Пелтонская турбина

Описание

Турбина Пельтона широко используется при напоре воды от 100 до 1000 метров, что подходит для электростанций с высоким напором, но малым расходом воды. Рабочее колесо работает за счет сильного воздействия струи, поступающей из сопла через высоконапорный трубопровод. Турбина Пельтона считается компактной, стабильно работающей и легкой в управлении.

Применяемый напор воды: H=100-1000 м. Используется для высокого напора воды при малом расходе, рабочее колесо работает за счет сильного воздействия струи, которая переключается через сопло из высоконапорного трубопровода. Существует вертикальный и горизонтальный типы. У горизонтального типа может быть 1-2 рабочих колеса, каждое колесо имеет 1-2 сопла, у вертикального типа только одно рабочее колесо, каждое колесо имеет 2-4 сопла.

Применение

Колеса Пельтона являются предпочтительными турбинами для гидроэнергетики, когда доступный источник воды имеет относительно высокий гидравлический напор при низких расходах, где колесо Пельтона наиболее эффективно. Таким образом, больше энергии можно извлечь из источника воды с высоким давлением и низким расходом, чем из источника с низким давлением и высоким расходом, даже если теоретически оба потока содержат одинаковую мощность. Также требуется сопоставимое количество материала для труб для каждого из двух источников, один требует длинную тонкую трубу, а другой короткую широкую. Колеса Пельтона выпускаются всех размеров. Существуют многотонные колеса Пельтона, установленные на вертикальных масляных подшипниках в гидроэлектростанциях. Самые крупные установки могут достигать 200 мегаватт. Наименьшие колеса Пельтона имеют всего несколько дюймов в диаметре и могут использоваться для получения энергии из горных ручьев с расходом нескольких галлонов в минуту. Некоторые из этих систем используют бытовые сантехнические приборы для подачи воды. Эти малые установки рекомендованы для использования при тридцати метрах или более напора, чтобы вырабатывать значительные уровни мощности. В зависимости от расхода воды и конструкции, колеса Пельтона лучше всего работают при напорах от 15 до 1800 метров, хотя теоретических ограничений нет.

Характеристики

• Специализированный дизайн для высокого напора: специально предназначена для источников воды с высоким напором (обычно ≥100 метров, некоторые модели могут обрабатывать несколько тысяч метров) и низким расходом. Эффективно преобразует потенциальную энергию воды в кинетическую, и ее эффективность значительно выше, чем у других типов турбин, в условиях высокого падения.
• Импульсное преобразование энергии: преобразует высоконапорный поток воды в высокоскоростные струи через сопла, которые непосредственно воздействуют на лопасти в форме ведер на рабочем колесе. Поток воды контактирует только с поверхностью лопастей (не заполняя канал потока), и процесс преобразования энергии сосредоточен в "моменте удара", что приводит к более четкому структурному напряжению.
• Низкие требования к качеству воды: поскольку поток воды не проходит через сложные каналы потока (например, спиральные камеры и направляющие лопасти), он менее склонен к внутренним засорам или износу, вызванным осадками и примесями в воде. Он имеет более длительный цикл обслуживания и подходит для источников воды с относительно сложным качеством, таких как в горных районах.
• Гибкое регулирование выходной мощности: можно достичь ступенчатого или непрерывного регулирования выходной мощности путем увеличения или уменьшения числа работающих сопел (например, модели с 2-мя или 4-мя соплами) или изменения диаметра струи индивидуальных сопел, адаптируясь к потребностям колебаний нагрузки сети.
• Простая конструкция и легкое обслуживание: основные компоненты включают сопла, рабочие колеса и корпуса, без сложных механизмов направления воды (например, направляющих лопастей реактивных турбин). Установка проста, а ежедневное обслуживание в основном сосредоточено на износе сопел и очистке рабочего колеса, с контролируемыми затратами.