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水轮机分类

2021-02-07 13:25:32      来源:J9九游会AG      点击:0

水轮机(ji)分类

水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转,工作过程中水流的压力不变,主要是动能的转换;反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转,工作过程中水流的压力能和动能均有改变,但主要是压力能的转换。

水(shui)轮机(ji)(ji)按其装载(zai)方(fang)式(shi)可分(fen)为立(li)轴(zhou)(zhou)(zhou)、卧(wo)轴(zhou)(zhou)(zhou)和(he)斜(xie)(xie)轴(zhou)(zhou)(zhou)三大类。主轴(zhou)(zhou)(zhou)竖(shu)着装程立(li)轴(zhou)(zhou)(zhou)装载(zai),卧(wo)则卧(wo),斜(xie)(xie)即(ji)斜(xie)(xie)。其中(zhong)(zhong)立(li)轴(zhou)(zhou)(zhou)和(he)卧(wo)轴(zhou)(zhou)(zhou)较(jiao)为常用。立(li)轴(zhou)(zhou)(zhou)装置有混流(liu)(liu)式(shi)、轴(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)式(shi)、斜(xie)(xie)流(liu)(liu)式(shi)等(deng)。其安装、拆卸方(fang)便。但(dan)(dan)其负荷(he)比较(jiao)集中(zhong)(zhong),水(shui)下部(bu)分(fen)深度增加(jia),因而土建投(tou)资较(jiao)大;卧(wo)轴(zhou)(zhou)(zhou)装置有贯流(liu)(liu)式(shi)、水(shui)斗式(shi)等(deng)机(ji)(ji)组(zu)。卧(wo)式(shi)机(ji)(ji)组(zu)因机(ji)(ji)组(zu)支撑面积较(jiao)大故不(bu)致产生较(jiao)大的集中(zhong)(zhong)负荷(he),厂房较(jiao)低。但(dan)(dan)其轴(zhou)(zhou)(zhou)和(he)轴(zhou)(zhou)(zhou)受力情况不(bu)好。


01   01
冲击式水轮机
冲击式水轮机按水流的流向可分为切击式(又称水斗式)和斜击式两类。斜击式水轮机的结构与水斗式水轮机基本相同,只是射流方向有一个倾角,只用于小型机组。

理论(lun)分析(xi)证(zheng)明,当水(shui)斗节圆处(chu)的圆周速度(du)约为射流速度(du)的一半时(shi),效率最高。这种水(shui)轮机在负(fu)荷(he)发生变化时(shi),转(zhuan)轮的进水(shui)速度(du)方向不变,加(jia)之(zhi)这类水(shui)轮机都用于高水(shui)头电站,水(shui)头变化相(xiang)对较(jiao)(jiao)小,速度(du)变化不大(da),因而效率受负(fu)荷(he)变化的影响较(jiao)(jiao)小,效率曲线(xian)比较(jiao)(jiao)平缓,最高效率超过91%


02   01
反击式水轮机
反击式水轮机可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。在混流式水轮机中,水流径向进入导水机构,轴向流出转轮;在轴流式水轮机中,水流径向进入导叶,轴向进入和流出转轮;在斜流式水轮机中,水流径向进入导叶而以倾斜于主轴某一角度的方向流进转轮,或以倾斜于主轴的方向流进导叶和转轮;在贯流式水轮机中,水流沿轴向流进导叶和转轮。轴流式、贯流式和斜流式水轮机按其结构还可分为定桨式和转桨式。定桨式的转轮叶片是固定的;转桨式的转轮叶片可以在运行中绕叶片轴转动,以适应水头和负荷的变化。

常见机型介绍
1
轴流式水轮机(ZZ/ZD)
适用于较低水头的电站。在相同水头下,其比转数较混流式水轮机高。

轴(zhou)流定(ding)(ding)桨(jiang)式水轮(lun)机(ji)的(de)叶(ye)片(pian)固定(ding)(ding)在转(zhuan)轮(lun)体上。一般安装高(gao)度在3-50m。,叶(ye)片(pian)安放角不能在运行中改变,结构简(jian)单(dan),效率较低(di),适(shi)用于(yu)负荷变化(hua)小或可以(yi)用调(diao)整机(ji)组运行台数(shu)来适(shi)应负荷变化(hua)的(de)电站。

 

2
贯流式水轮机(GZ/GD)
贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动,加上采用直锥形尾水管,排流不必在尾水管中转弯,所以效率高,过流能力大,比转数高,特别适用于水头为3~20米的低水头小型河床电站。

这种水(shui)轮机装在(zai)潮汐电站内还可以实现(xian)双向发电。这种水(shui)轮机有多种结构,使用最多的是(shi)灯泡式(shi)水(shui)轮机。

灯泡式机组的发电机装在水密的灯泡体内(nei)。其转(zhuan)轮既可(ke)以(yi)设计成定桨(jiang)式,也可(ke)以(yi)设计成转(zhuan)桨(jiang)式。其中又可(ke)以(yi)细分为贯流式和半贯流式。

 

3
混流式水轮机(HL)
混流式水轮机与轴流转桨式相比,其结构较简单,运行稳定,最高效率也比轴流式的高,但在水头和负荷变化大时,平均效率比轴流转桨式的低,这类水轮机的最高效率有的已超过95%。混流式水轮机适用的水头范围很宽,为5~700米,但采用最多的是40~300米。

