Гідротурбіна Оссбергера

Гідротурбіна Оссбергера

Понад 10 000 інсталяцій у 111 країнах світу.

Проточні турбіни завжди індивідуально пристосовуються до робочих умов дома їх експлуатації - перепад (натиск)/витрата.

"Простота принципу" - цей девіз був використаний при розробці проточної турбіни, розрахованої на її надійну постійну роботу протягом кількох десятиліть, і тому вона може експлуатуватися без спеціальних засобів та інструментів, призначених для технічного обслуговування. Навіть нефахівці можуть її встановити та ввести в експлуатацію.

Робочий діапазон турбіни

• Висота перепаду: H = 3…200 м
• Витрата води: Q = 0,03 . . . 13 м? / сек
• Потужність: N = 5 . . . 3000 кВт

Принцип проточної турбіни Оссбергер

Проточна турбіна - це радіальна, напірноструминна турбіна із середнім напором, з тангенційною подачею води на лопатки робочого колеса, з горизонтальним валом. За своїми специфічними оборотами вона відноситься до тихохідних турбін. Потік води регулюють напрямні пристрої таким чином, що вода надходить по лопатковому вінцю у внутрішній простір робочого колеса, потім проходить по другому віночку лопаткового з внутрішнього простору колеса назовні, в простір корпусу турбіни. З корпусу турбіни вода витікає вільно або за допомогою всмоктувальної труби, у водобійний колодязь під турбіною.

На практиці цей перебіг води в робочому колесі забезпечує ефект самоочищення. Ті частинки бруду, які при вході води на робоче колесо вдавлюються між лопатками, після половини обороту колеса витягуються відцентровою силою і водою, що протікає, знову назовні з простору робочого колеса, а потім змиваються в водобійний колодязь.

Якщо об'єм води у водному потоці змінний, то проточна турбіна встановлюється як двокамерна. Стандартний поділ напускних камер знаходиться у співвідношенні 1: 2. Вужча камера обробляє невеликий, а ширша камера - середня витрата води. Спільно обидві камери оброблять повну витрату води. Завдяки цьому поділу використовується обсяг води в межах повної витрати води до 1/6 від оптимального ККД. Проточні турбіни, таким чином, дуже ефективно, тобто з ККД більше 80% використовують також сильно змінюється витрата води в річках.

 

Загальний ККД проточних турбін для невеликих перепадів (напорів) та потужностей у всьому діапазоні витрати води досягає 84% . Для середніх і великих турбін для більш високих перепадів досягається ККД 87% .

На малюнку 3 показані переваги проточних турбін у режимі часткового навантаження. Річковий стік часто кілька місяців на рік має дуже невелику витрату води. У ці місяці можливість вироблення електроенергії залежить від графіка ККД відповідної турбіни. Турбіни з високим піковим ККД, але недостатнім ККД при низькій витраті води, досягають у місцях з витратою води, що змінюється, більш низьку річну виробку, ніж турбіни з плоскою кривою ККД.

 

Система направляючого апарату

У розділеній проточній турбіні робоча вода прямує двома збалансованими силовими профільними регулюючими заслінками. Вони поділяють струмінь води, компенсують її та забезпечують надходження води на робоче колесо без удару – незалежно від ширини камер. Обидві поворотні регулюючі заслінки точно встановлені в корпусі турбіни і при невеликих перепадах можуть служити як пристрій закриття турбіни. Тому немає необхідності використовувати запірну арматуру між напірним трубопроводом та турбіною. Обидві регулюючі заслінки незалежно один від одного оснащені подовженими плечима, до яких підключено автоматичне або ручне регулювання. Регулюючі заслінки встановлені в самостійних втулках і не вимагають проведення будь - якого технічного обслуговування.

Корпус проточних турбін виготовлений з конструкційної сталі, він дуже масивний, стійкий до ударів та морозу.

