Top 6 pagrindiniai hidroelektrinės komponentai

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie šiuos šešis hidroelektrinės komponentus, ty (1) pirmtakų ir įsiurbimo konstrukcijas, (2) galvos lenktynes ​​arba įleidimo vamzdžius, (3) viršįtampių rezervuarą, (4) turbinas ir generatorius, (5) „Power House“, ir (6) „Trail Race“ ir „juosta“.

1. Išankstinės ir įsiurbimo konstrukcijos:

Kaip rodo pavadinimas, pirmtakas yra padidintas vandens telkinys prieš įleidimą. Rezervuaras veikia kaip pirmtakas, kai gaudyklė paima vandenį tiesiogiai iš jo. Kai kanalas veda vandenį į turbinas, kanalo dalis prieš turbinas yra padidinta, kad sukurtų pirmtaką. Pirmtakas laikinai saugo vandenį tiekimui į turbinas. Negalima leisti, kad vanduo prasiskverbtų į rezervuarą ar kanalą. Įsiurbimo angose ​​yra įrengtas keltuvas, skirtas vandens patekimui kontroliuoti. Prieš vartai yra įrengti šiukšliadėžės, kurios neleidžia šiukšles, medžius ir pan. Grėbliai taip pat skirti šiukšlių lentynų valymui.

2. Galvos lenktynių arba įsiurbimo vamzdžiai:

Iš rezervuaro jie patenka į turbinas. Atviro kanalo arba slėgio vamzdžio („Penstock“) pasirinkimas priklauso nuo vietos sąlygų. Slėgio vamzdis gali būti užsikimšęs įleidimo kanalas užtvankos korpuse, arba jis gali būti ilgas plieno arba betono vamzdelis arba kartais tunelis, tęsiantis kelis kilometrus tarp rezervuaro ir galios.

Slėgio vamzdis neatitinka žemės kontūrų ir bet koks gradientas pateikiamas pagal vietos sąlygas. Vandens greitis maitinimo kanale taip pat yra didesnis nei atvirame kanale. Iki 60 metrų galvos greitis gali būti nuo 2, 5 iki 3 0 m / s.

Didesnėms galvoms greitis gali būti dar didesnis. Kartais patogus arba ekonomiškas yra atviro kanalo priėmimas iš dalies arba visiškai kaip pagrindinis kanalas. Galvos lenktyninis kanalas gali sukelti vandenį į turbinas ar antstatus ir paprastai naudojamas mažos galios įrenginiuose, kur galvos nuostoliai yra gana svarbūs. Atviro kanalo privalumas yra tas, kad jis gali būti naudojamas drėkinimo ar navigacijos tikslais.

3. Įtampos rezervuaras:

Įtampos rezervuaras yra laikymo rezervuaras, įrengtas tam tikroje angoje, pagamintoje iš ilgos vamzdyno linijos arba užpildo, kad gautų atmestą srautą, kai vamzdyno linija staiga uždaryta vožtuvu, sumontuotu jo stačiame gale, žr. 20.5 pav. Todėl viršįtampio rezervuaras atleidžia vamzdžio liniją dėl pernelyg didelio slėgio, susidariusio dėl jo uždarymo, taip pašalinant teigiamą vandens plaktuko poveikį.

Tai atliekama įleidžiant į viršutinę talpyklą didelę vandens masę, kuri kitu atveju būtų išplaukusi iš vamzdyno, tačiau grįžta į rezervuarą dėl vamzdžio galo uždarymo. Jis taip pat padeda netikėtai tiekti papildomą srautą, kai to reikalauja bet kokio momento hidrauliniai varikliai. Perteklinis bakas dažniausiai naudojamas vandens jėgainėje arba didelėje siurblinėje, kad būtų galima kontroliuoti slėgio svyravimus, atsirandančius dėl sparčių srauto pokyčių.

Vandens jėgainės atveju, kai staigiai sumažėja turbinos apkrova, valdytojui būtina uždaryti turbinų vartus, kad būtų galima reguliuoti vandens srautą, kad būtų išlaikytas pastovus turbinos greitis. Tačiau vanduo jau eina į turbiną.

Uždarius turbinų vartus, judantis vanduo turi grįžti atgal. Tada viršįtampio bakas veiktų kaip talpykla atmestam vandeniui laikyti ir taip išvengtų vandens plaktuko. Kita vertus, kai turbinoje atsiranda skubus poreikis, daugiau galios, kurią valdiklis vėl atveria, proporcingai padidėjusiai apkrovai., todėl būtina tiekti daugiau vandens.