混流式的转(zhuan)轮一(yi)般用(yong)低(di)碳(tan)钢或低(di)合金钢铸件,或者(zhe)采用(yong)铸焊结构。为提(ti)高抗汽(qi)蚀和抗泥沙磨(mo)损性能(neng),可(ke)(ke)在(zai)易(yi)气蚀部位堆(dui)焊不(bu)锈钢,或采用(yong)不(bu)锈钢叶片(pian),有时也可(ke)(ke)整个转(zhuan)轮采用(yong)不(bu)锈钢。采用(yong)铸焊结构能(neng)降低(di)成本,并使流道(dao)尺寸更精确,流道(dao)表面(mian)更光滑(hua),有利于提(ti)高水轮机(ji)的效(xiao)率,还可(ke)(ke)以分(fen)别用(yong)不(bu)同材料制造叶片(pian)、上冠和下环。

 

4
斜流式水轮机(XL)
斜流式水轮机叶片倾斜的装在转轮体上,随着水头和负荷的变化,转轮体内的油压接力器操作叶片绕其轴线相应转动。它的最高效率稍低于混流式水轮机,但平均效率大大高于混流式水轮机;与轴流转桨水轮机相比,抗气蚀性能较好,飞逸转速较低,适用于40~120米水头。

由于斜流式(shi)水(shui)(shui)(shui)轮机结构复杂、造价高,一(yi)般只在不宜(yi)使用混流式(shi)或轴(zhou)流式(shi)水(shui)(shui)(shui)轮机,或不够(gou)理想(xiang)时(shi)才(cai)采用。这种水(shui)(shui)(shui)轮机还可(ke)(ke)用作可(ke)(ke)逆(ni)式(shi)水(shui)(shui)(shui)泵水(shui)(shui)(shui)轮机。当(dang)它在水(shui)(shui)(shui)泵工况启(qi)动(dong)(dong)时(shi),转轮叶片可(ke)(ke)关闭成近于封闭的圆(yuan)锥因而能减小电(dian)动(dong)(dong)机的启(qi)动(dong)(dong)负荷。

 

蓝色(se)向(xiang)右箭头分割线


水轮机发电原理

水(shui)轮(lun)(lun)发(fa)(fa)电(dian)(dian)机通常(chang)会利(li)用(yong)不同形式的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)轮(lun)(lun)机与不同形式的(de)(de)(de)(de)(de)发(fa)(fa)电(dian)(dian)机组(zu)成(cheng)水(shui)轮(lun)(lun)发(fa)(fa)电(dian)(dian)机组(zu),而水(shui)轮(lun)(lun)发(fa)(fa)电(dian)(dian)机的(de)(de)(de)(de)(de)发(fa)(fa)电(dian)(dian)原理(li)是透过水(shui)轮(lun)(lun)机内(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)动轮(lun)(lun)连结(jie)轴承到(dao)发(fa)(fa)电(dian)(dian)机的(de)(de)(de)(de)(de)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)上(shang)(shang),再(zai)利(li)用(yong)水(shui)自高处向低(di)处水(shui)轮(lun)(lun)机冲下的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)能转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换成(cheng)动能来带(dai)动动轮(lun)(lun)与发(fa)(fa)电(dian)(dian)机轴承上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)旋转(zhuan)(zhuan)(zhuan),转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)线(xian)(xian)(xian)圈在磁铁(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)两极间转(zhuan)(zhuan)(zhuan)动。当线(xian)(xian)(xian)圈转(zhuan)(zhuan)(zhuan)动时,转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)线(xian)(xian)(xian)圈与定子(zi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁铁(tie)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)磁场(chang)改(gai)变,以切线(xian)(xian)(xian)互相做功,因此产(chan)生(sheng)(sheng)感应电(dian)(dian)流,是运用(yong)“电(dian)(dian)磁感应”原理(li)将动力所作的(de)(de)(de)(de)(de)功利(li)用(yong)切线(xian)(xian)(xian)方(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)磁场(chang)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换成(cheng)电(dian)(dian)能的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)力生(sheng)(sheng)产(chan)装置(zhi)。


主要工作参数

1.水头H(米(mi))

  连续(xu)水(shui)流(liu)两断面间单位能(neng)量的(de)(de)差值称(cheng)为水(shui)头。水(shui)头是水(shui)轮(lun)(lun)机的(de)(de)一(yi)个重要参(can)数(shu),它的(de)(de)大小(xiao)直接影(ying)响着水(shui)轮(lun)(lun)机出力的(de)(de)大小(xiao)和水(shui)轮(lun)(lun)机型式的(de)(de)选择。

2.流量

  单位(wei)时间内流经水轮机的水量(体积)称为(wei)水轮机的流量,用(yong)Q表(biao)示(shi)。通常用(yong)米³/秒为(wei)单位(wei)。

3.出力

  单位(wei)时(shi)间内流经水(shui)轮机(ji)的(de)水(shui)流所具有的(de)能量,称(cheng)为通(tong)过水(shui)轮机(ji)的(de)“水(shui)流的(de)出力(li)”,用Np^0表示。Np^0=9.81QH(千瓦(wa))。

4.效(xiao)率(lv)

  水轮(lun)机(ji)的(de)(de)出力(li)(li)N通过水轮(lun)机(ji)水流的(de)(de)出力(li)(li)Np^0之比,称为(wei)水轮(lun)机(ji)的(de)(de)效(xiao)率,用(yong)η表(biao)示。显然(ran)效(xiao)率是表(biao)面(mian)水轮(lun)机(ji)对(dui)水流能(neng)量(liang)的(de)(de)有效(xiao)利(li)用(yong)程(cheng)度,是一个无量(liang)纲的(de)(de)物理量(liang),用(yong)百(bai)分数(%)表(biao)示。

5.转速

  水轮(lun)机主轴在单(dan)位时间(jian)内的旋转(zhuan)次(ci)数(shu),称(cheng)为水轮(lun)机的转(zhuan)速,用(yong)n表示,通常采(cai)用(yong)“转(zhuan)/分”作(zuo)单(dan)位。