Dziś jest piątek, 18 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
20 styczeń 2006.

Maszyny i urządzenia hydrauliczne w energetyce cz.2

TURBINY HYDRAULICZNE W ELEKTROWNIACH WODNYCH

 W elektrowniach wodnych w zależności od spadu, natężenia przepływu (przełyku) oraz sposobu pracy stosowane są turbiny hydrauliczne (wodne):
- akcyjne - Peltona, o przepływie poprzecznym (Banki-Michella),
- reakcyjne - Francisa, Deriaza, Kaplana, śmigłowe
w układzie pionowym i poziomym, instalowane w komorze otwartej, spirali stalowej lub betonowej oraz w rurociągu (turbiny rurowe, gruszkowe, itp.).
Turbina napędza generator synchroniczny bądź asynchroniczny bezpośrednio  lub poprzez przekładnię mechaniczną zębatą bądź pasową. Moc turbiny jest regulowana przez zmianę przełyku za pomocą:
- iglicy w dyszy (turbina Peltona),
- kierownicy łopatkowej (turbina Francisa, śmigłowa, o przepływie poprzecznym),
- kierownicy i nastawialnych łopatek wirnika (turbina Deriaza, Kaplana),
- nastawialnych łopatek wirnika (semi-Kaplan),
- przysłony obrotowej (turbina o przepływie poprzecznym).

Znamionowe sprawności turbin wodnych zależą od ich wielkości. Na rysunku 3.7 przedstawiono względne sprawności (odniesione do sprawności maksymalnej) w funkcji względnego przełyku. Turbina śmigłowa ma stromą charakterystykę, turbina Kaplana oraz o przepływie poprzecznym z regulacją przełyku za pomocą przysłony obrotowej - płaskie. Turbiny te mogą być eksploatowane w szerokim zakresie przełyków z względnie wysokimi sprawnościami.

Charakterystyki eksploatacyjne turbin hydraulicznych.

Charakterystyki eksploatacyjne turbin wodnych są każdorazowo dobierane do rodzaju i sposobu eksploatacji elektrowni wodnej. W elektrowniach wodnych przepływowych pracujących na stałym spadzie H i stałej prędkości obrotowej n stosuje się zależności opisujące przełyk Q, moc N, moment obrotowy M, sprawność w funkcji stopnia otwarcia przysłony (kierownicy) ax lub moc N, moment obrotowy M, sprawność w funkcji przełyku Q.

Regulacja turbin wodnych

Obiektem regulacji jest hydrozespół składający się z turbiny hydraulicznej (wodnej) i generatora bądź turbiny hydraulicznej, przekładni i generatora. W procesie eksploatacji można wyróżnić następujące stany pracy:
- stan gotowości ruchowej,
- rozruch i obciążenie mocą,
- praca ze stałą zadaną mocą,
- zatrzymanie i odstawienie (planowe, awaryjne).
Dla realizacji powyższych zadań hydrozespół jest wyposażony w szereg układów regulacji. Jeżeli turbina napędza generator synchroniczny to, podstawowym zadaniem regulacji hydraulicznej jest utrzymanie stałej prędkości obrotowej mimo zmiennego obciążenia. Zadanie to jest realizowane przez regulację przełyku.

REKUPERACJA ENERGII HYDRAULICZNEJ.

W układach pompowych, w których dławiony jest przepływ cieczy w zaworach bądź kryzach występuje strata energii proporcjonalna do wielkości spadku ciśnienie, natężenia przepływu cieczy i czasu pracy. Potencjalnymi źródłami energii są również zrzuty cieczy na ciekach naturalnych i sztucznych. Wielkość energii niewykorzystanej jest proporcjonalna do spadu, natężenia przepływu i czasu pracy. Energie te mogą być częściowo wykorzystane zastępując zawory dławiące rekuperacyjnymi turbinami hydraulicznymi bądź pompami w ruchu turbinowym [11, do 13].
Praca turbinowa pompy stanowi odwrócenie pracy pompowej. Pompa wirowa pracując w ruchu turbinowym posiada przeciwny kierunek przepływu cieczy przez układ przepływowy oraz przeciwny kierunek obrotów wirnika.

Charakterystyki pomp wirowych w ruchu turbinowym

W ruchu turbinowym mogą być wykorzystywane wszystkie rodzaje pomp wirowych jednostopniowych i wielostopniowych. Charakterystyki pompy wirowej odśrodkowej wielostopniowej w obu reżimach ruchu: pompowym i turbinowym przedstawiono na rysunku 4.1.

KAWITACJA

W urządzeniach hydraulicznych gdzie występuje względny ruch cieczy może wystąpić kawitacja. Zjawisko to polega na powstawaniu pęcherzy pary w obszarze obniżonego ciśnienia (zbliżonego bądź mniejszego od ciśnienia parowania cieczy w określonej temperaturze) i ich gwałtownym zanikiem oraz ponownym rozwojem w obszarze wyższych ciśnień. Powstawanie i zanikanie pęcherzy odbywa się z dużymi częstotliwościami i przy znacznych wzrostach ciśnienia w okolicach pęcherzy.
Jeżeli kawitacja występuje na ściankach kanałów przepływowych powierzchnie tych kanałów ulegają szybkiej erozji zwanej erozją kawitacyjną (rys. 5.1)..

UWAGI KOŃCOWE

W energetyce cieplnej stosowane są różnego rodzaju pompy. Część z nich to pompy ogólnego stosowania, a tylko niektóre to pompy w wykonaniach specjalnych - dla energetyki (pompy zasilające, kondensatu, itp.). Jednym z aspektów tych wykonań specjalnych jest przystosowanie do pracy z gorącą wodą.
Sposób regulacji wydajności każdorazowo należy dobrać odpowiednio do zakresu wymaganej regulacji i kształtu charakterystyk pompy i układu pompowego. Zakres regulacji (punkt pracy) zmienia się podczas eksploatacji ze uwagi na zmianę charakterystyk pompy bądź układu pompowego (zmiana temperatury cieczy, zużycie elementów pomp, itp.).
Energię hydrauliczną traconą "na dławieniu" lub zrzutach można częściowo odzyskać stosując rekuperację. W systemach rekuperacji mogą być w wielu przypadkach stosowane pompy wirowe w ruchu turbinowym zamiast kosztownych turbin rekuperacyjnych. W ruchu turbinowym można stosować pompy wirowe jednostopniowe i wielostopniowe. Pompy w ruchu turbinowym są również stosowane w małej energetyce wodnej.
W elektrowniach wodnych są stosowane wszystkie rodzaje turbin hydraulicznych (Peltona, Francisa, Kaplana, itp.). Turbina jest dobierana i konstruowana do lokalnych parametrów pracy i sposobu eksploatacji. W elektrowniach przepływowych turbiny pracują w szerokim zakresie zmiennych przełyków. W tych warunkach należy stosować turbiny o płaskich charakterystykach sprawności.
Kawitacja w maszynach i urządzeniach hydraulicznych jest zjawiskiem niepożądanym, powodującym niestabilną pracę układu i przyspieszone zużycie części układu przepływowego. Zjawisko to w pompach występuje w zakresie dużych wydajności oraz w zakresie małych wydajności, zwłaszcza gdy układ pracuje ze zmiennymi parametrami.

Jan RDUCH
Politechnika Śląska
Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych

Pełną treść artykułu zamieszczono w grudniowym  numerze Napędów i Sterowania.

Źródło: Napędy i Sterowanie
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl