|
МГЭС с проточными турбинами |
|||||||
Проточная турбина Crossflow
Проточные турбины всегда индивидуально приспосабливаются к рабочим условиям на месте их эксплуатации: перепад (напор) - расход. ”Простота принципа” – этот девиз был использован при разработке проточной турбины, рассчитанной для ее надежной постоянной работы в течение нескольких десятилетий, и поэтому она может эксплуатироваться без специальных средств и инструментов, предназначенных для технического обслуживания. Даже неспециалисты могут ее установить и ввести в эксплуатацию. Рабочий диапазон турбины
Принцип проточной турбины Crossflow Проточная турбина – это радиальная,
напорноструйная турбина со средним
напором, с тангенциальной подачей воды на
лопатки рабочего колеса, с горизонтальным
валом. По своим специфическим оборотам она
относится к тихоходным турбинам. рис.1 Горизонтальный напуск рис.2 Вертикальный напускН а практике данное течение воды в рабочем колесе обеспечивает эффект самоочистки. Те частички грязи, которые при входе воды на рабочее колесо вдавливаются между лопатками, после половины оборота колеса вытягиваются центробежной силой и протекающей водой опять наружу из пространства рабочего колеса, а затем смываются в водобойный колодец.Если объем воды в водном потоке переменный, то проточная турбина устанавливается как двухкамерная. Стандартное разделение напускных камер находится в соотношении 1:2. Более узкая камера обрабатывает небольшой, а более широкая камера – средний расход воды. Совместно обе камеры обработают полный расход воды. Благодаря данному разделению используется объем воды в пределах полного расхода воды до 1/6 от оптимального КПД. Проточные турбины, таким образом, очень эффективно, т.е. с КПД более 80%, используют также сильно изменяющийся расход воды в реках. Уровень эффективности турбиныОбщий КПД проточных турбин для небольших
перепадов (напоров) и мощностей во всем
диапазоне расхода воды достигает 84%. Для
средних и больших турбин для более высоких
перепадов (напоров) достигается КПД 86%.
рис.3 График КПД проточной турбины, состоящий из 3-х кривых КПД при регулировании разделенным регулировочным клапаном в соотношении 1:2, по сравнению с КПД турбины Френсиса.Система направляющего аппарата В разделенной проточной турбине рабочая
вода направляется двумя сбалансированными
силовыми профильными регулирующими
заслонками. Они разделяют струю воды,
компенсируют ее и обеспечивают поступление
воды на рабочее колесо без удара –
независимо от ширины камер. Обе поворотные
регулирующие заслонки точно установлены в
корпусе турбины и при небольших перепадах
(напорах) могут служить в качестве
устройства закрытия турбины. Поэтому нет
необходимости использовать запорную
арматуру между напорным трубопроводом и
турбиной. Обе регулирующие заслонки
независимо друг от друга оснащены
удлиненными плечами, к которым подключено
автоматическое или ручное регулирование.
Корпус турбинаКорпус проточных турбин изготовлен из конструкционной стали, он очень массивен, устойчив к ударам и морозу. рис.4 Конструкция двухкамерной проточной турбиныРабочее колесо Самой важной частью турбины является
рабочее колесо. Оно оснащено лопатками,
изготовленными согласно проверенным
методам из чисто обработанной, тянутой,
профильной стали. Лопатки с обеих сторон
вставлены в концевые диски и сварены
согласно специальным методам с внутренними
дисками рабочего колеса. Подшипники Проточные турбины оснащены стандартными,
самоустанавливающимися, роликовыми
подшипниками, имеющими в водяной турбине
несомненные преимущества, такие как
небольшое сопротивление качению и простое
техническое обслуживание. Конструкция
корпуса подшипников предотвращает
просачивание воды в подшипники и контакт
смазочного материала с рабочей водой. Всасывающая труба и выпускной трубопровод В принципе проточная турбина является
турбиной со свободным уровнем воды. Но для
средних и низких перепадов (напоров) не
обойтись без всасывающей трубы. Она
предназначена для того, чтобы машинное
отделение было защищено от наводнения и
одновременно можно было воспользоваться
всей высотой перепада без потерь. У турбины
со свободным уровнем, с широкой областью
применения, водяной столб во всасывающей
трубе должен быть управляемым. Это
обеспечивает регулировочный аэрационный
вентиль, который оказывает влияние на
разряжение в корпусе турбины. Эксплуатационные свойстваУ проточных турбин нашей конструкции отсутствует кавитация, то есть отпадают необходимость расположения рабочего колеса под уровнем нижней воды, и связанные с этим расходы на строительство, и исчезают эксплуатационные недостатки. Для перепада до 90 м при производстве используется стандартная, конструкционная сталь. Для перепадов 90 – 120 м рабочее колесо поставляется уже из высокопрочной нержавеющей стали. Для перепадов свыше 120 м вся турбина изготовлена из нержавеющей стали, включая корпус и детали трубопровода. Экономические преимуществаРастущее уважительное отношение людей к окружающей природной среде усиливает потребность общества в использования природных сил без излишнего обременения окружающей природной среды, например, путем производства электроэнергии от возобновляемых источников энергии. Однако использование гидроэлектростанций ограничивается важным фактором: высокими инвестиционными затратами, связанными с проектированием и планированием, расчетом, конструкцией, а также оснащением строительства машинами и механизмами. Поэтому инженеры – консультанты и конструкторы турбин пытаются снизить общие расходы путем стандартизации водяных турбин. Этот путь подходит для больших турбин, но для небольших водяных турбин это приводит к проблемам при расчетах, относящихся к предлагаемому перепаду (напору) и диапазону изменения расхода воды в течение года. рис.5 Область примененияПроточные турбины нашей конструкции состоят из стандартизированных отдельных комплектующих элементов, которые в зависимости от требования – т.е. в зависимости от объема воды и высоты перепада каждого места – составляются в зависимости от пожелания заказчика, как полный комплекс оборудования. Такая модульная система позволяет реализовывать выгодное ценовое решение, при одновременном обеспечении всех функций, определенных в проекте. Проточные турбины отличаются многолетним
сроком службы, и не требуют технического
обслуживания. Во время эксплуатации они не
нуждаются в каких-либо дорогих и сложных
запчастях, их возможный ремонт в
большинстве случаев можно провести прямо
на месте установки. Фото: Проточная турбина Crossflow
|