Tua bin nước là một máy biến đổi năng lượng tiềm tàng của nước thành năng lượng cơ học. Sử dụng máy này để điều khiển máy phát điện, năng lượng nước có thể được chuyển đổi thành
Điện Đây là tổ máy phát điện thủy điện.
Tua bin thủy lực hiện đại có thể được chia thành hai loại theo nguyên lý dòng nước và đặc điểm cấu trúc.
Một loại tuabin khác sử dụng cả động năng và thế năng của nước được gọi là tuabin va đập.
Phản công
Nước được lấy từ bể chứa thượng nguồn trước tiên chảy vào khoang dẫn nước (volute), sau đó chảy vào rãnh cong của cánh dẫn nước thông qua cánh dẫn hướng.
Dòng nước tạo ra lực phản ứng trên các cánh quạt, làm cho cánh quạt quay. Lúc này, năng lượng nước được chuyển thành năng lượng cơ học và nước chảy ra khỏi ống dẫn được xả qua ống hút.
Xuôi dòng.
Tua bin tác động chủ yếu bao gồm dòng chảy Francis, dòng chảy xiên và dòng chảy trục. Sự khác biệt chính là cấu trúc bánh xe khác nhau.
(1) Bánh xe Francis thường bao gồm 12-20 lưỡi xoắn được sắp xếp hợp lý và các thành phần chính như đỉnh bánh xe và vòng dưới.
Dòng chảy vào và dòng chảy ra theo trục, loại tua bin này có phạm vi áp dụng rộng về cột nước, thể tích nhỏ và chi phí thấp, được sử dụng rộng rãi ở những cột nước cao.
Dòng chảy trục được chia thành loại cánh quạt và loại quay. Loại trước có cánh cố định, trong khi loại sau có cánh quay. Đường dẫn dòng chảy trục thường bao gồm 3-8 cánh, thân đường dẫn, nón thoát nước và các thành phần chính khác. Khả năng cho nước đi qua của loại tuabin này lớn hơn loại tuabin Francis. Đối với tuabin cánh khuấy. Vì cánh có thể thay đổi vị trí theo tải nên có hiệu suất cao trong phạm vi thay đổi tải lớn. Hiệu suất chống xâm thực và độ bền của tuabin kém hơn so với tuabin dòng chảy hỗn hợp, cấu trúc cũng phức tạp hơn. Nhìn chung, nó phù hợp với phạm vi cột nước thấp và trung bình là 10.
(2) Chức năng của buồng dẫn nước là làm cho nước chảy đều vào cơ cấu dẫn nước, giảm tổn thất năng lượng của cơ cấu dẫn nước và cải thiện bánh xe nước.
hiệu suất máy. Đối với các tua bin cỡ lớn và trung bình có cột nước cao hơn, người ta thường sử dụng ống xoắn kim loại có tiết diện tròn.
(3) Cơ cấu dẫn nước thường được bố trí đều xung quanh thanh dẫn, với một số lượng nhất định các cánh dẫn khí động học và cơ cấu quay của chúng, v.v.
Chức năng của thành phần này là dẫn hướng dòng nước chảy vào ống dẫn một cách đều đặn và bằng cách điều chỉnh độ mở của cánh dẫn hướng, thay đổi lưu lượng tràn của tuabin cho phù hợp.
Yêu cầu điều chỉnh và thay đổi tải máy phát điện cũng có thể đóng vai trò làm kín nước khi tất cả chúng đều đóng.
(4) Ống hút: Vì một phần năng lượng còn lại trong dòng nước chảy ra ở đầu ra của ống dẫn không được sử dụng nên chức năng của ống hút là thu hồi
Một phần năng lượng và thoát nước ở hạ lưu. Các tua bin nhỏ thường sử dụng ống hút hình nón thẳng, có hiệu suất cao, nhưng các tua bin cỡ lớn và trung bình
Không thể đào ống nước quá sâu nên phải sử dụng ống thoát nước cong khuỷu tay.
Ngoài ra, trong tuabin va đập còn có các loại tuabin ống, tuabin dòng chảy xiên, tuabin bơm đảo chiều, v.v.
Tua bin tác động:
Loại tua bin này sử dụng lực tác động của dòng nước tốc độ cao để làm quay tua bin, và phổ biến nhất là loại tua bin dạng gầu.
Tua bin gầu thường được sử dụng trong các nhà máy thủy điện có cột nước cao nói trên. Các bộ phận làm việc của nó chủ yếu bao gồm ống dẫn nước, vòi phun và vòi phun.
