Лекция 3 ГМ
Основни параметри на работата. Основните работни тела на хидравличната турбина.
3.1 Основни параметри на хидравличните машини.
Хидроелектрическите блокове на ВЕЦ работят с различен капацитет в съответствие с графика на натоварване на енергийната система. За да се осигури необходимата мощност, през турбините трябва да се преминат определени водни потоци. С увеличаване на дебита през хидравличните турбини горният басейн намалява, а долният басейн се увеличава. Поради това, обиколкакошчетата работят при различни глави и дебити.
При движениеТъй като потокът от горния поток (WB) към долния поток (UB) тече, част от енергията му се губи във водоснабдителните устройства за преодоляване на хидравличното съпротивление. В тази връзка те въвеждат понятията брутни глави (натиск в гарата) и мрежови глави (глави на турбината).
В същото време това трябва да се разбира като марки WB и NB: в случай на течаща река и в близост до язовира ВЕЦ - знаци за нивото на водата непосредствено пред язовира (WB) и зад сградата на ВЕЦ ( NB); в случай на деривационна водноелектрическа централа - знаци за нивото на водата в горния басейн и в изхода на изхода.
Брутна глава Nбр на гарата е времевисочина на главата и опашката, когато изпускането през обиколкатаbin е равно на нула, т.е. статична глава ВЕЦ:
С работещи турбини З.BR се определя като разлика между общите специфични енергии на потока в горната и долната част на потока, Фигура 3.1.
NBR = EA - EB = (zИ +
Полезна (работеща) глава на турбината нетна глава Nн по-малко брутна глава в водноелектрическата централа със същите горни и долни маркитова е по количеството енергийни загуби в захранващите устройства hА-1 и представлява разликата в специфичните енергии на потока на входа и изхода от турбината, т.е. това е работната глава на турбината.
НН = NBR - hПТ = Е1 - ЕВ = (zедин +
Фигура: 3.1. Определяне на налягането на ВЕЦ:
раздел (И - И) - вход към водоприемника; раздел (IN - IN) - в долния поток за смученекомини; vА и vВ са средните дебити в участъците А - А и IN - IN, раздел (единадесет) - вход към турбинната камера, секция (2 - 2) - изход от смукателната тръба.
При определяне на ефективния напор, енергията на изходящия поток трябва да бъде взета в участъка Б - В надолу по течението, в участъка с най-висока маркировка, тъй като част от кинетичната енергия на изхода от тръбата се възстановява в долната част на потока поради самоинжектиране, като по този начин се създава намаляване на нивото на водата в участъка на изходящия участък 2 - 2 на тягата на тръбата.
При проектирането на турбини е необходимо да се знае изчислената HP, среднопретеглената NSR, максималната NMAX и минималната NMIN глава на турбината. При проектната глава и синхронната скорост на въртене турбината трябва да развие номиналната (проектна) мощност NP. За даден диапазон от налягания NMAX - NMIN изберете определенлентов тип хидротурбинно оборудване.
Обемен поток Q, m 3 / с, е акоколичеството вода, преминаващо през турбината за една секунда (включително обемни течове и допълнителни нужди). При проектирането на хидравлична турбина е необходимо да се знаят следните дебити:равномерен дебит QР, максимален дебит QMAX и поток без товар QXX.
Проектният дебит QР е потокът през турбината при проектните стойности на напора, мощността и синхронната честота на въртенетурбина. Максималният дебит през турбината QMAX може да се осъществи при минимален напор, за да се осигури определената мощносттурбина. Дебит без натоварване QXX е дебитът при проектната HP глава и синхронна скорост, когато е полезеннатоварването на турбината е нула.
Мощност N, kW. Входна мощност към представената турбинае хидравличната мощност на потока на входа на турбината:
Nп =
Ефективна мощност на турбината Е кожиноминална мощност на вала на турбината, която е сумата от мощността, измерена на клемите на генератора; механични и електрическимеханични загуби в генератора; централни загуби на лагер; консумация на енергиязадвижвани от спомагателни механизми. Ефективна мощност на турбината:
Проектна мощност на турбината NP е мощностност, която разработва за избрания диаметър на работното колело и изчислените стойности на главата и скоростта. Хидротурбината е проектирана и произведена с номиналната мощност.
