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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Micro et petites centrales hydroélectriques. Équipements pour micro et petites centrales hydroélectriques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives « MNTO INSET » est spécialisé dans le développement, la production en série et la livraison complète de groupes hydrauliques pour petites CHE jusqu'à 5000 kW et micro CHE d'une capacité de 3 à 100 kW (Fig. 1.2). Les microcentrales hydroélectriques et les unités hydroélectriques pour les petites centrales hydroélectriques produites par MNTO INSET ont des caractéristiques énergétiques élevées et sont conçues pour fonctionner dans une large gamme de pressions et de débits. Il s'agit de sources d'électricité autonomes, respectueuses de l'environnement et à récupération rapide pour la population des zones éloignées et difficiles d'accès, ainsi que pour les petites industries.
L'équipement est produit en série, se distingue par sa fiabilité, ses performances techniques et opérationnelles élevées et ses prix abordables. Les principales solutions techniques utilisées dans la création de l'équipement sont faites au niveau des inventions et sont protégées par des brevets. Il existe une expérience réussie dans l'exploitation d'équipements utilisant des barrages, des canaux, des systèmes d'approvisionnement en eau et d'assainissement existants pour les entreprises industrielles et les installations municipales, des installations de traitement, des systèmes d'irrigation et des conduites d'abreuvement. Turbines hydrauliques pour petites centrales hydroélectriques OJSC "Tyazhmash" conçoit, fabrique et fournit des turbines hydrauliques pour les petites centrales hydroélectriques. À l'heure actuelle, OAO "Tyazhmash" a développé un certain nombre d'unités hydrauliques radiales-axiales unifiées pour les petites centrales hydroélectriques en versions verticale et horizontale (Fig. 1.3) et les turbines à hélices verticales. Les unités hydroélectriques unifiées peuvent être utilisées à la fois dans la construction de nouvelles centrales hydroélectriques et dans la modernisation de celles existantes ou la restauration de celles mises en sommeil. Les caractéristiques des unités hydrauliques développées sont :
L'équipement hydraulique pour les petites centrales hydroélectriques, développé et fourni par OJSC "Tyazhmash", a été créé en tenant compte des conditions spécifiques de son fonctionnement. L'ensemble du groupe hydraulique fonctionne en mode automatique, avec un minimum de supervision et d'entretien périodique. La conception de l'équipement élimine la possibilité de contamination des masses d'eau par les déchets d'huile provenant des systèmes de l'unité hydraulique. Afin de simplifier et de réduire le coût d'installation de l'équipement, il est fourni en blocs agrandis et pour les petites tailles - dans une seule unité, ce qui permet d'économiser considérablement sur le processus d'installation et réduit le temps de mise en service de l'équipement. Les turbines hydrauliques sont équipées d'une instrumentation et d'un système de contrôle automatique de l'unité, ce qui permet de faire fonctionner les équipements en mode automatique sans la présence de personnel de maintenance à la HPP.
Turbine à hélice verticale (Polukaplan) L'hydroturbine à hélice verticale (demi-kaplan) sert d'entraînement pour un générateur de courant triphasé. Le débit d'eau vers la roue à partir de l'entrée d'eau rectangulaire passe à travers les aubes directrices. Les aubes directrices sont conçues pour contrôler le débit d'eau à travers la turbine lorsque la charge sur l'hydrogénérateur change. Les aubes directrices sont également l'élément d'arrêt de la turbine. L'impulseur de la turbine est à quatre aubes, les aubes se réinstallent en fonction de la pression à l'arrêt du groupe hydraulique. L'eau est évacuée de la turbine par un tuyau d'aspiration (cône situé verticalement). Le tuyau d'aspiration est conçu pour une utilisation plus complète de l'énergie du débit d'eau par la turbine. La rotation des aubes directrices est assurée par un servomoteur à travers un anneau de commande flottant. Les servomoteurs des aubes directrices sont commandés par l'automatisme du groupe hydraulique. Un palier de guidage lubrifié à l'eau fixe la position de l'arbre de la turbine et perçoit les charges radiales résultant du déséquilibre mécanique, hydraulique et électrique du rotor. Turbine hydraulique radiale-axiale verticale (Francis) Une turbine hydraulique radiale-axiale verticale (Francis) sert d'entraînement pour un générateur de courant triphasé. Le flux d'eau à travers la chambre en spirale et l'aube directrice est acheminé vers le système d'aubes de la roue et crée un couple sur le rotor de la turbine et le rotor du générateur qui lui sont solidaires. L'eau est évacuée de la roue par un tuyau d'aspiration conique à axe droit. Le maintien d'une fréquence de rotation stable de l'arbre de la turbine est réalisé en modifiant le débit d'eau traversant la roue en faisant tourner les aubes directrices installées dans le trajet d'écoulement de la turbine devant la roue. Les aubes directrices sont commandées par un servomoteur hydromécanique, qui comprend deux servomoteurs, un anneau de commande et des pièces du mécanisme de rotation des aubes. Les servomoteurs des aubes directrices sont commandés par l'automatisme du groupe hydraulique. Pour exclure les déplacements radiaux du rotor pendant le fonctionnement, la turbine est équipée d'un palier de guidage lubrifié à l'eau. Pour éviter la formation de vide derrière les aubes directrices lors de leur fermeture brutale, des clapets anti-vide sont intégrés dans le capot de la turbine. Turbine hydraulique radiale-axiale horizontale (Francis) Une turbine hydraulique radiale-axiale horizontale (Francis) sert d'entraînement pour un générateur de courant triphasé. Le débit d'eau à travers la chambre en spirale et l'aube directrice est acheminé vers les aubes de la roue et crée un couple sur l'arbre de la turbine. L'arbre de la turbine est relié à l'arbre du générateur. Le générateur convertit l'énergie mécanique de rotation en énergie électrique. Le maintien d'une vitesse stable de l'arbre de la turbine est réalisé en modifiant le débit d'eau traversant la roue en faisant tourner les aubes directrices. La rotation des aubes directrices installées devant la roue est effectuée par le système de contrôle automatique de l'unité hydraulique au moyen d'un servomoteur d'entraînement hydromécanique. Servomoteur tourne la bague de réglage reliée aux leviers pour faire tourner les aubes directrices à l'aide de boucles d'oreilles. Des capteurs sont installés sur la tige du servomoteur et sur les aubes directrices pour contrôler la position des aubes directrices. L'eau est évacuée de la roue à travers le cône du tuyau d'aspiration. L'arbre de la turbine tourne dans des paliers lisses équipés d'un système de lubrification par circulation de liquide. Pour assurer une régulation en douceur de la vitesse de consigne lorsque la charge change, un volant d'inertie est installé sur l'arbre de la turbine. Sur la fig. 1.4. l'apparence des différentes roues est représentée, et dans les figures 1.5 et 1.6 les diamètres calculés des turbines.
