Обладнання для мікро- та малих гідроелектростанцій. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Мікро- та малі гідроелектростанції. Обладнання для мікро- та малих гідроелектростанцій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

"МНТО ІНСЕТ" спеціалізується на розробці, серійному виготовленні та комплектному постачанні гідроагрегатів для малих ГЕС до 5000 кВт та мікроГЕС потужністю від 3 до 100 кВт (рис.1.2).

Мікрогідроелектростанції та гідроагрегати для малих ГЕС, що випускаються "МНТО ІНСЕТ", мають високі енергетичні характеристики і призначені для експлуатації в широкому діапазоні напорів і витрат. Це - автономні, екологічно чисті джерела електроенергії, що швидко окупаються, для населення віддалених і важкодоступних районів, а також невеликих виробництв.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.2. Гідроагрегати для малих ГЕС

Обладнання виготовляється серійно, відрізняється надійністю, високими техніко-експлуатаційними показниками та доступними цінами. Основні технічні рішення, використані при створенні обладнання, виконані на рівні винаходів та захищені патентами.

Є успішний досвід експлуатації обладнання з використанням існуючих гребель, каналів, систем водопостачання та водовідведення промислових підприємств та об'єктів міського господарства, очисних споруд, зрошувальних систем та питних водоводів.

Гідротурбіни для малих ГЕС

ВАТ "Тяжмаш" проектує, виготовляє та постачає гідротурбіни для малих ГЕС. В даний час ВАТ "Тяжмаш" розробив низку уніфікованих радіально-осьових гідроагрегатів для малих ГЕС у вертикальному та горизонтальному виконанні (рис.1.3) та вертикальних пропелерних турбін. Уніфіковані гідроагрегати можуть бути використані як при будівництві нових ГЕС, так і при модернізації вже існуючих або відновлення законсервованих. Особливостями розроблених гідроагрегатів є:

комплексне постачання, як правило, що включає гідротурбіну, генератор, систему автоматичного управління та передтурбінний затвор;
екологічна чистота обладнання, що поставляється, що виключає попадання олії у водойми;
постачання в моноблочному та великоблочному виконанні, що дозволяє різко скоротити витрати на монтаж та строки введення обладнання в експлуатацію;
застосування сучасних рішень та матеріалів у конструкції турбін, що значно покращують експлуатацію турбін на ГЕС.

Гідрообладнання для малих гідроелектростанцій, розроблене та поставляється ВАТ "Тяжмаш", створено з урахуванням специфічних умов його роботи. Весь гідроагрегат працює в автоматичному режимі, при мінімальному нагляді та періодичному обслуговуванні. Конструкція обладнання виключає можливість забруднення водойм відходами олії систем гідроагрегату.

З метою спрощення та здешевлення монтажу обладнання здійснюється його постачання укрупненими блоками, а для невеликих типорозмірів – єдиним агрегатом, що значно економить кошти на процес монтажу та скорочує терміни введення обладнання в експлуатацію. Гідротурбіни комплектуються контрольно-вимірювальними приладами та системою автоматичного керування агрегатом, що дозволяє експлуатувати обладнання в автоматичному режимі без присутності на ГЕС обслуговуючого персоналу.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.3. Гідротурбіни

Вертикальна пропелерна гідротурбіна (Напівкаплан)

Вертикальна пропелерна гідротурбіна (напівкаплан) служить приводом трифазного генератора струму.

Потік води на робоче колесо із водоприймача прямокутного перерізу проходить через напрямні лопатки. Напрямні лопатки призначені для регулювання витрати води через турбіну при зміні навантаження на гідрогенератор. Напрямні лопатки є також запірним органом турбіни.

Робоче колесо турбіни має чотири лопаті, переустановка лопат по натиску проводиться при зупиненому гідроагрегаті.

Відведення води від турбіни здійснюється трубою, що відсмоктує (вертикально розташований конус). Труба, що відсмоктує, призначена для більш повного використання турбіної енергії водного потоку.

Поворот лопаток направляючого апарата здійснюється сервомотором через регулююче кільце, що плаває. Управління сервомоторами направляючого апарату здійснюється системою автоматичного керування гідроагрегатом.

Підшипник напрямний на водяному мастилі фіксує положення валу турбіни і сприймає радіальні навантаження, що виникають від механічного, гідравлічного та електричного дисбалансу ротора.

Вертикальна радіально-осьова гідротурбіна (Френсіс)

Вертикальна радіально-осьова гідротурбіна (Френсіс) служить приводом трифазного генератора струму.

Потік води через спіральну камеру і направляючий апарат подається на лопатеву систему робочого колеса і створює на роторі турбіни і жорстко з'єднаний з ним ротор генератора крутний момент.

Відведення води від робочого колеса проводиться по прямовісній конічній трубі, що відсмоктує.