Робоче колесо

Найважливішою частиною турбіни є робоче колесо. Воно оснащене лопатками, виготовленими згідно з перевіреними методами з чисто обробленої, тягнутої, профільної сталі. Лопатки з обох боків вставлені в кінцеві диски та зварені відповідно до спеціальних методів із внутрішніми дисками робочого колеса. Залежно від розміру, робоче колесо має до 37 лопаток. Лінійно скошені лопатки створюють лише невелике осьове зусилля, тому немає потреби у посиленні аксіальних/осьових підшипників зі складним закріпленням і мастилом. У робочих коліс великої ширини лопатки багаторазово підтримуються вкладеними дисками. Робочі колеса перед остаточним складанням турбіни ретельно балансуються і проходять дефектоскопічний контроль.

Підшипники

Проточні турбіни оснащені стандартними, самовстановлюваними, роликовими підшипниками, що мають у водяній турбіні безперечні переваги, такі як невеликий опір коченню та просте технічне обслуговування. Конструкція корпусу підшипників запобігає просоченню води в підшипники та контакт мастильного матеріалу з робочою водою. Це суттєва властивість патентованої конструкції корпусу підшипників проточних турбін нашої конструкції. Одночасно робоче колесо за допомогою розміщення підшипників центроване у корпусі турбіни. Це винахідливе технічне рішення доповнюють елементи ущільнювачів, що не вимагають технічного обслуговування. Окрім щорічної зміни мастила посадка деталей не потребує жодного технічного обслуговування.

Всмоктувальна труба та випускний трубопровід

В принципі, проточна турбіна є турбіною з вільним рівнем води. Але для середніх і низьких перепадів (напорів) не обійтися без труби, що всмоктує. Вона призначена для того, щоб машинне відділення було захищене від повені та одночасно можна було скористатися всією висотою перепаду без втрат. У турбіни з вільним рівнем, з широкою областю застосування, водяний стовп у трубі, що всмоктує, повинен бути керованим. Це забезпечує регулювальний аераційний вентиль, що впливає на розрядження в корпусі турбіни. Таким чином, можна оптимально використовувати турбіни з висотою всмоктування від 1 до 3 м без загрози небезпеки виникнення кавітації. Крім того, створення всмоктуючого трубопроводу як сталевий колектор значно знижує витрати на спорудження основи при низьких перепадах (напорах),

Експлуатаційні властивості

У проточних турбін нашої конструкції відсутня кавітація, тобто відпадають необхідність розташування робочого колеса під рівнем нижньої води, пов'язані з цим витрати на будівництво, і зникають експлуатаційні недоліки.

Для перепаду до 90 м у виробництві використовується стандартна, конструкційна сталь. Для перепадів 90 – 120 м робоче колесо поставляється вже з високоміцної нержавіючої сталі. Для перепадів понад 120 м уся турбіна виготовлена з нержавіючої сталі, включаючи корпус та деталі трубопроводу.

Звичайне число оборотів проточних турбін, переважно, у 2 - 3 разу більше номінальних оборотів. Це дозволяє використовувати генератори серійного виробництва.

Економічні переваги

Зростаюче шанобливе ставлення людей до навколишнього природного середовища посилює потребу суспільства у використанні природних сил без зайвого обтяження навколишнього природного середовища, наприклад, шляхом виробництва електроенергії від поновлюваних джерел енергії. Однак використання гідроелектростанцій обмежується важливим фактором: високими інвестиційними витратами, пов'язаними з проектуванням та плануванням, розрахунком, конструкцією, а також оснащенням будівництва машинами та механізмами.

Тому інженери – консультанти та конструктори турбін намагаються знизити загальні витрати шляхом стандартизації водяних турбін. Цей шлях підходить для великих турбін, але для невеликих водяних турбін це призводить до проблем при розрахунках, що стосуються пропонованого перепаду (напору) та діапазону зміни витрати води протягом року.