마이크로 및 소규모 수력 발전소. 소형 및 소형 수력발전소용 장비. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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"MNTO INSET"은 최대 5000kW의 소규모 수력 발전소와 3~100kW 용량의 소규모 수력 발전소용 유압 장치의 개발, 연속 생산 및 완전한 공급을 전문으로 합니다(그림 1.2).

MNTO INSET에서 생산하는 미세 수력 발전소 및 소규모 수력 발전소용 유압 장치는 높은 에너지 특성을 가지며 광범위한 압력 및 유량에서 작동하도록 설계되었습니다. 이는 원격지 및 접근하기 어려운 지역의 인구와 소규모 산업을 위한 자율적이고 환경 친화적이며 빠른 투자 회수가 가능한 전기 공급원입니다.

그림 1.2. 소규모 수력 발전소용 수력 장치

이 장비는 대량 생산되며 신뢰성, 높은 기술 및 운영 성능, 저렴한 가격으로 구별됩니다. 장비를 만드는 데 사용되는 주요 기술 솔루션은 발명 수준에 있으며 특허로 보호됩니다.

기존 댐, 운하, 산업 기업 및 도시 시설의 급수 및 배수 시스템, 폐수 처리장, 관개 시스템 및 식수 파이프 라인을 사용하여 장비를 운영한 성공적인 경험이 있습니다.

소규모 수력 발전소용 수력 터빈

OJSC Tyazhmash는 소규모 수력 발전소용 유압 터빈을 설계, 제조 및 공급합니다. 현재 OJSC Tyazhmash는 수직 및 수평 버전(그림 1.3)과 수직 프로펠러 터빈의 소형 수력 발전소를 위한 다수의 통합 방사형 축 유압 장치를 개발했습니다. 통합 유압 장치는 새로운 수력 발전소 건설과 기존 발전소의 현대화 또는 좀먹은 발전소의 복원에 모두 사용할 수 있습니다. 개발된 유압장치의 특징은 다음과 같습니다.

• 일반적으로 유압 터빈, 발전기, 자동 제어 시스템 및 터빈 전 밸브를 포함하는 복잡한 공급 장치;
• 오일이 수역으로 유입되는 것을 방지하기 위해 제공된 장비의 환경 친화성;
• 모노블록 및 대형 블록 버전으로 제공되므로 설치 비용과 장비 작동에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있습니다.
• 수력 발전소의 터빈 작동을 크게 향상시키는 터빈 설계에 최신 솔루션과 재료를 사용합니다.

Tyazhmash OJSC가 개발 및 공급하는 소규모 수력 발전소용 유압 장비는 특정 작동 조건을 고려하여 제작되었습니다. 전체 유압 장치는 최소한의 감독과 주기적인 유지 관리만으로 자동으로 작동됩니다. 장비 설계는 유압 장치 시스템의 폐유로 수역을 오염시킬 가능성을 제거합니다.

장비 설치 비용을 단순화하고 줄이기 위해 대형 블록과 작은 표준 크기로 단일 장치로 공급되므로 설치 과정에서 비용이 크게 절감되고 장비 작동에 소요되는 시간이 단축됩니다. . 수력 터빈에는 장치에 대한 계측 및 자동 제어 시스템이 장착되어 있어 수력 발전소에 유지보수 인력이 없어도 장비가 자동으로 작동될 수 있습니다.

그림 1.3. 수력 터빈

수직 프로펠러 터빈(Polukaplan)

수직 프로펠러 유압 터빈(세미 캐플란)은 XNUMX상 전류 발전기를 구동합니다.

직사각형 단면의 취수구에서 임펠러로 유입되는 물의 흐름은 가이드 베인을 통과합니다. 가이드 베인은 수소발생기의 부하가 변할 때 터빈을 통과하는 물 흐름을 조절하도록 설계되었습니다. 가이드 베인은 터빈의 차단 요소이기도 합니다.

터빈 임펠러에는 XNUMX개의 블레이드가 있으며, 블레이드는 유압 장치가 정지될 때 압력에 따라 조정됩니다.

