A turbina de contra-ataque é um tipo de maquinário hidráulico que utiliza a pressão do fluxo de água para converter a energia da água em energia mecânica.
(1) Estrutura.Os principais componentes estruturais da turbina de contra-ataque são o corredor, a câmara de desvio de água, o mecanismo de guia de água e o tubo de sucção.
1) Corredor.O corredor é uma parte da turbina de água que converte a energia do fluxo de água em energia mecânica rotativa.Dependendo da direção da conversão de energia da água, as estruturas dos corredores de várias turbinas de contra-ataque também são diferentes.O rotor da turbina Francis é composto por lâminas torcidas simplificadas, coroa e anel inferior e outros componentes verticais principais;O corredor da turbina de fluxo axial é composto por lâminas, corpo do corredor e cone de drenagem e outros componentes principais: a estrutura do corredor da turbina de fluxo diagonal é mais complexa.O ângulo de colocação da lâmina pode ser alterado de acordo com as condições de trabalho e combinado com a abertura da palheta guia.A linha central de rotação da pá está em um ângulo oblíquo (45°-60°) em relação ao eixo da turbina.
2) Câmara de desvio de água.Sua função é fazer com que a água flua uniformemente no mecanismo de orientação da água, reduzir a perda de energia e melhorar a eficiência da turbina.Turbinas de grande e médio porte costumam usar volutas metálicas de seção transversal circular com cabeças acima de 50m, e volutas de concreto de seção transversal trapezoidal para aquelas abaixo de 50m.
3) Mecanismo de guiamento de água.É geralmente composto por um certo número de palhetas-guia aerodinâmicas e seus mecanismos rotativos dispostos uniformemente na periferia do corredor.Sua função é guiar o fluxo de água uniformemente no corredor e, ao ajustar a abertura da palheta guia, alterar a vazão da turbina para atender aos requisitos de carga do grupo gerador, e também desempenha um papel de vedação da água quando estiver totalmente fechado.
4) Tubo de tiragem.A vazão de água na saída do corredor ainda possui uma parte da energia excedente que não foi utilizada.A função do tubo de sucção é recuperar essa parte da energia e descarregar a água a jusante.O tubo de sucção é dividido em dois tipos, cone reto e curvo.O primeiro tem um grande coeficiente de energia e geralmente é adequado para pequenas turbinas horizontais e tubulares;este último apresenta desempenho hidráulico inferior aos cones retos, mas possui menor profundidade de escavação, sendo amplamente utilizado em turbinas de contra-ataque de grande e médio porte.
(2) Classificação.De acordo com a direção axial do fluxo de água através do rotor, a turbina de impacto é dividida em uma turbina Francis, uma turbina de fluxo diagonal, uma turbina de fluxo axial e uma turbina tubular.
1) Turbina Francis.A turbina Francis (fluxo axial radial ou Francis) é uma turbina de contra-ataque na qual a água flui radialmente da circunferência do corredor para a direção axial.Este tipo de turbina possui uma ampla gama de cabeças aplicáveis (30-700m), estrutura simples, pequeno volume e baixo custo.A maior turbina Francis que entrou em operação na China é a Usina Hidrelétrica de Ertan, com potência nominal de 582 MW e potência máxima de 621 MW.
2) Turbina de fluxo axial.A turbina de fluxo axial é uma turbina de contra-ataque na qual a água flui na direção axial e flui para fora do rotor na direção axial.Este tipo de turbina é dividido em dois tipos: tipo de lâmina fixa (tipo parafuso) e tipo rotativo (tipo Kaplan).As lâminas do primeiro são fixas e as lâminas do último podem ser giradas.A capacidade de passagem de água da turbina de fluxo axial é maior que a da turbina Francis.Como as pás da turbina de pás podem mudar de posição com mudanças na carga, elas têm maior eficiência em uma ampla gama de mudanças de carga.O desempenho anti-cavitação e a resistência mecânica da turbina de fluxo axial são piores que os da turbina Francis, e a estrutura também é mais complicada.Atualmente, a altura aplicável deste tipo de turbina atingiu 80m ou mais.
3) Turbina tubular.O fluxo de água deste tipo de turbina hidráulica flui axialmente para fora do rotor, e não há rotação antes e depois do rotor.A faixa da cabeça de utilização é 3-20..A fuselagem tem as vantagens de pequena altura, boas condições de fluxo de água, alta eficiência, menos engenharia civil, baixo custo, sem necessidade de volutas e tubos de sucção curvos, e quanto menor a cabeça, mais óbvias as vantagens.
As turbinas tubulares são divididas em dois tipos: full-through-flow e semi-through-flow de acordo com a conexão do gerador e o modo de transmissão.As turbinas de fluxo semi-através são divididas em tipo bulbo, tipo de eixo e tipo de extensão de eixo.Entre eles, o tipo de extensão do eixo também é dividido em dois tipos.Existem eixos oblíquos e eixos horizontais.Atualmente, o tipo tubular de bulbo mais utilizado, o tipo de extensão de eixo e o tipo de eixo vertical são usados principalmente em unidades pequenas.Nos últimos anos, o tipo de eixo também tem sido utilizado em unidades de grande e médio porte.
O gerador da unidade tubular de extensão do eixo é instalado fora do curso d'água, e o gerador é conectado à turbina com um eixo inclinado mais longo ou eixo horizontal.Esta estrutura do tipo extensão do eixo é mais simples do que o tipo bulbo.
4) Turbina de fluxo diagonal.A estrutura e o tamanho da turbina de fluxo diagonal (também chamado de diagonal) estão entre o fluxo misto e o fluxo axial.A principal diferença é que a linha central das pás do rotor está em um certo ângulo com a linha central da turbina.Devido às características estruturais, a unidade não pode afundar durante a operação, portanto, um dispositivo de proteção de sinal de deslocamento axial é instalado na segunda estrutura para evitar acidentes que as lâminas e a câmara do corredor colidam.A faixa de utilização da turbina de fluxo diagonal é de 25~200m.
Horário da postagem: 19 de outubro de 2021