Ilgam vamzdžiui reikia daug laiko, kol visa vandens masė gali būti pagreitinta. Pripūtimo rezervuaras, kuris paprastai yra šalia turbinos, patenkins staiga padidėjusį vandens poreikį, kol toks greitis viršutinėje linijos dalyje įgyja naują vertę.

Panašiai kaip ir didelės siurblinės, kurioje yra ilgas tiekimo vamzdis, atveju, gali būti naudojamas ir viršįtampis, skirtas reguliuoti slėgio svyravimus tiekimo pusėje, o tai atsiranda dėl staigaus išjungimo arba siurblio paleidimo. Įjungus siurblį, didžioji dalis pradinio srauto iš siurblio patenka į viršįtampio rezervuarą, tokiu būdu sumažinant vandens plaktuko efektą. Kita vertus, staigiai išjungus siurblį, viršįtampio rezervuaras suteikia papildomą erdvę, kad galėtų priimti vandenį, kuris sugrįžtų, taip sumažinant vandens plaktuko slėgį.

Surge Tank funkcijos:

Taigi viršįtampio bakas atlieka šiuos tikslus:

i. Slėgio svyravimų, atsirandančių dėl sparčių vamzdžių srauto pokyčių, valdymas, taip pašalinant vandens smūgio poveikį.

ii. Energijos srauto ir siurblinių reguliavimas, suteikiant reikiamą pagreitintą arba sulėtinantį galvą.

Surge Tank vieta:

Teoriškai viršįtampio bakas turi būti kuo arčiau galios ar siurblinės. Ideali vieta elektrinės atveju yra turbinos įleidimo anga, tačiau retai įmanoma vidutinio ir didelio galingumo įrenginių atveju, nes jis turės būti labai aukštas. Norint sumažinti jo aukštį, jis paprastai būna slėginio tunelio ir tušinuko (žr. 20.5 pav.) Arba kalnų pusėje.

4. Turbinos ir generatoriai:

Turbina hidraulinę energiją paverčia mechanine energija. Turbinos sukurta mechaninė energija naudojama elektriniam generatoriui valdyti. Jis yra tiesiogiai sujungtas su turbinos velenu. Generatorius sukuria elektros energiją. Turbiną sudaro ratas, vadinamas bėgikas. Bėgiklyje yra specialiai suprojektuoti peiliai ar kibirai. Vanduo, turintis didelę hidraulinę energiją, nukrenta į ašmenis ir bėgikas sukasi.

Vandens turbinos gali būti klasifikuojamos dviem tipais:

i. Impulsų arba greičio turbinos ir. \ T

ii. Reakcijos arba slėgio turbinos.

Impulso turbina:

Impulsų turbinoje visa turima potencinė energija arba galvas paverčiama kinetine energija arba greičio galvute, pravažiavus vandenį per kontraktinį antgalį arba kreipiamosiomis mentėmis, kol ji atsitrenkia į kibirus. Ratas laisvai sukasi ore, o vanduo vienu metu liečiasi tik su rato dalimi. Viso vandens slėgis yra atmosferinis.

Siekiant išvengti purslų ir nukreipti iš kibirų išleidžiamo vandens į uodegos lenktynes, įrengtas korpusas. Impulsinė turbina iš esmės yra mažo greičio ratas ir yra naudojama santykinai didelėms galvutėms. „Pelton“ ratas, „Turgo“ impulsų ratas ir „Girard“ turbina yra tam tikros impulsų turbinos rūšys. „Pelton“ rato vanduo streikuoja tangentiškai.

Reakcijos turbina:

Reakcijos turbinoje tik dalis turimos galios energijos paverčiama greičio galvute, prie įėjimo į bėgiko. Balanso dalis lieka kaip slėgio galvutė. Slėgis turbinos įleidimo angoje yra daug didesnis nei slėgis išleidimo angoje.

Per vandenį pro turbiną jis kinta. Dažniausiai jėgą sukuria slėgio, veikiančio bėgių ašmenų priekyje ir gale, skirtumas. Tik nedidelė galios dalis gaunama iš dinaminio greičio veikimo. Kadangi vanduo yra spaudžiamas, visas srautas iš galvos rasės į uodegą vyksta uždaroje sistemoje.

Pranciškaus ir Kaplano turbinos yra du svarbūs reakcijos turbinų tipai. Pranciškaus turbinoje yra vidinis radialinis vandens srautas. Šiuolaikinėje Francio turbinoje srautas įstrižai į vidų, bet palieka lygiagrečiai į veleno centrą. Tai vadinama mišriu srautu.