Підтримка стабільної частоти обертання валу турбіни здійснюється зміною витрати води, що проходить через робоче колесо, за допомогою повороту напрямних лопаток, встановлених у проточному тракті турбіни перед робочим колесом.

Управління лопатками направляючого апарату здійснюється за допомогою гідромеханічного сервоприводу, що включає два сервомотори, що регулює кільце і деталі механізму повороту лопаток. Управління сервомоторами направляючого апарату здійснюється системою автоматичного керування гідроагрегатом.

Для виключення радіальних зсувів ротора при роботі турбіна забезпечена напрямним підшипником на водяному мастилі.

Для запобігання утворенню вакууму за лопатками направляючого апарату при їх різкому закритті в кришку турбіни вбудовані клапани зриву вакууму.

Горизонтальна радіально-осьова гідротурбіна (Френсіс)

Горизонтальна радіально-осьова гідротурбіна (Френсіс) служить приводом трифазного генератора струму.

Потік води через спіральну камеру і направляючий апарат подається на лопаті робочого колеса і створює момент, що крутить, на валу турбіни. Вал турбіни з'єднується із валом генератора. Генератор перетворює механічну енергію обертання електричну.

Підтримка стабільної частоти обертання валу турбіни здійснюється зміною витрати води, що проходить через робоче колесо, за допомогою повороту напрямних лопаток. Поворот напрямних лопаток, встановлених перед робочим колесом, здійснюється системою автоматичного керування гідроагрегату за допомогою гідромеханічного приводу-сервомотора. Сервомотор

повертає кільце, що регулює, пов'язане з важелями повороту направляючих лопаток за допомогою сережок. На тязі сервомотора та на напрямних лопатках встановлені датчики, що дозволяють контролювати положення напрямних лопаток.

Відведення води від робочого колеса проводиться через конус труби, що відсмоктує.

Вал турбіни обертається в підшипниках ковзання, забезпечених циркуляційною системою рідкого мастила. Для забезпечення плавності регулювання заданої частоти обертання при зміні навантаження на валу турбіни встановлено маховик. На рис. 1.4. показаний зовнішній вигляд різних робочих коліс, а на рис 1.5 та 1.6 розрахункові діаметри турбін.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.4. Робочі колеса реактивних турбін: а - радіально-осьовий; б - пропелерної, в - поворотно-лопатевої; г - діагональної

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.5. Розрахункові діаметри турбін: а - осьових та діагональних; б і в - радіально-осьових; г - ковшових

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.6. Напрямний апарат: а - радіальний направляючий апарат для вертикальних реактивних турбін; б - конічний напрямний апарат горизонтальної капсульної турбіни; в - схема роботи лопаток напрямного апарату (ао - прохідний переріз між лопатами; До-діаметр розташування осей лопаток)

Поперечно-струминні або дворазові гідротурбіни

Призначення

Поперечно-струменеві (рис.1.7) або дворазові гідротурбіни виробництва ТОВ "Енерго-Альянс" можуть бути широко використані в будь-якій сфері народного господарства, від фермерських господарств питних водоводів до утилізації технологічних скидів води промислових підприємств, ГРЕС, каналізаційних стоків.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.7. Зовнішній вигляд поперечно-струминної гідротурбіни

Установки з поперечно-струминними турбінами можуть знайти застосування при використанні висотних перепадів рівнів води (напірна деривація) та швидкостей перебігу берегових водотоків, енергії морських хвиль та швидкості течій води у прибережних акваторіях морів та океанів, а також хвильової енергії прибою.

Для роботи цих електростанцій не потрібно дороге пальне, мастильні матеріали, проведення дорогих ліній електропередачі, навіть греблі потрібні не завжди. Виробництво електроенергії – екологічно чисте. Якість електроенергії дозволяє реалізовувати її у мережу. Існує можливість демонтажу гідротурбіни та монтажу її на новому місці.

Використання

Турбіни можуть використовуватися при напорах від 1,5 до 200 метрів. Потужністю гідротурбін можна варіювати як за рахунок зміни діаметра робочого колеса, так і за рахунок зміни його довжини. Високий ккд зазначених турбін, на відміну класичних, зберігається практично у діапазоні 25 - 100% потужності, що дуже важливо при експлуатації агрегатів на часткових навантаженнях.

Турбіни забезпечені пристроєм регулювання витратою води через турбіну в процесі експлуатації, з ручним або електромеханічним приводом. Турбіни також мають протирозгінний пристрій з вантажним приводом. Цей тип турбін є найбільш раціональним для агрегатів мікро та малих ГЕС, особливо при низьких напорах.

За однакових умов (напір, потужність) гідроагрегати з поперечно-струминними турбінами мають менші розміри, а також значно менші вартості та витрати на спорудження гідротехнічних споруд порівняно з класичними турбінами.

