توربین آب پلتون

توضیحات

توربین پلتون به طور گسترده‌ای با فشار آب بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ متر استفاده می‌شود که برای نیروگاه‌هایی با فشار آب بالا اما جریان آب کم مناسب است. راننده توسط جریان پاششی که از سرپاش از طریق لوله فشار بالا عبور می‌کند، به شدت تحت تأثیر قرار می‌گیرد. توربین پلتون به دلیل ساختار فشرده، عملکرد پایدار و مدیریت آسان شناخته شده است.

فشار آب قابل استفاده: H=100-1000 متر. برای فشار آب بالا با جریان آب کم، راننده توسط جریان پاششی که از طریق سرپاش از لوله فشار بالا عبور می‌کند، به شدت تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این توربین به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می‌شود. نوع افقی هر کدام ۱-۲ راننده دارد، هر راننده ۱-۲ سرپاش دارد، نوع عمودی فقط یک راننده دارد، هر راننده ۲-۴ سرپاش دارد.

برخی از کاربردها

چرخ‌های پلتون توربین مورد نیاز برای تولید انرژی هیدروالکتریک هستند، زمانی که منبع آب موجود دارای فشار هیدرولیک نسبتاً بالا در نرخ جریان کم است، که چرخ پلتون در این حالت کارایی بیشتری دارد. بنابراین، می‌توان از منبع آب با فشار بالا و جریان کم بیشتر انرژی به دست آورد تا از منبع با فشار پایین و جریان بالا، حتی اگر این دو جریان به طور نظری همان توان را دارند. همچنین مقدار مشابهی از مواد لوله برای هر دو منبع مورد نیاز است، یکی نیاز به لوله بلند و نازک دارد و دیگری نیاز به لوله کوتاه و گسترده دارد. چرخ‌های پلتون در اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند. چرخ‌های پلتون چند تنی که روی محامل روغنی عمودی در نیروگاه‌های هیدروالکتریک نصب شده‌اند وجود دارد. بزرگترین واحدها می‌توانند تا ۲۰۰ مگاوات باشند. کوچکترین چرخ‌های پلتون فقط چند اینچ قطر دارند و می‌توانند برای استفاده از نیروی جریان‌های کوهستانی با جریان چند گالن در دقیقه استفاده شوند. برخی از این سیستم‌ها از تجهیزات آبی خانگی برای تحویل آب استفاده می‌کنند. این واحدهای کوچک برای استفاده با سر افت ۳۰ متر یا بیشتر توصیه می‌شوند تا توان معناداری تولید کنند. بسته به جریان آب و طراحی، چرخ‌های پلتون بهترین عملکرد را با فشار آب بین ۱۵ متر تا ۱۸۰۰ متر دارند، اگرچه حد نظری وجود ندارد.

ویژگی‌ها

• طراحی اختصاصی برای فشار آب بالا: به طور خاص برای منابع آب با فشار بالا (معمولاً ≥100 متر و برخی مدل‌ها می‌توانند چند هزار متر را پوشش دهند) و جریان آب کم مناسب است. به طور موثر انرژی پتانسیل آب را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند و کارایی آن در سناریوهای فشار بالا به طور قابل توجهی بیشتر از سایر انواع توربین است.
• تبدیل انرژی ایمپالسی: جریان آب فشار بالا را از طریق سرپاش‌ها به جریان‌های پاششی با سرعت بالا تبدیل می‌کند که مستقیماً بر روی پرهای شکل ظرفی راننده ضربه می‌زنند. جریان آب فقط با سطوح پره (بدون پر کردن کانال جریان) تماس می‌گیرد و فرآیند تبدیل انرژی در "لحظه ضربه" متمرکز می‌شود که منجر به تنش ساختاری واضح‌تر می‌شود.
• نیاز کم به کیفیت آب: چون جریان آب از کانال‌های جریان پیچیده (مانند حلزون و پره‌های هدایت‌کننده) عبور نمی‌کند، کمتر ممکن است از داخل بلوکه شود یا توسط رسوبات و آلودگی‌های آب خراب شود. دارای چرخه نگهداری طولانی‌تری است و برای منابع آب با کیفیت نسبتاً پیچیده، مانند آب‌های کوهستانی مناسب است.
• تنظیم انعطاف‌پذیر خروجی: می‌توان با افزایش یا کاهش تعداد سرپاش‌های در حال کار (مثلاً مدل‌های ۲ سرپاشی یا ۴ سرپاشی) یا تنظیم قطر جریان پاششی هر سرپاش، تنظیم گام‌به‌گام یا پیوسته خروجی واحد را انجام داد تا نیازهای نوسانی بار شبکه را برآورده کند.
• ساختار ساده و نگهداری آسان: اجزای اصلی فقط شامل سرپاش‌ها، راننده‌ها و پوشش‌ها هستند، بدون مکانیزم‌های هدایت آب پیچیده (مانند پره‌های هدایت‌کننده توربین‌های واکنشی). دارای دشواری نصب کمی است و نگهداری روزمره عمدتاً بر روی احتراق سرپاش‌ها و تمیز کردن راننده متمرکز است و هزینه‌های آن قابل کنترل است.