Kim, bánh xe nước và xoắn ốc, v.v., được trang bị nhiều xô nước hình thìa rắn ở rìa ngoài của bánh xe nước. Hiệu suất của tua bin này thay đổi theo tải
Sự thay đổi là nhỏ, nhưng khả năng đi qua nước bị giới hạn bởi vòi phun, nhỏ hơn nhiều so với dòng chảy hướng trục xuyên tâm. Để cải thiện khả năng đi qua nước, hãy tăng sản lượng và
Để nâng cao hiệu quả, tuabin gầu nước quy mô lớn đã được thay đổi từ trục ngang sang trục dọc và phát triển từ một vòi phun thành nhiều vòi phun.
3. Giới thiệu về cấu trúc của tuabin phản ứng
Phần chôn, bao gồm cả ống xoắn, vòng đệm, ống hút, v.v., đều được chôn trong nền bê tông. Nó là một phần của bộ phận dẫn nước và tràn của đơn vị.
xoắn ốc
Volute được chia thành volute bê tông và volute kim loại. Các đơn vị có cột nước trong vòng 40 mét chủ yếu sử dụng volute bê tông. Đối với các tua bin có cột nước lớn hơn 40 mét, volute kim loại thường được sử dụng do nhu cầu về độ bền. Volute kim loại có ưu điểm là độ bền cao, gia công thuận tiện, kết cấu dân dụng đơn giản và dễ dàng kết nối với đường ống dẫn nước của nhà máy điện.
Có hai loại xoắn ốc kim loại: xoắn ốc hàn và xoắn ốc đúc.
Đối với các tua bin tác động cỡ lớn và vừa có cột nước khoảng 40-200 mét, chủ yếu sử dụng các cuộn thép hàn tấm. Để thuận tiện cho việc hàn, cuộn thường được chia thành nhiều phần hình nón, mỗi phần là hình tròn và phần đuôi của cuộn là do phần trở nên nhỏ hơn và nó được thay đổi thành hình bầu dục để hàn với vòng đệm. Mỗi đoạn hình nón được cán thành hình bằng máy cán tấm.
Trong các tua bin Francis nhỏ, người ta thường sử dụng các ống xoắn bằng gang đúc nguyên khối. Đối với các tua bin có cột áp cao và công suất lớn, người ta thường sử dụng ống xoắn bằng thép đúc, ống xoắn và vòng đệm được đúc thành một khối.
Phần thấp nhất của ống xoắn được trang bị van xả để xả nước tích tụ trong quá trình bảo trì.
Vòng ghế
Vòng đệm là bộ phận cơ bản của tuabin tác động. Ngoài việc chịu áp lực nước, nó còn chịu trọng lượng của toàn bộ cụm và bê tông của cụm, do đó nó đòi hỏi đủ độ bền và độ cứng. Cơ chế cơ bản của vòng đệm bao gồm một vòng trên, một vòng dưới và một cánh dẫn hướng cố định. Cánh dẫn hướng cố định là vòng đệm đỡ, thanh chống truyền tải tải trọng dọc trục và bề mặt dòng chảy. Đồng thời, nó là bộ phận tham chiếu chính trong quá trình lắp ráp các thành phần chính của tuabin và là một trong những bộ phận được lắp đặt sớm nhất. Do đó, nó phải có đủ độ bền và độ cứng, đồng thời phải có hiệu suất thủy lực tốt.
Vòng đệm vừa là bộ phận chịu tải vừa là bộ phận cho dòng chảy qua, do đó bề mặt cho dòng chảy qua có hình dạng hợp lý để đảm bảo giảm thiểu tổn thất thủy lực.
Vòng đệm thường có ba dạng cấu trúc: dạng trụ đơn, dạng bán tích hợp và dạng tích hợp. Đối với tua bin Francis, vòng đệm cấu trúc tích hợp thường được sử dụng.
Ống gió và vòng đệm
Ống hút là một phần của đường dẫn dòng chảy của tuabin, có hai loại là hình nón thẳng và cong. Ống hút cong thường được sử dụng trong các tuabin cỡ lớn và vừa. Vòng móng là bộ phận cơ bản kết nối vòng đệm của tuabin Francis với phần đầu vào của ống hút và được nhúng trong bê tông. Vòng dưới của thanh dẫn quay bên trong nó.
Cấu trúc dẫn nước
Chức năng của cơ cấu dẫn nước của tuabin nước là tạo thành và thay đổi thể tích tuần hoàn của dòng nước đi vào ống dẫn. Bộ điều khiển cánh dẫn đa hướng quay có hiệu suất tốt được áp dụng để đảm bảo dòng nước đi vào đồng đều dọc theo chu vi với tổn thất năng lượng nhỏ ở các lưu lượng khác nhau. ống dẫn. Đảm bảo tuabin có đặc tính thủy lực tốt, điều chỉnh lưu lượng để thay đổi đầu ra của thiết bị, bịt kín dòng nước và dừng quay của thiết bị trong quá trình tắt máy bình thường và tai nạn. Cơ cấu dẫn nước cỡ lớn và vừa có thể được chia thành hình trụ, hình nón (tua bin kiểu bóng đèn và dòng chảy xiên) và hình bán kính (tua bin xuyên thấu hoàn toàn) theo vị trí trục của cánh dẫn. Cơ cấu dẫn nước chủ yếu bao gồm các cánh dẫn, cơ cấu vận hành cánh dẫn, các thành phần hình khuyên, ống lót trục, phớt và các thành phần khác.
Cấu trúc thiết bị cánh dẫn hướng.
Các thành phần hình khuyên của cơ cấu dẫn nước bao gồm vòng dưới, nắp trên, nắp đỡ, vòng điều khiển, giá đỡ ổ trục, giá đỡ ổ trục đẩy, v.v. Chúng có lực phức tạp và yêu cầu sản xuất cao.
Vòng dưới
Vòng dưới là một bộ phận hình khuyên phẳng được cố định vào vòng đệm, hầu hết là kết cấu hàn đúc. Do hạn chế về điều kiện vận chuyển trong các đơn vị lớn, nó có thể được chia thành hai nửa hoặc kết hợp nhiều cánh hoa hơn. Đối với các nhà máy điện có sự mài mòn trầm tích, một số biện pháp chống mài mòn được thực hiện trên bề mặt của dòng chảy. Hiện tại, các tấm chống mài mòn chủ yếu được lắp đặt trên các mặt cuối và hầu hết trong số chúng sử dụng thép không gỉ 0Cr13Ni5Mn. Nếu vòng dưới và các mặt đầu trên và dưới của cánh dẫn hướng được bịt kín bằng cao su, sẽ có rãnh đuôi hoặc rãnh đệm cao su loại tấm áp suất trên vòng dưới. Nhà máy của chúng tôi chủ yếu sử dụng tấm đệm bằng đồng thau. Lỗ trục cánh dẫn hướng trên vòng dưới phải đồng tâm với nắp trên. Nắp trên và vòng dưới thường được sử dụng để khoan cùng một đơn vị vừa và nhỏ. Các đơn vị lớn hiện được khoan trực tiếp bằng máy khoan CNC tại nhà máy của chúng tôi.
Vòng điều khiển
Vòng điều khiển là bộ phận hình khuyên truyền lực của rơle và làm quay cánh dẫn hướng thông qua cơ cấu truyền động.
Cánh hướng dẫn
Hiện nay, cánh dẫn hướng thường có hai hình dạng lá tiêu chuẩn, đối xứng và không đối xứng. Cánh dẫn hướng đối xứng thường được sử dụng trong các tua bin dòng chảy trục có tốc độ riêng cao với góc quấn xoắn ốc không hoàn chỉnh; cánh dẫn hướng không đối xứng thường được sử dụng trong các tua bin góc quấn đầy đủ và hoạt động với dòng chảy trục có tốc độ riêng thấp với độ mở lớn. và tua bin Francis có tốc độ riêng cao và trung bình. Cánh dẫn hướng (hình trụ) thường được đúc nguyên khối và các cấu trúc hàn đúc cũng được sử dụng trong các đơn vị lớn.
Cánh dẫn hướng là một bộ phận quan trọng của cơ cấu dẫn nước, đóng vai trò then chốt trong việc hình thành và thay đổi thể tích tuần hoàn nước đi vào ống dẫn. Cánh dẫn hướng được chia thành hai phần: thân cánh dẫn hướng và đường kính trục cánh dẫn hướng. Nhìn chung, toàn bộ vật đúc được sử dụng và các đơn vị quy mô lớn cũng sử dụng hàn đúc. Vật liệu thường là ZG30 và ZG20MnSi. Để đảm bảo cánh dẫn hướng có thể quay linh hoạt, các trục trên, giữa và dưới của cánh dẫn hướng phải đồng tâm, độ xoay hướng kính không được lớn hơn một nửa dung sai đường kính của trục trung tâm và sai số cho phép của mặt cuối cánh dẫn hướng không vuông góc với trục không được vượt quá 0,15/1000. Biên dạng bề mặt dòng chảy của cánh dẫn hướng ảnh hưởng trực tiếp đến thể tích tuần hoàn nước đi vào ống dẫn. Đầu và đuôi cánh dẫn hướng thường được làm bằng thép không gỉ để cải thiện khả năng chống xâm thực.