흡입 파이프(수직 원뿔)를 통해 터빈에서 물이 제거됩니다. 흡입 파이프는 터빈이 물 흐름의 에너지를 보다 완벽하게 활용할 수 있도록 설계되었습니다.

가이드 베인의 회전은 플로팅 제어 링을 통해 서보모터에 의해 수행됩니다. 가이드 베인의 서보모터는 자동 유압 장치 제어 시스템에 의해 제어됩니다.

물로 윤활되는 가이드 베어링은 터빈 샤프트의 위치를 ​​고정하고 로터의 기계적, 유압적, 전기적 불균형으로 인해 발생하는 방사형 하중을 흡수합니다.

수직 반경축 유압 터빈(Francis)

수직 방사형 축 수력 터빈(Francis)은 XNUMX상 전류 생성기를 구동합니다.

나선형 챔버와 가이드 베인을 통과하는 물의 흐름은 임펠러의 블레이드 시스템에 공급되어 터빈 로터와 이에 단단히 연결된 발전기 로터에 토크를 생성합니다.

물은 직선축 원추형 흡입관을 통해 임펠러에서 배수됩니다.

임펠러 앞의 터빈 유로에 설치된 가이드 베인을 회전시켜 임펠러를 통과하는 물의 유량을 변경함으로써 안정적인 터빈 샤프트 속도를 유지합니다.

가이드 베인 블레이드는 두 개의 서보 모터, 제어 링 및 블레이드 회전 메커니즘의 일부를 포함하는 유체역학적 서보 드라이브를 사용하여 제어됩니다. 가이드 베인의 서보모터는 자동 유압 장치 제어 시스템에 의해 제어됩니다.

작동 중 로터의 반경 방향 변위를 제거하기 위해 터빈에는 물로 윤활되는 가이드 베어링이 장착되어 있습니다.

가이드 베인 블레이드가 갑자기 닫힐 때 가이드 베인 블레이드 뒤에 진공이 형성되는 것을 방지하기 위해 진공 차단 밸브가 터빈 커버에 내장되어 있습니다.

수평 방사형 수력 터빈(Francis)

수평 방사형 축 수력 터빈(Francis)은 XNUMX상 전류 생성기를 구동합니다.

볼류트 챔버와 가이드 베인을 통과하는 물의 흐름은 임펠러 블레이드에 공급되어 터빈 샤프트에 토크를 생성합니다. 터빈 샤프트는 발전기 샤프트에 연결됩니다. 발전기는 기계적 회전 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.

안정적인 터빈 샤프트 속도를 유지하려면 가이드 베인을 회전시켜 임펠러를 통과하는 물의 유속을 변경하면 됩니다. 임펠러 앞에 설치된 가이드 베인의 회전은 유압 기계식 구동 서보 모터를 통해 유압 장치의 자동 제어 시스템에 의해 수행됩니다. 서보 모터

가이드베인 회전레버에 연결된 조절링을 귀걸이를 이용하여 회전시킵니다. 서보모터 로드와 가이드 베인에 센서가 설치되어 가이드 베인의 위치를 ​​모니터링합니다.

물은 흡입 파이프의 콘을 통해 임펠러에서 제거됩니다.

터빈 샤프트는 순환 액체 윤활 시스템이 장착된 플레인 베어링에서 회전합니다. 부하가 변할 때 주어진 회전 속도를 원활하게 조절하기 위해 플라이휠이 터빈 샤프트에 설치됩니다. 그림에서. 1.4. 다양한 임펠러의 모습을 보여주며, 그림 1.5와 1.6은 계산된 터빈의 직경을 보여줍니다.

