• Čeština
  • English
  • Română
  • Српски језик
  • Srbski
  • Русский
  • Español
  • Türkçe
  • Bahasa Indonesia
  • Bosanski
  • Hrvatski
  • македонски јазик
  • Slovenščina
  • Ελληνικά

Проточне турбине

Проточне турбине увек су индивидуално прилагођене радним условима локалитета (пад/проток).

”Једноставан принцип” био је мото при развоју проточне турбине, која је пројектована за поуздани трајни рад током неколико деценија и може се користити без специјалних средстава и алата за одржавање. И лица која нису стручњаци могу је монтирати и покренути њен рад.

Област примене турбине

  • Висина пада: H = 5… 200 m
  • Проток: Q = 0,03… 16 m³/s
  • Снага: N = 10… 7 000 kW

Принцип рада проточне водне турбине 

Проточна турбина је радијална, благо реакциона турбина, са тангенцијалним распоредом лопатица обртног кола, са хоризонталним вратилом. Према специфичним обртајима спада међу спороходне турбине. Разводни систем усмерава водни млаз тако, да кроз венац лопатица улази у унутрашњи простор обртног кола и даље наставља кроз други проток са унутрашње стране обртног кола напоље до кућишта турбине. Из кућишта турбине вода отиче или слободно, или сифоном у одвод испод турбине. 

Сл.1: Хоризон¬тални доток
Сл.2: Вертикални доток

У пракси овакав ток воде у обртном колу обезбеђује ефекат самочишћења. Нечистоће које при уласку воде у обртно коло упадну међу лопатице, под дејством центрифугалне силе и протока воде избацују се након половине сваког обртаја поново напоље ван простора обртног кола и одлазе у одвод.

Уколико је количина воде у водном току променљива, проточна турбина се конструише као двокоморна. Стандардна расподела доводних комора је у односу 1:2. Ужа комора прима мали проток воде, а шира комора средњи проток. Обе коморе заједно примају пун проток. Таквом расподелом количина воде искоришћена је у распону пуног протока са оптималним учинком све до његове 1/6. Проточне турбине на овај начин веома ефикасно, са учинком преко 80% искоришћавају и веома променљиве протоке река.

Ефикасност турбине

Сл.3: Графикон учинка проточне турбине састављен од 3 криве учинка при регулацији подељеним клапнама у односу 1:2, у поређењу са Франсисовом турбином.
Укупни учинак проточних турбина код малих падова и снаге у целом обиму протока достиже 84 %. Средње и веће турбине на вишим падовима достижу учинак и до 87%.

Слика 3 показује предности проточне турбине у случају делимичног оптерећења. Речни токови често имају по неколико месеци годишње веома мале протоке. Могућност производње електричне енергије у тим месецима зависи од степена учинка одређене турбине. Турбине са високим вршним степеном учинка, али мањом ефикасношћу при нижим протоцима воде, достижу на местима са променљивим протоком воде мању годишњу производњу него турбине са праволинијском кривом учинка.

Разводни систем

У двокоморној проточној турбини воду усмеравају две избалансиране, профилисане регулационе клапне. Они деле водни млаз, уједначавају га и омогућују да без удара уђе у обртно коло – независно од ширине комора. Обе регулационе клапне су прецизно монтиране у кућиште турбине и при мањим падовима могу служити и за затварање турбине. Тада није потребно користити арматуру за затварање између цевовода под притиском и турбине. Обе регулационе клапне независно једна од друге имају продужена рамена на којима је постављена аутоматска или ручна регулација. Регулационе клапне смештене су у самомазајућим лежиштима и не захтевају никакво одржавање. Додавањем тегова на крајеве рамена постиже се могућност гравитационог, хитног затварања турбине у случају њеног прекида рада.

Кућиште турбине

Кућиште проточне турбине произведено је од конструкцијског челика, веома је робусно, отпорно на ударе и мраз.