Ống lót cánh dẫn hướng và thiết bị đẩy cánh dẫn hướng
Ống lót cánh dẫn hướng là một bộ phận cố định đường kính của trục trung tâm trên cánh dẫn hướng, và cấu trúc của nó liên quan đến vật liệu, phớt và chiều cao của nắp trên. Nó chủ yếu ở dạng hình trụ tích hợp, và trong các đơn vị lớn, nó chủ yếu là phân đoạn, có ưu điểm là điều chỉnh khe hở rất tốt.
Thiết bị đẩy cánh dẫn hướng ngăn cánh dẫn hướng có lực đẩy hướng lên dưới tác động của áp suất nước. Khi cánh dẫn hướng vượt quá trọng lượng chết của cánh dẫn hướng, cánh dẫn hướng sẽ nâng lên, va chạm với nắp trên và tác động lực lên thanh truyền. Tấm đẩy thường là đồng nhôm.
Phớt cánh dẫn hướng
Cánh dẫn hướng có ba chức năng bịt kín, một là giảm tổn thất năng lượng, hai là giảm rò rỉ không khí trong quá trình điều chế pha và thứ ba là giảm hiện tượng rỗ khí. Phớt cánh dẫn hướng được chia thành phớt nâng và phớt cuối.
Có phớt ở giữa và dưới đường kính trục của cánh dẫn hướng. Khi đường kính trục được bịt kín, áp suất nước giữa vòng đệm và đường kính trục của cánh dẫn hướng được bịt kín chặt chẽ. Do đó, có lỗ thoát nước trong ống lót. Phớt đường kính trục dưới chủ yếu là để ngăn chặn sự xâm nhập của trầm tích và sự xuất hiện của sự mài mòn đường kính trục.
Có nhiều loại cơ cấu truyền động cánh dẫn hướng, có hai loại thường dùng. Một là loại đầu phuộc, có điều kiện ứng suất tốt, phù hợp với các đơn vị vừa và lớn. Một là loại tay cầm tai, chủ yếu có đặc điểm là cấu trúc đơn giản, phù hợp hơn với các đơn vị vừa và nhỏ.
Cơ cấu truyền động tay cầm tai chủ yếu bao gồm cánh tay dẫn hướng, tấm kết nối, nửa chìa khóa chia đôi, chốt cắt, ống lót trục, nắp đầu, tay cầm tai, chốt thanh truyền ống lót quay, v.v. Lực không tốt, nhưng cấu trúc đơn giản nên phù hợp hơn trong các đơn vị vừa và nhỏ.
Cơ cấu truyền động phuộc
Cơ cấu truyền động đầu phuộc chủ yếu bao gồm cánh dẫn hướng, tấm kết nối, đầu phuộc, chốt đầu phuộc, vít kết nối, đai ốc, chốt bán, chốt cắt, ống lót trục, nắp đầu và vòng bù, v.v.
Cánh tay dẫn hướng và cánh dẫn hướng được kết nối với một chìa khóa chia để truyền trực tiếp mô-men xoắn hoạt động. Một nắp đầu được lắp trên cánh tay dẫn hướng và cánh dẫn hướng được treo trên nắp đầu bằng một vít điều chỉnh. Do sử dụng chìa khóa chia đôi, cánh dẫn hướng di chuyển lên xuống khi điều chỉnh khoảng cách giữa mặt đầu trên và dưới của thân cánh dẫn hướng, trong khi vị trí của các bộ phận truyền động khác không bị ảnh hưởng. ảnh hưởng.
Trong cơ cấu truyền động đầu phuộc, cánh dẫn hướng và tấm kết nối được trang bị chốt cắt. Nếu cánh dẫn hướng bị kẹt do vật lạ, lực tác động của các bộ phận truyền động liên quan sẽ tăng mạnh. Khi ứng suất tăng lên 1,5 lần, chốt cắt sẽ bị cắt trước. Bảo vệ các bộ phận truyền động khác khỏi bị hư hỏng.
Ngoài ra, tại mối nối giữa tấm kết nối hoặc vòng điều khiển và đầu càng, để giữ cho vít kết nối nằm ngang, có thể lắp vòng bù để điều chỉnh. Ren ở cả hai đầu vít kết nối lần lượt là tay trái và tay phải, do đó có thể điều chỉnh chiều dài của thanh kết nối và độ mở của cánh dẫn hướng trong quá trình lắp đặt.