В процеса на преобразуване на хидравличната енергия на потока в механичната част на енергията в хидравличната турбина неизбежно се губи.
В резултат на това механичната мощност на турбината NEF е по-малкадимируема мощност. Съотношението на мощността на вала на хидравличната турбина къмзадвижвания поток на мощност се нарича обща ефективност на турбината:
Пълна ефективност на турбината ηт отчита хидравличен, обемny, механични и дискови загуби (глава III). Изброените енергийни загуби зависят от натоварването, поради което се определя ефективността на турбинатасе разделя на начина му на работа. Извиква се режимът, в който ефективността на турбината достига максималната си стойност оптимално. КоОтговорно се нарича режим (Np, Нр), за който се изчислява турбината и се определят основните й параметри (диаметърът на работното колело D1 m, честотата на синхронно въртене n, rpm и височината на засмукване Нs, m), се нарича изчислено. В зависимост от вида на турбината, нейния размер, качеството на производство и други фактори, ефективността на мощните хидравлични турбини при оптимален режим достига 93-95%, намалявайки при режими извън проектирането.
Съвременните мощни и средни водни турбини са директно свързани с генератори. Тъй като в генератора при преобразуваневъзниква преобразуването на механичната енергия в електрическамеханични, механични и други загуби, а след това ефективността на хидравличния агрегат:
Ефективността на генератора ηG = 96 ÷ 98% за средни и мощни генератори и се променя малко при промяна на натоварването.
Мощност на хидравличния агрегат, като се вземат предвид загубите в турбината и общитескъсани,
Номинална мощност на хидравличния агрегат - най-голямата активна мощност на генератора, която той може да развие при изчислена стойност на cos φ, която е най-вече равна на 0,8. Тази мощност се записва в паспорта на генератора.
Номинална мощност на турбината - мощност на вала на номиналната мощност на агрегата. Тя е равна на:
и е записан в паспорта на турбината.
Проектна глава на турбината Наречен най-малко налягане, при което можете да получите номинална мощност на турбината. При глави, по-високи от проектната, турбината може да развие мощност, по-висока от номиналната. Ако благоприятните работни условия на енергийната система позволяват получаването на активна мощност от генератораповече от номинала поради увеличение на cosφ над неговите расичетна стойност, тогава при глави над изчислената може да се принудиза увеличаване на мощността на агрегата над номиналната в рамкитеиздръжливост на машината.
Тъй като хидравличната турбина е свързана към синхронен генераторток, тогава честотата на въртене трябва да бъде строго определенасамотен, т.е.синхронен.
Синхронна скорост турбини и генератори се определят, като се използва зависимостта:
f =
В СССР честотата на променливия ток се приема f = 50 Hz, а след това честотата на синхронно въртене на хидравличния агрегат:
n =
Където стр - брой двойки полюси на генератора.
Проектна скорост nР е равно на синхронноскоростта, с която е проектирана турбината.
Скорост на празен ход nXX е скоростта на възбудения генератор, изключен от системататеми.
Ускоряваща скорост nSPEED - максималният брой обороти, достигнати от устройството на поданоминално освобождаване от натоварване и с напълно отворена водеща лопатка (за турбини Kaplan - междиннаположение на водещите лопатки и лопатките на работнотокакви колела).
3.2 Основните работни тела на хидравличната турбина.
Спирална (турбинна) камера. Първият работен елемент на турбината надолу по веригата е спирална камера, която осигурява организирано подаване на вода към направляващите лопатки с минимални възможни загуби, както и създаване на предварително завихряне на потока.
Използват се различни видове турбинни камери в зависимост от налягането и вида на водноелектрическата централа. Бетонна спирална камера с непълен ъгъл на покритие и трапецовидна форма на напречните сечения е намерила най-голямо приложение при ниски и средни глави H = 3 ÷ 45 m, (Фигура 3.2).
Препоръчителни основни параметри: ширина в план B = (2,4 ÷ 3,5) D1; ъгъл на покритие φ = (180 ÷ 225) °; коефициент на скорост във входния участък ά =
- Лекции по бизнес оценка
- Лекция - Задача 1
- Лекция - Г) Границите на вариацията на морфемата
- Лекция 6
- Лекция 4