Tuabin nước là một loại máy tuabin trong ngành máy móc thủy lực. Ngay từ khoảng năm 100 trước Công nguyên, nguyên mẫu của tuabin nước, bánh xe nước, đã ra đời. Vào thời đó, chức năng chính là vận hành máy móc chế biến ngũ cốc và tưới tiêu. Bánh xe nước, như một thiết bị cơ khí sử dụng dòng chảy của nước làm nguồn năng lượng, đã phát triển thành tuabin nước hiện đại và phạm vi ứng dụng của nó cũng được mở rộng. Vậy tuabin nước hiện đại chủ yếu được sử dụng ở đâu?
Tuabin chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy thủy điện tích năng. Khi tải của hệ thống điện thấp hơn tải cơ bản, nó có thể được sử dụng như một máy bơm nước để sử dụng công suất phát điện dư thừa để bơm nước từ hồ chứa hạ lưu lên hồ chứa thượng lưu nhằm tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng; khi tải của hệ thống cao hơn tải cơ bản, nó có thể được sử dụng như một tuabin thủy lực, phát điện để điều chỉnh tải đỉnh. Do đó, nhà máy thủy điện tích năng thuần túy không thể làm tăng công suất của hệ thống điện, nhưng nó có thể cải thiện hiệu quả kinh tế vận hành của các tổ máy phát điện nhiệt và nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống điện. Từ những năm 1950, các tổ máy thủy điện tích năng đã được đánh giá cao và phát triển nhanh chóng ở nhiều nước trên thế giới.
Hầu hết các tổ máy tích năng thủy điện được phát triển trong giai đoạn đầu hoặc với cột nước cao đều sử dụng loại ba máy, tức là chúng được cấu tạo từ một máy phát điện, một tuabin nước và một máy bơm nước mắc nối tiếp. Ưu điểm của loại này là tuabin và máy bơm nước được thiết kế riêng biệt, mỗi máy có thể đạt hiệu suất cao hơn, và tổ máy quay cùng chiều khi phát điện và bơm nước, có thể nhanh chóng chuyển đổi từ phát điện sang bơm hoặc từ bơm sang phát điện. Đồng thời, tuabin có thể được sử dụng để khởi động tổ máy. Nhược điểm của loại này là chi phí cao và vốn đầu tư nhà máy điện lớn.
Các cánh quạt của tuabin bơm dòng chảy xiên có thể quay được, và nó vẫn duy trì hiệu suất hoạt động tốt khi cột nước và tải trọng thay đổi. Tuy nhiên, do hạn chế về đặc tính thủy lực và độ bền vật liệu, đến đầu những năm 1980, cột nước hiệu dụng của nó chỉ đạt 136,2 mét (Nhà máy điện Takagen số 1 của Nhật Bản). Đối với cột nước cao hơn, cần sử dụng tuabin bơm Francis.
Nhà máy thủy điện tích năng có hồ chứa thượng lưu và hạ lưu. Trong điều kiện lưu trữ cùng một lượng năng lượng, việc tăng độ cao cột nước có thể làm giảm dung tích lưu trữ, tăng tốc độ hoạt động của tổ máy và giảm chi phí dự án. Do đó, nhà máy thủy điện tích năng cột nước cao trên 300 mét đã phát triển nhanh chóng. Tổ máy bơm tuabin Francis có cột nước cao nhất thế giới được lắp đặt tại Nhà máy thủy điện Baina Basta ở Nam Tư. Từ năm 2000, các tổ máy thủy điện đã phát triển theo hướng có thông số cao và công suất lớn. Với sự gia tăng công suất nhiệt điện trong hệ thống điện và sự phát triển của điện hạt nhân, để giải quyết vấn đề điều tiết đỉnh điểm hợp lý, ngoài việc tích cực phát triển hoặc mở rộng các nhà máy điện quy mô lớn trong các hệ thống thủy điện chính, các quốc gia trên thế giới đang tích cực xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng, dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của các tổ máy bơm tuabin.
Là một cỗ máy năng lượng chuyển đổi năng lượng dòng chảy của nước thành năng lượng cơ học quay, tuabin thủy điện là một bộ phận không thể thiếu của tổ máy phát điện thủy lực. Ngày nay, vấn đề bảo vệ môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng, và việc ứng dụng và thúc đẩy thủy điện, nguồn năng lượng sạch, đang ngày càng tăng. Để tận dụng tối đa các nguồn tài nguyên thủy lực khác nhau, thủy triều, các con sông ở vùng đồng bằng có độ dốc rất thấp và thậm chí cả sóng cũng thu hút sự chú ý rộng rãi, dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của các tuabin ống và các tổ máy nhỏ khác.
Thời gian đăng bài: 23/03/2022
