Dvokomorne protočne turbine

Naše protočne turbine su izrađene prema tehničkoj koncepciji firme Ossberger. Proizvode se od standardizovanih delova kombinovanih na osnovu podataka od kupca tj. prema protoku vode i prema padu na lokalitetu. Ovakav  modularni sistem omogućava istovremeno kratke rokove isporuke i povoljne cene.

Protočne turbine se karakterišu dugim životnim vekom i gotovo ne zahtevaju održavanje. Tokom rada ne zahtevaju nikakve skupe ni složene zamene rezervnih delova, a većinu popravaka je moguće vršiti na samom mestu instalacije. Karakteristična prednost protočnih turbina je mogućnost njihove upotrebe u sistemima pitke vode, a to čak i u veoma dugim cevovodima jer tokom rada ne izazivaju nepoželjan hidraulični udar i ne utiču na kvalitet pitke vode. Navedene osobine je naša firma proverila u mnogim zemljama sveta.

Oblast primene turbine

  • Visina pada: H = 5… 200 m
  • Protok: Q = 0,03… 13 m³/s
  • Snaga: N = 10… 3 500 kW

Princip dvokomorne protočne turbine

Protočne turbine su radijalne, blago reakcione turbine sa tangencijalnim rasporedom lopatica radnog kola i sa horizontalnom osovinom. Spada u sporookretne turbine. Tok vode dolazi dovodnim cevovodom kroz regulacione klapne i dospeva u  radno kolo turbine. Posle prolaska kroz radno kolo voda izlazi na njegovoj suprotnoj strani i na taj način povećava ukupnu efikasnost turbine. Iz kućišta turbine voda otiče ili slobodno ili sifonom u odvod ispod turbine. 

 

Sl.1: Horizontalni dotok Sl.2: Vertikalni dotok

U praksi tok vode u radnom kolu obezbeđuje efekat samočišćenja turbine. Nečistoće koje prođu preko lopatica pri ulasku vode u prostor radnog kola se posle njegovog okretaja izbacuju centrifugalnom silom. Protokom vode napolje iz prostora radnog kola odlazi u odvod.

Ukoliko je protok vode promenljiv, protočna turbina se projektuje kao dvokomorna. Standardna raspodela dovodnih komora je u odnosu 1:2. Uža komora obrađuje mali protok vode, dok šira komora radi sa srednjim protokom. Obe komore zajedno obrađuju puni protok. Zahvaljujući tome je moguće koristiti protoke u rasponu od 12 % do 100 %, a turbina već počinje raditi kada je na raspolaganju samo 6% projektnog protoka.

Efikasnost turbine

Ukupna efikasnost protočnih turbina kod malih padova  kreće se između  80-84% po celom obimu protoka. Maksimalan učinak srednje velikih i velikih turbina kod većeg pada dostiže 87%.

Prednosti protočne turbine u oblasti delimičnog protoka su prikazane pomoću dimagrama No.3. Protoci u rekama su često nekoliko meseci u godini veoma mali u poređenju sa projektovanim protokom turbine. Proizvodnja električne energije u ovim mesecima zavisi od sposobnosti turbine da efektivno koristi te smanjene protoke. 

Naše dvokomorne protočne turbine sa ravnom krivom učinka dostižu celokupno veću godišnju proizvodnju energije nego turbine koje dostižu veliki učinak prilikom punog protoka, ali prilično nizak učinak prilikom smanjenog protoka.

Sl.3: Grafikon učinka protočne turbine sastavljen od 3 krive učinka pri regulaciji podeljenim klapnama u odnosu 1:2, u poređenju sa Fransisovom turbinom.

Kućište turbine

Kućište protočne turbine je proizvedeno od čelika, veoma je robusno i otporno na udare i mraz. U slučaju visokog sadržaja abrazivnih materija u vodi (npr. pesak, glina) ili u slučaju da se sastav vode smatra agresivnim (npr. morska voda, kisela voda), svi delovi turbine koji dolaze u dodir sa vodom su proizvedeni od nerđajućeg čelika.

