Tuabin nước là một loại máy móc tuabin trong ngành máy móc thủy lực. Ngay từ khoảng năm 100 trước Công nguyên, nguyên mẫu của tuabin nước đã ra đời. Vào thời đó, chức năng chính là vận hành máy móc chế biến ngũ cốc và tưới tiêu. Tuabin nước, với tư cách là một thiết bị cơ khí được vận hành bằng dòng chảy của nước, đã phát triển thành tuabin nước hiện đại ngày nay, và phạm vi ứng dụng của nó cũng được mở rộng. Vậy tuabin nước hiện đại chủ yếu được sử dụng ở đâu?
Tuabin nước 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 và tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng; Khi tải hệ thống cao hơn tải cơ bản, nó có thể được sử dụng như một tuabin nước để phát điện nhằm 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 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 trên toàn thế giới.
Các tổ máy tích năng thủy điện được phát triển trong giai đoạn đầu hoặc có cột nước cao chủ yếu sử dụng loại ba máy, tức là chúng được cấu tạo từ máy phát điện, tuabin nước và máy bơm nước mắc nối tiếp. Ưu điểm của loại này là tuabin nước và máy bơm nước được thiết kế riêng biệt, có thể đạt hiệu suất cao, và chiều quay của tổ máy là như nhau khi phát điện và bơm nước, cho phép chuyển đổi nhanh chóng từ phát điện sang bơm nước hoặc từ bơm nước 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 lớn tại nhà máy điện.
Các cánh quạt của tuabin bơm dòng nghiêng có thể quay và 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, cột nước tối đa mà nó có thể đạt được chỉ là 136,2m vào đầu những năm 1980 (nhà máy điện Kogen số 1 ở Nhật Bản). Đối với cột nước cao hơn, cần sử dụng tuabin bơm Francis.
Nhà máy thủy điện tích năng được trang bị bể chứa thượng và hạ lưu. Trong điều kiện lưu trữ cùng một lượng năng lượng, việc tăng 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, các nhà máy thủy điện tích năng có cột nước cao trên 300 mét đang phát triển nhanh chóng. Tuabin bơm Francis có cột nước cao nhất thế giới được lắp đặt tại nhà máy điện Beinabashta ở Nam Tư. Công suất đơn vị của nó là 315 MW và cột nước của tuabin là 600,3 mét; bơm có cột nước 623,1 m và tốc độ quay 428,6 vòng/phút. Nó được đưa vào vận hành năm 1977. Từ thế kỷ 20, các tổ máy thủy điện đã phát triển theo hướng có thông số cao và công suất lớn. Với sự gia tăng công suất hỏa hoạn trong hệ thống điện và sự phát triển của điện hạt nhân, để giải quyết vấn đề cắt giảm đỉnh phụ hợp lý, các quốc gia trên thế giới đang tích cực xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng bên cạnh việc phát triển mạnh mẽ hoặc mở rộng các nhà máy điện quy mô lớn trong các hệ thống thủy điện chính. Do đó, tuabin bơm đã phát triển nhanh chóng.
Là một loại máy phát điện chuyển đổi năng lượng dòng chảy của nước thành năng lượng cơ học quay, tuabin nước là một bộ phận không thể thiếu trong tổ máy phát điện tuabin nước. Hiện nay, vấn đề bảo vệ môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Thủy điện, một phương pháp phát điện sử dụng năng lượng sạch, đang được ứng dụng và thúc đẩy mạnh mẽ. 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 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: 06/04/2022