그림 1.4. 제트 터빈 임펠러: a - 방사형 축; b - 프로펠러, c - 회전 블레이드; g - 대각선

그림 1.5. 터빈의 예상 직경: a - 축 및 대각선; b 및 c - 방사형 축; g - 양동이

그림 1.6. 가이드 베인: a - 수직 제트 터빈용 방사상 가이드 베인; b - 수평 캡슐 터빈의 원추형 가이드 베인; c - 가이드 베인 블레이드 작동 다이어그램(ao - 블레이드 사이의 흐름 영역, Do - 블레이드 축 위치의 직경)

크로스 제트 또는 이중 제트 터빈

예약

Energo-Alliance LLC에서 생산하는 크로스 제트(그림 1.7) 또는 이중 흐름 유압 터빈은 식수 공급 농장부터 산업 기업의 기술 배출수 재활용에 이르기까지 국가 경제의 모든 영역에서 널리 사용될 수 있습니다. 주 지역 발전소 및 하수.

그림 1.7. 크로스 제트 터빈의 외부 모습

크로스 제트 터빈을 갖춘 설치는 해안 수로의 수위 차이 (압력 전환) 및 유속, 바다 파도의 에너지 및 바다와 바다의 연안 해역의 수류 속도를 사용할 때 사용할 수 있습니다. 서핑의 파동에너지도 마찬가지다.

이러한 발전소를 운영하는 데는 값비싼 연료, 윤활유, 값비싼 전력선이 필요하지 않으며 모든 경우에 댐도 필요하지 않습니다. 전기 생산은 환경 친화적입니다. 전기의 품질 덕분에 네트워크에 판매될 수 있습니다. 수력터빈을 분해하여 새로운 위치에 설치하는 것이 가능합니다.

사용

터빈은 1,5~200m의 압력에서 사용할 수 있습니다. 수력 터빈의 출력은 임펠러의 직경과 길이를 변경하여 변경할 수 있습니다. 기존 터빈과 달리 이러한 터빈의 높은 효율은 전력의 25~100% 범위에서 거의 유지되며, 이는 부분 부하에서 장치를 작동할 때 매우 중요합니다.

터빈에는 작동 중 터빈을 통과하는 물 흐름을 조절하는 장치가 장착되어 있으며 수동 또는 전기 기계식 드라이브가 장착되어 있습니다. 터빈에는 부하 구동 방지 가속 장치도 장착되어 있습니다. 이 유형의 터빈은 특히 저압에서 소형 및 소형 수력 발전소 장치에 가장 합리적입니다.

동일한 조건(압력, 출력)에서 크로스제트 터빈을 갖춘 유압 장치는 기존 터빈에 비해 크기가 더 작을 뿐만 아니라 유압 구조물 건설에 드는 비용과 비용도 상당히 낮습니다.

유압 설치 장비의 완성도:

• 터빈 크로스 제트 수평;
• 발전기 - 동기식 기계 또는 비동기식 전동기;
• 기어박스 또는 평벨트 변속기;
• 커플링;
• 지지 프레임(필요한 경우);
• 전원 시스템과 격리된 소비자 모두에서 장치의 작동을 보장하는 자동 제어 시스템;
• 연결 케이블(설치 장비가 있는 방 내부);
• 예비 부품의 표준 세트; - 운영 문서.

설치된 전력 1kW의 비용은 200~1300달러이며, 유압 장치의 전력 범위는 500~5kW입니다.

크로스제트형 터빈(모델 키트)을 갖춘 수중 유압 장치로, 그 모습이 그림 1.8에 나와 있습니다. 2은 전기를 생산하는 데 사용되며 해안 수로의 고속 에너지와 바다와 바다의 해안 해류의 고속 에너지를 사용합니다. 현재 속도: 15m/초부터; 전력: 최대 12kW; 전류 매개변수: 직접 -24, 220V, 교번 - 380, 50V, 2004Hz. 모델 테스트가 수행되었습니다. 생산은 XNUMX년에 시작될 예정이다.

그림 1.8. 잠수정 유압 장치

크로스제트 터빈(그림 1.9)이 있는 유압 장치는 댐이나 파이프라인 시스템에서 생성된 정유체 압력을 사용하여 전기를 생성합니다. 헤드: 1,5~50미터; 비용: 최대 7입방미터 m/초; 전력: 최대 500kW; 전류 매개변수: 220, 380V, 주파수 50Hz.

그림 1.9. 크로스 제트 터빈이 있는 유압 장치

저자: 마고메도프 A.M.

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