Regulacione klapne

U razdeljenoj protočnoj turbini je voda usmerena pomoću dve profilne klapne koje dele vodeni mlaz, izjednačavaju ga i omogućavaju njegov ravnomeran ulazak u prostor radnog kola  – nezavisno od širine komora. Obe okretne regulacione klapne su precizno postavljene u kućištu turbine, a pri manjim padovima mogu služiti i kao predturbinski ventil turbine. U tom slučaju nije potrebno koristiti predturbinski ventil između cevovoda i turbine. Obe regulacione klapne nezavisno jedna od druge imaju poluge na koje je priključena automatska ili ručna regulacija. Regulacione klapne su smeštene u visokootpornim kliznim ležajevima i ne zahtevaju nikakvo održavanje. Turbina je u mogućnosti da se zatvori uz pomoć gravitacije u sličaju isključenja iz mreže.

Sl.4: Konstrukcija dvokomorne protočne turbine

Radno kolo

Najvažniji deo turbine je radno kolo. Sastoji se od lopatica koje su proizvedene prema proverenom postupku od preciznog hladno valjanog, profilisanog čelika. 

Prema stvarnim hidrauličnim podacima se za njihovu proizvodnju upotrebljava konstrukcijski čelik ili nerđajući čelik. Oba kraja lopatica su smeštena u bočnim diskovima kola zavarena na specijalan način sa unutrašnjim diskovima kola.

U zavisnosti od veličine može radno kolo da ima čak do 37 lopatica. Linearno nagnute lopatice stvaraju samo neznatnu aksijalnu silu, tako da nisu potrebni ojačani aksijalni ležajevi sa složenim pričvršćivanjem i podmazivanjem. Kod radnih kola sa većom širinom su lopatice višestruko ojačane unutrašnjim diskovima. Kola su pre finalne montaže turbine pažljivo balansirana i prolaze kroz defektoskopsku kontrolu.

Ležajevi

Protočne turbine su opremljene samopodesivim valjkastim ležajevima koji imaju neosporne prednosti kao što je mala sila trenja i lako održavanje. Konstrukcija kućišta ležajeva sprečava da voda procuri u ležajeve i kontakt maziva sa vodom, što je veoma važna osobina naših protočnih turbina. Istovremeno je radno kolo pomoću pozicije ležajeva izvan vodnog prostora  centrirano u kućištu turbine. To praktično tehničko rešenje dopunjavaju zaptivni elementi koji ne zahtevaju nikakvo održavanje. Osim jednogodišnje zamene maziva ležajevi ne iziskuju nikakvo održavanje. Štaviše, primenjeno tehničko rešenje omogućava jednostavnu zamenu radnog kola bez demontiranja cele turbine.

Sifon

Protočna turbina je turbina sa slobodnim protokom vode kao i Peltonova turbína. Međutim, u oblasti srednjih i niskih padova se može koristiti i sifon. Time je moguće iskoristiti celu visinu pada. Vodeni stub u sifonu mora biti pod kontrolom. To obezbeđuje podesivi vazdušni ventil koji utiče na usisni pritisak u kućištu turbine. Na taj način mogu biti maksimalno iskorišćene turbine sa visinom sifona od 1 do 3 m, a da ne preti opasnost od nastanka kavitacije.

Primena

  • 10 kW- 3500 kW/ po jednoj turbini
  • Raspon visine pada: 5-200 m
  • Rečne  MHE
  • MHE  na branama
  • MHE  sistemima pitke vode
  • MHE  u sistemima otpadnih voda
  • MHE za elektrifikaciju udaljenih oblasti

 

Prednosti

  • Povećana godišnja proizvodnja omogućena je visokim stepenom iskorišćenja vodotoka od 12% do 100% protoka
  • Pokretanje turbine pri samo 6% protoka
  • Prilagođena  konstrukcija za svaku instalaciju
  • Radno kolo bez opasnosti od začepljenja
  • Mogućnost rada pri promenljivoj visini pada
  • Jednostavna instalacija i minimalni građevinski radovi
  • Gotovo ne zahteva održavanje
  • Visoka otpornost na prisustvo stranih predmeta u vodi
  • Kvalitet proveren na više od 10.000 instalacija po celom svetu