Girard, propeller ir Kaplan turbinose srautas yra ašinis arba lygiagrečiai turbinos veleno ašiai. Tinkamo tipo turbinos parinkimas visų pirma priklauso nuo galimo galvos ir reikalingų atliekų kiekio.

Turbinos gali būti klasifikuojamos taip, atsižvelgiant į elektrinės tipą:

Žemos galvos turbina (mažesnė nei 30 m);

Vidutinės galvos turbina (nuo 30 iki 160 m);

Aukštos galvos turbina (iki ir virš 1000 m);

Žemos galvos turbinos yra sraigto turbina ir Kaplano turbina. Šios turbinos naudoja didelį vandens kiekį. Vidutinės galvos turbinos yra šiuolaikinės Francis turbinos. Impulso turbinos yra aukštos galvos turbinos. Šios turbinos reikalauja palyginti mažesnio vandens kiekio.

5. „Power House“:

Jėgainės tikslas - remti ir įrengti hidraulinę ir elektros įrangą.

Galios namai lengvai skirstomi į dvi dalis:

i. Apatinė konstrukcija, skirta įrangai palaikyti ir būtiniems vandens keliams užtikrinti.

ii. Antstatas arba pastatas, skirtas pastatyti ir apsaugoti įrangą.

Pagrindas:

Pagrindas gali būti neatskiriama užtvankos ir įsiurbimo struktūros dalis. Kitais atvejais pamatas gali būti nutolęs nuo užtvankos, užtvankos įsiurbimo ir galios namai yra visiškai atskiros konstrukcijos. Pagrindas yra pastatytas tik iš betono ir prireikus naudojamas plieno pagalba.

Super struktūra:

Kuriantį kambarį, pagrindinę galios namo dalį, yra pagrindiniai įrenginiai ir jų priedai, o paprastai yra galios arba rankiniu būdu valdomas kranas, apimantis galios namo plotį. Perjungimo plokštė ir darbo stendas paprastai yra šalia stoties viduryje, arba grindų lygyje, arba geresniam matomumui, antrame aukšte arba aukštyje virš pagrindinio aukšto.

Paprastai papildomas įėjimas ar maitinimo namų sekcija bus reikalingas prieš pagrindinius jungiklius, autobusų jungtis ir išeinančias linijas. Jei transformatoriai yra stoties viduje, jie taip pat bus pagalbiniame lizde, paprastai grindų lygyje ir išjungiami pagrindinės grindys plieninėmis durimis arba langinėmis.

Keliamieji kranai yra svarbi variklių įrangos dalis. Nustatant krano bėgio aukštį virš grindų, būtina, kad būtų įrengtas pakankamas aukštis, kad būtų galima pakelti ir vežti bet kurią iš skirtingų mašinų dalių.

6. Liekamosios lenktynės ir traukos vamzdis

Kanalas, į kurį išleidžiamas turbinos impulsinio rato atveju, ir sraigtinis vamzdis reakcijos turbinos atveju vadinamas uodegos lenktynėmis. Įsiurbimo vamzdis arba vamzdžio vamzdis yra ne tik hermetiškas vamzdis, pritvirtintas prie visų reakcijos turbinų išleidimo pusėje. Jis tęsiasi nuo turbinos bėgio išleidimo galo iki maždaug 0, 5 m žemiau uodegos vandens lygio paviršiaus. Paprastai tiesiai traukiamam vamzdeliui 4–6 laipsnių blykstė palaipsniui mažina vandens greitį.

Vandens įsiurbimas šiame vamzdyje turi tą patį poveikį, kaip ir lygiavertė galvutė, kad turbina pasiektų tokią pačią galią, kokia būtų, jei ji būtų patalpinta prie uodegos vandens paviršiaus. Impulsinio rato uodegos lenktynės paprastai yra maždaug stačiakampio perėjimo, einančios iš taško po ratu iki taško, esančio už galios namų pamatų, kur jis patenka į išėjimo kanalą arba upę. Dėl nedidelio impulsinio rato išleidimo, taip pat dėl ​​didesnio leistino greičio uodegos lenktynių eiga yra daug mažesnė nei reakcijos turbinos.

Reakcijos turbinos atveju uodegos lenktynių kanalo plotis pagal galios namą priklauso nuo vieneto tarpų ir tarpinių ir sienų storio tarp padalinių. Uodegos lenktynių kanalo gylis priklauso nuo greičio, kuris paprastai laikomas maždaug 1 metru per sekundę. Kai jėgos namai yra netoli upės, uodegos rasė gali būti pati upė. Kitais atvejais gali būti numatytas tam tikro ilgio uodegos kanalas, jungiantis turbinos duobę su upe.