Phần quay
Bộ phận quay chủ yếu bao gồm một bánh xe, một trục chính, một ổ trục và một thiết bị làm kín. Bánh xe được lắp ráp và hàn bằng vương miện trên, vòng dưới và các cánh quạt. Hầu hết các trục chính của tuabin đều được đúc. Có nhiều loại ổ trục dẫn hướng. Theo điều kiện vận hành của nhà máy điện, có một số loại ổ trục như bôi trơn bằng nước, bôi trơn bằng dầu loãng và bôi trơn bằng dầu khô. Nhìn chung, nhà máy điện chủ yếu sử dụng loại xi lanh dầu loãng hoặc ổ trục khối.
Người chạy bộ Francis
Bộ phận Francis bao gồm một vương miện trên, các lưỡi dao và một vòng dưới. Vương miện trên thường được trang bị một vòng chống rò rỉ để giảm thất thoát rò rỉ nước và một thiết bị giảm áp suất để giảm lực đẩy nước dọc trục. Vòng dưới cũng được trang bị một thiết bị chống rò rỉ.
Lưỡi chạy trục
Lưỡi của thanh dẫn hướng trục (thành phần chính để chuyển đổi năng lượng) được cấu thành từ hai phần: thân và trục. Đúc riêng biệt và kết hợp với các bộ phận cơ khí như vít và chốt sau khi gia công. (Thông thường, đường kính của thanh dẫn lớn hơn 5 mét) Sản xuất nói chung là ZG30 và ZG20MnSi. Số lượng lưỡi của thanh dẫn nói chung là 4, 5, 6 và 8.
Thân hình người chạy
Thân ống dẫn được trang bị tất cả các cánh và cơ cấu vận hành, phần trên được kết nối với trục chính, phần dưới được kết nối với nón thoát nước, có hình dạng phức tạp. Thân ống dẫn thường được làm bằng ZG30 và ZG20MnSi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu để giảm tổn thất thể tích. Cấu trúc cụ thể của thân ống dẫn phụ thuộc vào vị trí sắp xếp của rơle và hình dạng của cơ cấu vận hành. Trong kết nối của nó với trục chính, vít ghép chỉ chịu lực dọc trục, và mô-men xoắn được chịu bởi các chốt hình trụ phân bố dọc theo hướng xuyên tâm của bề mặt khớp.
Cơ chế hoạt động
Liên kết thẳng với khung vận hành:
1. Khi góc lưỡi dao ở vị trí chính giữa, cánh tay nằm ngang và thanh truyền thẳng đứng.
2. Cánh tay quay và lưỡi dao sử dụng chốt hình trụ để truyền mô-men xoắn, vị trí hướng tâm được định vị bằng vòng chặn.
3. Thanh truyền được chia thành thanh truyền trong và thanh truyền ngoài, lực phân bố đều.
4. Có tay cầm tai trên khung vận hành, thuận tiện cho việc điều chỉnh trong quá trình lắp ráp. Mặt cuối khớp của tay cầm tai và khung vận hành được giới hạn bởi chốt giới hạn để tránh thanh kết nối bị kẹt khi tay cầm tai được cố định.
5. Khung vận hành sử dụng hình chữ “I”. Hầu hết được sử dụng trong các đơn vị vừa và nhỏ có 4 đến 6 lưỡi dao.
Cơ cấu liên kết thẳng không có khung vận hành: 1. Khung vận hành bị hủy bỏ, thanh truyền và cánh tay quay được dẫn động trực tiếp bởi piston rơle. trong các đơn vị lớn.
Cơ cấu liên kết xiên với khung vận hành: 1. Khi góc quay của lưỡi dao ở vị trí giữa, cánh tay quay và thanh truyền có góc nghiêng lớn. 2. Hành trình của rơle tăng lên và trong thanh dẫn có nhiều lưỡi dao hơn.
Phòng chạy bộ
Buồng dẫn là kết cấu hàn thép tấm toàn cầu, các bộ phận dễ bị xâm thực ở giữa được làm bằng thép không gỉ để cải thiện khả năng chống xâm thực. Buồng dẫn có độ cứng đủ để đáp ứng yêu cầu về khoảng hở đồng đều giữa các cánh dẫn và buồng dẫn khi thiết bị đang chạy. Nhà máy của chúng tôi đã hình thành phương pháp gia công hoàn chỉnh trong quá trình sản xuất: A. Gia công tiện đứng CNC. B, gia công theo phương pháp định hình. Phần hình nón thẳng của ống gió được lót bằng các tấm thép, định hình tại nhà máy và lắp ráp tại chỗ.
Thời gian đăng: 26-09-2022
