1. 水轮机磨损的原理
每年要检修一次!还要看机械磨损程度!水轮机在水质好的地方一般都是十年左右才大修一次!发电机就更久了!
2. 水轮机基本原理
反击式水轮机是水轮机的一种。水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械。水轮机按工作原理分为反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机的工作原理是在一个圆锥形筒的下端焊接两个或更多个出水曲管,圆锥形筒可绕中心竖直轴自由转动、往筒里灌水,水从下端曲管中流出时产生沿水流方向的加速度,根据牛顿第三定律,水以相反方向的力作用于曲管上。
这样,圆筒在水流的反作用力作用下,绕竖直轴转动,直到筒中的水流尽为止。
3. 水轮机的机械损失
水轮机轴每分钟旋转的次数。水轮机转速通常用n表示,单位为r/min。当水轮机与发电机直接联接时,所选定的水轮机转速应符合发电机同步转速的要求(参见水轮发电机额定转速)。
水轮机额定转速的确定,需综合考虑各种条件和要求,进行技术经济比较。在保证较高工作效率的前提下,转速高可以减小发电机尺寸和重量,降低其造价,但提高转速后水轮机转轮的应力将增大,飞逸转速将增高,此外还需考虑空化和稳定性的变化。
当水轮机突然甩去全部负荷与电力系统解列,轴输出功率为零时,如调速机构失灵或其他原因,导水机构不能关闭,水轮机转速将迅速升高。当水流能量与转速升高后的机械摩擦损失等能量平衡时,转速达到某一最大值,这个转速称为水轮机飞逸转速。其数值随水轮机型式和开度不同而异,可达额定转速的1.8~3.0倍,对机组的设计和制造都有较大影响。水轮机的飞逸转速根据水轮机模型试验的飞逸特性计算确定。水轮机和发电机的结构强度需满足飞逸转速的要求。
4. 水轮机泥沙磨损特征
①能源的再生性。由于水流按照一定的水文周期不断循环,从不间断,因此水力资源是一种再生能源。所以水力发电的能源供应只有丰水年份和枯水年份的差别,而不会出现能源枯竭问题。但当遇到特别的枯水年份,水电站的正常供电可能会因能源供应不足而遭到破坏,出力大为降低。
②发电成本低。水力发电只是利用水流所携带的能量,无需再消耗其他动力资源。而且上一级电站使用过的水流仍可为下一级电站利用。另外,由于水电站的设备比较简单,其检修、维护费用也较同容量的火电厂低得多。如计及燃料消耗在内,火电厂的年运行费用约为同容量水电站的10倍至15倍。因此水力发电的成本较低,可以提供廉价的电能。
③高效而灵活。水力发电主要动力设备的水轮发电机组,不仅效率较高而且启动、操作灵活。它可以在几分钟内从静止状态迅速启动投入运行;在几秒钟内完成增减负荷的任务,适应电力负荷变化的需要,而且不会造成能源损失。因此,利用水电承担电力系统的调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务,可以提高整个系统的经济效益。
④工程效益的综合性。由于筑坝拦水形成了水面辽阔的人工湖泊,控制了水流,因此兴建水电站一般都兼有防洪、灌溉、航运、给水以及旅游等多种效益。另一方面,建设水电站后,也可能出现泥沙淤积,淹没良田、森林和古迹等文化设施,库区附近可能造成疾病传染,建设大坝还可能影响鱼类的生活和繁衍,库区周围地下水位大大提高会对其边缘的果树、作物生长产生不良影响。大型水电站建设还可能影响流域的气候,导致干旱或洪水。特别是大型水库有诱发地震的可能。因此在地震活动地区兴建大型水电站必须对坝体、坝肩及两岸岩石的抗震能力进行研究和模拟试验,予以充分论证。这些都是水电开发所要研究的问题。
⑤一次性投资大。兴建水电站土石方和混凝土工程巨大;而且会造成相当大的淹没损失,须支付巨额移民安置费用;工期也较火电厂建设为长,影响建设资金周转。即使由各受益部门分摊水利工程的部分投资,水电的单位千瓦投资也比火电高出很多。但在以后运行中,年运行费的节省逐年抵偿。最大允许抵偿年限与国家的发展水平和能源政策有关。抵偿年限小于允许值则认为增加水电站的装机容量是合理的。
5. 水轮机工作原理
借助于特殊导水机构引出具有动能的自由射流,冲向转轮水斗,使转轮旋转做功,从而完成将水能转换成机械能的一种水力原动机。
冲击式水轮机适用于高水头、小流量的电站,它将来自压力管道的水,经喷嘴后转换为高速射流,切向冲击转轮,推动转轮旋转,从而带动发电机转子转动发电。在冲击式水轮机中,以工作射流与转轮相对位置和做工次数的不同,可分为切击式水轮机、斜击式水轮机和双击式水轮机。