斜擊式水輪機

斜擊式水輪機

斜擊式水輪機(inclined jet turbine;Turgo impulseturbine)衝擊式水輪機的一種。主要由噴嘴和轉輪等組成。轉輪由外輪圈、內輪轂和其問所固定的若干單碗形斗葉組成。噴嘴射流以22.5°的角度斜沖轉輪正面的葉片後從背面流出。結構簡單、造價低廉,但效率低。僅套用於小型電站。適用水頭為20~100 m。

基本介紹

  • 中文名:斜擊式水輪機
  • 外文名:inclined jet turbine
  • 學科:電力工程
  • 結構組成:噴嘴和轉輪
  • 噴嘴射流角度:22.5°
  • 特點:水斗呈勺狀
結構,噴嘴,轉輪,軸承與機殼,基本工作原理,套用範圍,

結構

衝擊型的斜擊式水輪機,由手動調速閥門(有的為噴針)、噴嘴、轉輪,機殼、軸承及軸密封組成。
斜擊式水輪機的噴嘴方向與轉輪的轉動平面成一交角(一般為22.5°),射流斜向衝擊葉輪。

噴嘴

噴嘴裝在壓力水管手動調速閥門之後。噴嘴是一個圓錐管,隨著圓錐管斷面面積逐漸變小,水流逐漸加速,在噴嘴出口形成高速射流,衝擊轉輪。
為了調節流量,控制機組出力,這種機組運行較好,效率較高。有的微型機組用閘閥進行調節。

轉輪

轉輪是水輪機的心臟,較大容量的斜擊式轉輪,其葉片為複雜,斷面是流線型(如飛機的翼型),生產製造工藝要求較高。而對於微型斜擊式轉輪,為簡化生產工藝,降低成本,做成半球型葉片。轉輪的葉片是用厚為2毫米的鋼板在沖床上衝壓出來,經切邊修整而成,一個葉輪一般由18~22個葉片組成。將葉片組裝焊接而成轉輪,整個製造工藝簡單。斜擊式轉輪如下圖所示。
斜擊式轉輪斜擊式轉輪
半球型與翼型葉片轉輪經電站運行實踐說明,半球型轉輪與翼型轉輪相對比,性能相差不大,半球型轉輪的效率略低於翼型轉輪。

軸承與機殼

軸承是支承水輪發電機轉動部分重量和軸向推力、以及轉動時承受徑向力的裝置。微型水輪機一般有一個止推滾柱軸承和單列向心球軸承。
機殼是微型水輪發電機組的支架,機殼固定在機墩上。

基本工作原理

斜擊式水輪機工作時,水流從壓力水管流經噴嘴,形成一股高速射流,射流與轉輪平面成22.5°方向衝擊著轉輪葉片。做功後的水流從輪葉出水邊流出,沿尾水渠排至下游。
為了保證射流自由出流,水輪機轉輪必須裝在尾水渠水位以上,轉輪距離尾水渠水位不小於0.5米。
1、水能轉換為機械能
水輪機是水能轉換為機械能的機器,描述水能的參數為水頭(H米)和流量(Q米3/秒)。描述水輪機的工作參數為水頭(H米)、流量(Q米3/秒)、功率(N千瓦),轉速(n轉/分)和效率(η%)。
水流射到輪葉,輪葉改變了水流運動方向,也就是輪葉給水流作用力,根據作用反作用定律,水流即給以輪葉一個反作用力。造成輪葉繞軸心轉動,從而帶動發電機或其它加工機械,這就是水能轉換為機械能的過程。
2、影響水輪機輸出功率的因素
水輪機的額定功率,是指在額定水頭和額定流量下,水輪機所輸出的軸功率。當水輪機實際工作水頭小於水輪機製造廠提出的額定水頭時,儘管進水閥門全開,水輪機功率還是小於額定功率,發電機不能帶額定負荷。此時如發電機帶銘牌出力的用電負荷,表現為電壓不足,周波下降,不能啟動電動機,電燈發紅。水輪機的實際出力就不能達到銘牌出力。另一種情況,閥門開度不足,或進水口污物堵塞,影響進水量,同樣,水輪機不能發足額定功率。
水輪機輸出功率除了與水頭大小、流量大小有密切關係之外,還與水輪機的效率有關。水流的能量在轉換為機械能的過程中,因流量、水頭都有損耗,水流在轉輪流動過程又存在撞擊、摩擦損失,至使水輪機的輸出機械能小於水能。水輪機軸輸出功率與輸入水輪機水能(功率)的比值,稱為水輪機的效率。

套用範圍

斜擊式水輪機主要組成部分與水斗式類似,也有噴嘴和帶水斗的工作輪,其不同的地方有以下幾點:
1、噴嘴的安放位置與工作輪不在同一平面內,而與此平面成一角度,此角度稱斜射角。
斜射角斜射角
2、水斗呈勺狀,射流由水斗一側進入從另一側流出,有軸向力.
3、水斗外圓有外輪環,即增加葉片強度,又減少一部分風阻損失.
斜擊式水輪機占有獨特的套用範圍,在比速行n=30~70範圍內,混流式水輪機不適用,單噴嘴水斗式水輪機達不到該比速,而雙擊式水輪機效率又太低。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們