Характеристика турбин

Основной характеристикой турбины является ее быстроходность, которая характеризуется коэффициентом быстроходности, или числом оборотов, даваемых геометрически подобной ей турбиной-моделью, кото­рая развивает мощность в 0,73 кВт при напоре I м.

Число оборотов турбины прямо пропорционально коэффициенту быст­роходности при данном напоре и мощности (это доказывается в теории гидравлических двигателей).

Желательно иметь более быстроходную турбину. Из формулы следует, что коэффициент быстроходности обратно пропорционален напору. Следовательно, каждая турбина хороша для своего напора. Имеются и другие ограни­чения. Например кавитация, т.е. возникновение местных гидравлических ударов на поверхности обтекания в связи с пульсацией скорости, отчего

происходит коррозия, усталость и разрушение металла.

Поэтому поворотно-лопастные используются при напорах менее 25-ЗО м , причем при коэф. 700-800 допустимы напоры 6-7 м. Зато радиально-лопастные при напорах от 25 до ЗООм. При напорах выше 300-350 м только ковшовые.

Основные типы турбин имеют следующие коэффициенты:

1. ковшовые – 4-24

2. радиально-осевые

а) тих. 50-150

б) нормальные 150-200

в)быстроходные250-450 3) Пропеллерные и поворотно-лопастные 300-1000

Эксплуатационные качества турбин

Их определяют во воем диапазоне напора и расхода ГЭС по величине КПД турбины. Для этого проводят испытание моделей всех типов турбин (их характеристики различны). Результаты наносят на график: где по оси абсцисс отложены

расходы (мощности)в % от макс., на оси ординат - КПД в %. При постоянном напоре получаем кривую, которая называется – расходная характеристика турбины

Наносят такие характеристики для разных турбин. И тогда хорошо видно, что во всем диапазоне изменения мощности КПД сохраняется лучше всего у ковшовых и ПЛ турбин. Все турбины на малых мощностях работают с малым КПД.

Для каждой турбины строят универсальные эксплуатационные характеристики, т.е. изменение КПД от изменения мощности и напора.

По оси абсцисс отложены значения напоров, по оси ординат - соответст. мощности. Линии разных открытий направляющего аппарата проводятся прямыми лучами, Линии равных значений КПД имеют петлеобразный вид.

Число водяных турбин на ГЭС определяется по сезонным колебаниям расходов воды в реке. Конфигурацией графика нагрузки, режимом работы и строительно-экономическими соображениями. При всех колебаниях расходов - покрытие графика нагрузки или его части должно производиться с максимальным КПД.

N

Актив.

пропеллер

поворотно-лопаст.

Френсиса

V

Приплотинные здания ГЭС возводятся при напорах от 30-40 до 200-300 м, Верхний предел напора определяется высотой плотины. Вся компоновка зависит от вида плотины и схемы водоводов к гидроагрегатам, которые могут быть проложены:

-в теле плотины

-на низовой ее грани

-на напорной грани

Главное отличие - здание ГЭС не входит в напорный фронт_, а располагается в стороне_, внутри или за плотиной.

При встроенном здании, т.е. внутри плотины - уменьшается расход бетона, но усложняется напряженное состояние теле плотины.

Компоновка ГЭС при деривационной схеме использования энергии:

Схема концентрации падения реки деривацией (подводящей): ВБ- верхний бьеф; НБ - нижний бьеф; Нб -напор брутто.

По местоположению и назначению разделяются на:

- уголовной узел

- деривационных водовод

- станционный узел

Головной служит для создания подпора в реке и направления потока в деривацию и очистки воды от сора и наносов.

Состоит:

• плотины

• водосбросных устройств

• водоприемник/водозабор/

• отстойник

• промывное и ледосбросные устройства

Деривационный водовод (и сооружения на его трассе) осуществляют подвод воды к станционному узлу.

Различают напорные: туннели, трубопроводы, или безнапорные: каналы, туннели, лотки. На трассе деривации устраивают: ливнеспуски, акведуки, дюкеры, боковые водосбросы, пороги для защиты от наносов, защитные устройства от камнепадов, селей и др. , а также бассейны сточного регулирования.

Станционный узел - это здание ГЭС с комплексом соединительных с водоводом сооружений и отводящих устройств:

I.

• напорный бассейн

• аварийный водосброс

• сорои льдозащит. устройства при безнапорной деривации.

II.

• уравнительный резервуар при напорной

III.

• собственно станция

• распределительное устройство

• отводящий канал/туннель/

Основные устройства мы рассмотрели ранее» а сейчас – особенности деривационных каналов.