水电工程基础知识

如何识别质量和耐用性
正如我们所展示的，水力系统既简单又复杂。水力背后的概念很简单：这一切都归结为水头和流量。但是，好的设计需要先进的工程技能，而可靠的运行需要使用优质组件精心构建。

什么造就了优质的涡轮机系统
从效率和可靠性的角度考虑涡轮机系统。在一个完美的世界中，效率将是 100%。水中的所有能量都将转化为旋转轴。不会有空气或水的湍流，也没有轴承的阻力。跑步者将是完美的平衡。能量损失的迹象——热量、振动和噪音——将不存在。当然，完美的涡轮机也永远不会发生故障或需要维护。

精细加工的佩尔顿轮
优质的部件和精心的加工在涡轮效率和可靠性方面有很大的不同。
显然，没有任何涡轮机系统能够达到这种完美程度。但是记住这些目标是好的，因为更高的效率和可靠性会转化为更高的功率和更低的每瓦成本。以下是选择涡轮机系统时需要考虑的一些事项：

涡轮转轮
转轮是涡轮的心脏。这是水力转化为驱动发电机的旋转力的地方。无论采用哪种转轮，其水桶或叶片都负责从水中捕获尽可能多的能量。每个表面的曲率，前后，决定了水如何推动它直到它消失。还要记住，任何给定的跑步者都会在特定的水头和流量下最有效地表现。转轮应与您的站点特征紧密匹配。
寻找具有光滑、抛光表面的全金属流道，以消除水和空气湍流。一体式、精心加工的滑轨通常比螺栓连接的滑轨运行更高效、更可靠。青铜锰流道适用于具有清洁水和扬程约 500 英尺的小型系统。高强度不锈钢流道非常适合大型系统或磨损性水条件。应仔细平衡所有跑步者，以尽量减少振动，这个问题不仅会影响效率，而且随着时间的推移还会造成损坏。

涡轮机外壳
涡轮机外壳必须构造良好且坚固，因为它可以管理进水的力以及出水的轴功率。此外，其形状和尺寸对效率有显着影响。例如，考虑一个佩尔顿型涡轮机。作为脉冲涡轮机，它由一股或多股水流驱动，但在空气中旋转。这意味着在设计外壳时必须同时考虑流体动力和空气动力。它必须最大限度地减少飞溅和喷雾的阻力，并平稳地排出尾水，同时还要适当地调整尺寸和形状，以最大限度地减少空气湍流造成的损失。同样，用于高流量设计（如横流式和混流式水轮机）的外壳必须经过精确设计，以便将大量水顺畅地引导通过涡轮机，而不会产生湍流袋。
寻找与您现场的合适滑道精心匹配的平滑焊接外壳。请记住，水力和转轮都会产生相当大的扭矩，因此外壳材料和所有配件都应该是重型的。配合面，例如管法兰和检修盖，应加工平整且无泄漏。由于水会促进生锈和腐蚀，因此请确保所有脆弱的表面都使用优质粉末涂层或环氧树脂涂料进行保护。所有螺栓应为不锈钢。

其他涡轮机注意事项
所有带水的表面都会影响效率，从进水口到管道，再到将尾水带离发电站的水道。寻找没有急弯的光滑表面，喷嘴和流量控制叶片应该经过精细加工，没有可辨别的波纹或凹坑。
效率很重要，但耐用性和可靠性也很重要。您的水电项目应该不间断地提供清洁电力。组件的质量——以及它们的安装——会对您未来几年的生活质量产生重大影响。
在密封系统、轴材料和机械加工以及所有相关部件的设计和构造中寻求一丝不苟的工艺。特别注意轴承的选择和安装；它们应该平稳旋转，没有光栅或束缚。

涡轮机供应商
对于供应商，经验是无可替代的。虽然水力发电的原理可以在室内掌握，但现实世界的经验可以教授从溪流中分流、加压和迫使其通过涡轮机的亮点和陷阱。拥有多年现场经验的涡轮机供应商对您的设计和建造水力系统而言将是无价之宝。
寻找经验丰富的供应商，专门研究您打算建造的水力系统的尺寸和类型。优秀的供应商将与您合作，从您测量水头和流量开始，帮助您确定正确的管道尺寸、净水头、设计流量、涡轮机规格、驱动系统、发电机和负载管理系统。您应该能够指望您的供应商提出优化效率和可靠性的建议，包括它们对成本与性能的影响。
优秀的涡轮机供应商是您的合作伙伴，您应该对您的成功产生个人兴趣。毕竟，满意的客户对业务非常有利。