Сл.4: Конструкција двокоморне проточне турбине

Обртно коло

Најважнији део турбине је обртно коло. Оно се састоји од лопатица које су произведене према провереном поступку од вученог, профилисаног челика. Обострано су смештене у крајње дискове и заварене, по специјалном поступку, са унутрашњим дисковима обртног кола. Према величини обртно коло може имати до 37 лопатица. Линеарно постављене лопатице стварају само незнатну осовинску силу, тако да није потребно уграђивати ојачане аксијалне лежајеве који захтевају сложено причвршћивање и мазање. Код обртних кола веће ширине лопатице су вишеструко подупрте уметнутим дисковима. Обртна кола се пре коначне монтаже турбине пажљиво балансирају и пролазе кроз дефектоскопску контролу.

Лежајеви

Проточне турбине опремљене су стандардизованим, сферичним, ваљкастим лежајевима, који имају неоспорне предности, као што је мала сила трења и лако одржавање. Конструкција кућишта лежајева спречава да вода процури до лежајева и сваки контакт мазива са радном водом. То је кључна особина патентиране конструкције кућишта лежајева наше проточне турбине. Обртно коло уједно је, захваљујући позицији лежајева, центрирано у кућишту турбине. То практично техничко решење допуњују заптивни елементи који не захтевају никакво друго одржавање осим једногодишње замене мазива. Примењено техничко решење омогућава једноставну замену обртног кола без потребе демонтирања целе турбине.

Сифон и одводни цевовод

Према свом принципу рада проточна турбина функционише са слободним водним падом. У области средњих и нижих падова ипак је потребан сифон. Он служи да машински део буде заштићен од поплава и истовремено да се без губитака искористи читава висина пада. Код турбине са слободним отицањем воде водени ковитлац мора бити у сифону под контролом. То обезбеђује вентил за подешавање који утиче на подпритисак у кућишту турбине. На тај начин турбине са усисном висином 1 – 3 м оптимално су искоришћене, а да не постоји опасност од настанка кавитације. Осим тога, коришћење усисног цевовода као челичног колекторског цевовода битно смањује трошкове за доњу изградњу код ниских падова, чиме многи проблематични пројекти постају ценовно повољни.

Радне особине

Код проточних турбина наше конструкције не долази до кавитације, на основу чега отпада потреба да обртно коло буде смештено испод нивоа доње воде и с тим повезана скупа изградња и могући проблеми у раду турбине.

За падове до 90 m у производњи се користи стандардни, конструкцијски челик. За падове од 90 do120 m обртно коло испоручује се од легираног нерђајућег челика. Код падова преко 120 м цела турбина, заједно са кућиштем и цевоводом, је од нерђајућег материјала.

Обртаји проточних турбина при раду ван електричне мреже углавном су 2,3 пута већи од номиналних обртаја. То омогућује коришћење серијски произведених генератора.

Економска оправданост

Све већи позитиван однос људи према животној средини подразумева идеално коришћење природних ресурса без угрожавања животне средине, напр. производњу електричне енергије из обновљивих извора. Изградња хидроелектрана ограничена је, међутим, следећим битним факторима: високим инвестиционим трошковима повезаним са пројектовањем и планирањем, конструисањем, као и реализацијом машинског постројења.

Инжењери и конструктори турбини стога су покушавали да смање укупне трошкове стандардизовањем хидро турбина. Та варијанта могућа је за велике турбине, али код малих хидро турбина доводи до проблема у вези са пројектованим падом и распоном променљивости годишњег протока воде.

 

Проточне турбине наше конструкције састоје се од стандардизованих појединачних компоненти које су према захтеву – т.ј. према количини воде и висини пада сваког локалитета – конфигурисане по жељи купца као цело постројење. Тај систем слагалице омогућује ценовно повољно решење уз истовремено обезбеђивање свих функција утврђених пројектом.

Проточне турбине истичу се дугогодишњим веком трајања, при чему није потребно никакво посебно одржавање. Током рада није потребно обезбедити скупе и сложене резервне делове. Евентуална поправка углавном је могућа директно на месту инсталирања турбине. Специфичну предност проточних турбина представља могућност њиховог коришћења у гравитационим системима са пијаћом водом, и то код веома дугих цевовода, при чему у раду не изазивају непожељне хидрауличке ударе и на тај начин не угрожавају квалитет пијаће воде. Наша фирма је то пуно пута успешно доказала у многим земљама широм света.