Комплектність обладнання гідроустановки:

турбіна поперечно-струменева горизонтальна;
генератор – синхронна машина або асинхронний електродвигун;
редуктор чи плоскочасна передача;
муфти сполучні;
рама опорна (у разі потреби);
система автоматичного управління, що забезпечує роботу агрегату як в енергосистему, так і на ізольованого споживача;
кабелі сполучні (всередині приміщення розташування обладнання установки);
стандартний комплект запасних частин; -Документація експлуатаційна.

Вартість 1 кВт встановленої потужності від 200 до 1300 доларів США, у діапазоні потужностей гідроагрегату 500 – 5 кВт.

Занурювальний гідроагрегат з турбіною поперечно-струминного типу (модельний комплект) зовнішній вигляд якого показаний на рис. 1.8 використовується для вироблення електроенергії, використовує швидкісну енергію перебігу берегових водотоків, а також швидкісну енергію прибережних течій акваторії морів та океанів. Швидкість течії: від 2 м/с; потужність: до 15 квт; Параметри електричного струму: Постійний –12, 24 В, змінний – 220, 380 В, 50 Гц. Проведено модельні випробування. Виробництво планується розпочати з 2004 року.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.8. Гідроагрегат занурювальний

Гідроагрегат з турбіною поперечно-струменевого типу (рис.1.9) використовує статичні напори рідини, створювані за допомогою гребель або системи трубопроводів для вироблення електроенергії. Напори: від 1,5 до 50 метрів; Витрати: до 7 куб. м/с; Потужність: до 500 кВт; Параметри електричного струму: 220, 380, частота 50 Гц.

Мікро- та малі гідроелектростанції. Устаткування для мікро- та малих гідроелектростанцій
Рис.1.9. Гідроагрегат з турбіною поперечно-струминного типу

Автор: Магомедов А.М.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мікросхема TCPP01-M12 для захисту ліній USB type-C 01.12.2019

Компанія STMicroelectronics представила нову мікросхему – TCPP01-M12. Вона має захист від перенапруги по лінії живлення VBUS до 22 В з використанням зовнішнього N-канального MOSFET, захист ліній конфігурації каналу (CC), а також ESD-захист четвертого рівня відповідно до стандарту IEC61000-4-2. У TCPP01-M12 організовано захист від перенапруги при короткому замиканні між VBUS та лініями CC, яке може виникнути при підключенні або вийманні кабелю.

Також у TCPP01-M12 вбудована логіка управління живленням пристрою з розрядженим акумулятором, відповідно до специфікації USB PD. У випадку, коли мікросхема встановлюється на Sink-пристрої (приймачі), її живлення може здійснюватися від висновків GPIO 3.3 мікроконтролера. У цьому випадку в режимі "відключеного кабелю" мікросхема відключається. Цей режим дозволяє продовжити життя акумулятора.

TCCP01-M12 також може змінювати режими живлення відповідно до специфікації USB Power Delivery.

Ключові особливості:

підтримка до 22 В по лінії VBUS із захистом від перенапруги;
захист ліній конфігурації каналу (СС) від короткого замикання з VBUS;
ESD-захист;
вбудований індикатор розрядженої батареї відповідно до протоколу USB PD.
корпус QFN12 3х3 мм.

Інші цікаві новини:

▪ Fast Pair - нова технологія сполучення через Bluetooth

▪ 12 Тб SSD-сховище AKiTiO Thunder2 Quad Mini

▪ Управління людиноподібним роботом через 5G-мережу

▪ Citroen на стиснутому повітрі

▪ Гіпокамп допомагає орієнтуватися у просторі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Автомобіль. Добірка статей

▪ стаття Пристрасті-мордасті. Крилатий вислів

▪ стаття Яка європейська країна перебувала у стані війни з Японією більше століття? Детальна відповідь

▪ стаття Молодша медична сестра для догляду за хворими. Посадова інструкція

▪ стаття Діапазонні вібратори. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Шнурок та кубик. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

Коментарі до статті:

Володимир
Турбіни Інсет повний мотлох, якщо працюють, то ККД не більше 50 відсотків. В Узбекистані поставили 6 турбін по 500 кВт, чомусь більше 1500 кВт не отримують...

Анатолій
Потрібна турбіна потужністю 1-3 кВт, для роботи в морській воді з перепадом тисків від 0 до 3кг/см2. Потік пульсуючий, зі зміною у напрямку. Відбір потужності потрібен у напрямі потоку.

Раупов носимо Махмадшаріпович
Я працюю над темою Уніфікації будь ласка, потрібно технічні дані уніфікованих гідрогенераторів і гідротурбіни з діапазоном напору і витрати води.

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт