Факторы, влияющие на выбор гидравлической турбины

Гидравлические турбины или водяные турбины — это важные гидравлические машины гидроэлектростанций, которые преобразуют гидравлическую энергию в механическую. Существуют различные типы турбин, такие как турбина Пельтона, турбина Каплана, турбина Френсиса, турбина с колбой и т.д. Различные факторы, влияющие на выбор турбины, кратко описаны в этой статье.

Факторы, влияющие на выбор гидравлических турбин

Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор гидравлических турбин:

  • Напор
  • Удельная скорость
  • Скорость вращения
  • Эффективность турбины
  • Кавитация
  • Дислокация вала турбины
  • Работа с частичной нагрузкой
  • 1. Напор

    Выбор гидротурбины должен основываться на напоре, для разных диапазонов напора подходят разные турбины. Напор подразделяется на пять типов, и подходящие для них турбины приведены в таблице ниже.

    Напор
    Диапазон напора в метрах
    Подходящая турбина
    Примечания
    Очень низкий напор
    3 — 10
    Колбовая турбина
    Турбины Каплана также подходят, но неэкономичны при очень низком напоре
    Низкий напор
    10 — 60
    Турбина Каплана
    Пропеллерные турбины также подходят при напоре до 15 м, но при этом не должно быть колебаний нагрузки.
    Средний напор
    60 — 150
    Турбина Френсиса

    Высокий напор
    150 — 350
    Турбина Пелтона или Френсиса
    Выбор одного из них зависит от удельной скорости.
    Очень высокий напор
    >350
    Турбина Пелтона
    Турбина Пельтона Турбина Пелтона

    2. Удельная скорость

    Удельная скорость высока для турбин, которые работают при высоком напоре и низком расходе. Аналогично, удельная скорость низкая для турбины, которая работает при низком напоре и высоком расходе. Если удельная скорость выбранной турбины не соответствует требуемому диапазону, то скорость вращения турбины уменьшается, тем самым снижается мощность установки. Однако турбины со средней скоростью вращения, такие как турбины Френсиса, могут генерировать высокую скорость вращения.

    Тип турбины
    Диапазон удельной скорости
    10 — 70
    80 — 400
    Турбина Каплана
    300 — 1000
    1000 — 1200
    Трубчатая турбина Трубчатая турбина или колбовая турбина

    3. Скорость вращения

    Скорость вращения турбины зависит от удельной скорости турбины, частоты и количества пар полюсов в электрогенераторе. Таким образом, удельная скорость выбранной турбины должна обеспечивать такую же скорость вращения генератора.

    4. Эффективность турбины

    КПД выбранной турбины должен быть как можно выше, и он учитывается для различных условий работы турбин. Различные турбины в порядке убывания их общей эффективности выглядят следующим образом:

    Эффективность турбин = Турбина Френсиса > Турбина Каплана
    > турбина Пелтона

    Турбина Френсиса Турбина Фрэнсиса

    5. Кавитация

    Кавитация возникает в основном в турбинах реактивного типа. Поэтому при выборе турбины необходимо определить коэффициент кавитации для данной турбины, чтобы проверить, находится ли она в безопасной зоне или нет. Коэффициент кавитации зависит от удельной скорости турбины. Он важен, особенно в случае турбин типа Каплана, пропеллерных и колбовых турбин.

    Турбина Каплана Турбина Каплана

    6. Расположение вала турбины

    Исходя из предыдущего опыта, рекомендуется, что горизонтальное расположение вала лучше всего подходит для импульсных турбин большого размера, таких как турбина Пелтона и др. Аналогично в случае реактивных турбин большого размера, таких как турбина Каплана, турбина Дериаза и т.д., рекомендуется вертикальное расположение вала.

    7. Работа при частичной нагрузке

    В целом, эффективность турбины максимальна, когда она работает с расчетной нагрузкой. Когда возникает неполная нагрузка или перегрузка, КПД снижается, что является неэкономичным. В этом случае рекомендуется использовать турбину Дериса или турбину Каплана.

    Турбина Дериаза Турбина Дерайза

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой