تطبيقات توربينات فرانسيس

طلب

توربينات فرانسيس يمكن تصميمها لمختلف الرؤوس والتدفقات ، وهذا التنوع والكفاءة العالية تجعلها أكثر التوربينات استخدامًا في العالم ، ووحدات فرنسيس لها رؤوس تتراوح من 40 إلى 600 متر (130 إلى 2000 قدم) ، وهي متصلة بمولدات ذات مخرجات تتراوح من بضعة كيلوواط إلى 1000 ميغاواط. تم تصميم توربينات فرانسيس الكبيرة بشكل فردي لكل موقع للعمل بأعلى كفاءة ممكنة لتدفق المياه ورأسها ، عادةً ما يزيد عن 90٪ (إلى 99٪).بالمقارنة مع توربينات بيلتون ، تكون توربينات فرانسيس دائمًا في أفضل حالة من حيث ملؤها بالماء ، ويمكن وضع التوربينات وقنوات المخرج أسفل البحيرة الخارجية أو مستوى سطح البحر ، مما يقلل من التجويف.بالإضافة إلى إنتاج الكهرباء ، يمكن استخدامها أيضًا للتخزين المائي الذي يتم ضخه ، حيث تملأ الخزانات بالتوربينات (تعمل كمضخات) وتعمل المولدات كمحركات كهربائية كبيرة خلال فترات انخفاض الطلب على الكهرباء ، ثم يتم عكسها واستخدامها لتوليد الكهرباء خلال فترات من ذروة الطلب. تعمل خزانات التخزين التي يتم ضخها كمخزن للطاقة على نطاق واسع ، حيث تقوم بتخزين 'فائض ' الكهرباء على شكل مياه في خزانات مرتفعة ، وهذه إحدى الطرق القليلة التي تسمح بتخزين السعة الزائدة المؤقتة لاستخدامها لاحقًا.

أنبوب التصريف

أنبوب السحب هو أنبوب سحب مثبت عند مخرج عداء التوربينات والذي يستخدم للاستفادة من الطاقة الحركية للمياه عند مخرج العداء.يعمل أنبوب السحب الموجود في نهاية التوربين على زيادة ضغط السائل الخارج على حساب سرعته ، مما يعني أن التربو يمكنه تقليل الضغط إلى حد كبير دون القلق بشأن التدفق العكسي للغراب الخلفي.في التوربينات النبضية ، يكون الرأس القابل للاستخدام مرتفعًا جدًا بحيث لا تتأثر الكفاءة بشكل كبير إذا تم وضع التوربين على ارتفاع بضعة أمتار فوق غراب الذيل ، ولكن مع توربينات التفاعل ، إذا كان الرأس الصافي منخفضًا والتوربين مثبتًا فوق غراب الذيل ، فهناك يمكن أن يكون خسارة كبيرة للرأس المتاح لتشغيل التوربين.أيضًا ، إذا كان ضغط السائل في أعقاب الضغط أعلى من الضغط عند مخرج التوربين ، فإن ارتجاع السائل في التوربين يمكن أن يسبب ضررًا خطيرًا.من خلال وضع أنبوب توجيه (يُعرف أيضًا باسم ناشر أو أنبوب سحب) عند مخرج التوربينات ، يتم زيادة رأس التوربينات عن طريق تقليل سرعة المخرج ، وبالتالي زيادة الكفاءة الإجمالية وإخراج التوربين. لتحويل جزء من الطاقة الحركية عند مخرج عداء التوربين إلى طاقة ضغط مفيدة.كما أن استخدام أنبوب السحب له فائدة إضافية تتمثل في السماح بوضع هيكل التوربين فوق غراب الذيل ، مما يجعل أي عمليات تفتيش ضرورية أسهل ويقلل من كمية الحفر المطلوبة للبناء.

أنواع أنبوب السحب

1- الناشر المخروطي أو الأنبوب المتباعد المستقيم - يتكون هذا النوع من أنبوب السحب من ناشر مخروطي بزاوية نصف عادة 10 درجات أو أقل لمنع فصل التدفق ، وعادة ما تستخدم لسرعة منخفضة محددة ، توربينات فرانسيس ذات المحور الرأسي ، هذه الفوهات 90٪ فعال.

2- أنبوب سحب الكوع البسيط - يتكون من أنبوب سحب كوع ممتد. يستخدم عادة عندما يجب وضع التوربين بالقرب من الطريق الخلفي للمساعدة في تقليل تكاليف الحفر ، يجب أن يكون قطر المخرج أكبر ما يمكن لاستعادة الطاقة الحركية في منفذ عداء أنبوب التحويل هذا أقل كفاءة بنسبة 60٪ تقريبًا.

3-كوع المقطع العرضي المتغير يشبه أنبوب سحب الكوع ، باستثناء أن الجزء المنحني عبارة عن مقطع عرضي متغير والمخرج مستطيل ، ويكون الجزء الأفقي من أنبوب السحب مائلًا بشكل عام إلى أعلى لمنع دخول الهواء عند المخرج نهاية.