各种水轮机的特点(各种水轮机的特点和用途)

海潮机械 2023-01-28 18:02 编辑:admin 219阅读

1. 各种水轮机的特点和用途

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。

2. 水轮机知识

水头是指上游蓄水的水平面至水轮机入口的垂直高度。代表了水的位能(势能)。水头越高,位能越大,同等流量能发的电也就多。水利水电工程是中国重要的基础设施和基础产业。本专业以水利枢纽(水坝、水闸、水电站等)为主要对象,学生主要学习水利水电工程建设所必需的数学、力学和工程结构、水利水能经济计算等方面的基本理论和基本知识。

掌握必要的工程设计方法、施工管理方法和科学研究方法,具有水利水电工程及相关工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的基本能力。

毕业生具备较强的择业竞争力和较宽的就业适应能力。2011年两会一号文件首次聚焦水利,未来很长一段时间内国家将会加大对于水利的投入,但目前大型水利工程就全国来说已基本建设完成,大型水电开发主要集中在云贵川三省和西藏的一些地方。

大型水利工程的海外市场非常活跃,主要集中在东南亚,巴基斯坦,非洲等地。

3. 水轮机的优缺点

1.比转速高、能量特性好。因此,它的单位转速和单位流量高于混流式水轮机,在同样水头、出力条件下,它比采用混流式水轮机可以大大缩小水轮发电机组的尺寸,减轻机组重量,节约材料消耗,所以经济效益高。

2.轴流式水轮机转轮叶片表面形状和表面粗糙度在制造中容易达到要求。轴流转桨式水轮机由于叶片可以转动,平均效率较混流式高,在负荷和水头变化时,效率变化不大。

3.轴流转桨式水轮机转轮叶片可以拆卸,便于制造和运输。

4. 各种水轮机的特点和用途图片

水电厂的发电机都为同步电机,它能把原动机(水轮机)的机械能转变成电能。当转子被原动机拖动旋转时,定子绕组不断切割磁力线,就在其中感应出电动势。导线切割磁力线能产生感应电动势,将导线连成闭合回路,就有电流通过,同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。

发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但是不能向负载提供无功功率,而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联,或者并接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围,只能较多地应用于小型自动化水电站。

水轮发电机结构形式有以下几种:

1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。

2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。

3)贯流式结构贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。

5. 水轮机的结构及作用

发电机由定子和转子两部分组成。

定子包括外壳,铁芯和定子线圈。

转子包括转轴,铁芯和转子线圈。

由动力装置(汽轮机,水轮机,汽油机等)使发电机转子转动,在转子线圈上通入直流电,这样就会形成一个旋转磁场。这个旋转磁场在发电机内部转动,就会使定子线圈受到磁力线的切割而产生感应电势。把定子线圈与外电路接通,发电机就会输出电流。就这么简单。