Turbines cross jet ou double jet rendez-vous Les turbines hydroélectriques à jet croisé (Fig. 1.7) ou doubles fabriquées par Energo-Alliance LLC peuvent être largement utilisées dans tous les domaines de l'économie nationale, des fermes de conduites d'eau potable à l'élimination des rejets d'eau industrielle des entreprises industrielles, du district d'État les centrales électriques et les eaux usées.
Les installations avec turbines à jets croisés peuvent être utilisées lors de l'utilisation de différences de niveaux d'eau à haute altitude (dérivation de pression) et de la vitesse des cours d'eau côtiers, de l'énergie des vagues de la mer et de la vitesse des courants d'eau dans les eaux côtières des mers et des océans, ainsi que l'énergie des vagues du surf. Le fonctionnement de ces centrales électriques ne nécessite pas de carburant coûteux, de lubrifiants, de lignes électriques coûteuses, même les barrages ne sont pas nécessaires dans tous les cas. La production d'électricité est respectueuse de l'environnement. La qualité de l'électricité permet de la revendre au réseau. Il est possible de démonter la turbine hydraulique et de l'installer dans un nouvel emplacement. l'utilisation de Les turbines peuvent être utilisées avec des chutes de 1,5 à 200 mètres. La puissance des turbines hydrauliques peut être modifiée à la fois en modifiant le diamètre de la roue et en modifiant sa longueur. Le rendement élevé de ces turbines, contrairement aux turbines classiques, reste pratiquement dans la plage de 25 à 100 % de puissance, ce qui est très important lorsque les unités fonctionnent à charges partielles. Les turbines sont équipées d'un dispositif de régulation du débit d'eau traversant la turbine en fonctionnement, équipé d'un entraînement manuel ou électromécanique. Les turbines sont également équipées d'un dispositif anti-accélération entraîné par la cargaison. Ce type de turbine est le plus rationnel pour les micro et petites centrales HPP, notamment à faible chute. Dans les mêmes conditions (hauteur, puissance), les unités hydrauliques à turbines à jets croisés sont plus petites, ainsi que les coûts et les dépenses de construction des structures hydrauliques nettement inférieurs, par rapport aux turbines classiques. Intégralité de l'équipement d'installation hydraulique :
Le coût de 1 kW de capacité installée est de 200 à 1300 dollars américains, dans la plage de puissance de l'unité hydroélectrique 500 - 5 kW. Unité hydraulique submersible avec une turbine de type cross-jet (kit modèle), dont l'apparence est illustrée à la fig. 1.8 est utilisé pour produire de l'électricité, utilise l'énergie à grande vitesse du flux des cours d'eau côtiers, ainsi que l'énergie à grande vitesse des courants côtiers dans les eaux des mers et des océans. Débit : à partir de 2 m/s ; puissance : jusqu'à 15 kW ; Paramètres du courant électrique : continu -12, 24 V, variable - 220, 380 V, 50 Hz. Des tests sur modèle ont été effectués. La production devrait démarrer en 2004.
Une unité hydraulique à turbine à jet croisé (Fig. 1.9) utilise des pressions de fluide statiques créées par des barrages ou un système de tuyauterie pour générer de l'électricité. Chutes : de 1,5 à 50 mètres ; Coûts : jusqu'à 7 cu. m/s ; Puissance : jusqu'à 500 kW ; Paramètres du courant électrique : 220, 380 V, fréquence 50 Hz.
Auteur : Magomedov A.M.
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Commentaires sur l'article : Vladimir Les turbines encastrées sont des déchets complets, si elles fonctionnent, alors l'efficacité n'est pas supérieure à 50%. En Ouzbékistan, 6 turbines de 500 kW chacune ont été fournies, pour une raison quelconque, elles ne reçoivent pas plus de 1500 kW ... Anatoly Nous avons besoin d'une turbine d'une puissance de 1 à 3 kW, pour un fonctionnement en eau de mer, avec une perte de charge de 0 à 3 kg/cm2. Le flux est pulsé, avec un changement de direction. Une prise de force est nécessaire dans n'importe quelle direction d'écoulement. Raupov Nasim Mahmadsharipovich Je travaille sur le thème de l'unification, veuillez avoir besoin de données techniques pour les générateurs hydroélectriques unifiés et les turbines hydrauliques avec une gamme de pression et de débit d'eau.
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