vẫn có sự khác biệt lớn giữa tuabin Francis và tuabin hướng trục. Ví dụ, cấu trúc cánh quạt của chúng khác nhau. Các cánh của tuabin Francis gần như song song với trục chính, trong khi các cánh của tuabin hướng trục gần như vuông góc với trục chính.
Thời gian đăng bài: 11/11/2021
