Турго-гидротурбины
Турго-гидротурбина - импульсная турбина с проходящим потоком
Рабочее колесо турго-турбины с изогнутыми лопатками
Схема потока воды через турго-турбину под углом
Схема потока воды через турго-турбину под углом
Турго-гидротурбина (Turgo turbine) — это активная (импульсная) гидравлическая турбина, занимающая промежуточное положение между классической Пелтон-турбиной и реакционными турбинами (Фрэнсис, Каплан). Её конструкция и принцип работы имеют ряд уникальных особенностей, которые определяют область применения и эксплуатационные преимущества. На момент разработки стандарта ГОСТ 23956-80 (1980 год) турго-турбины не были широко распространены в СССР, поэтому не были включены в перечень стандартизованных терминов. Тем не менее, в международной классификации турго-турбина признаётся отдельным типом импульсной турбины
1. Принцип действия: импульсная турбина с проходящим потоком
Главная отличительная особенность турго-турбины — это импульсный принцип работы с проходящим через рабочее колесо потоком воды.
- Как и у Пелтон-турбины, вода подаётся на рабочее колесо в виде струи высокого давления, которая создаётся соплом.
- Однако, в отличие от Пелтона, где струя ударяет по ковшам тангенциально и разворачивается почти на 180°, в турго-турбине струя подаётся под углом (обычно 20–25° к плоскости вращения) и проходит через рабочее колесо, выходя с противоположной стороны.
- Это позволяет воде не мешать входящему потоку и обеспечивает более высокую пропускную способность по расходу.
2. Конструкция рабочего колеса
- Рабочее колесо турго-турбины оснащено изогнутыми (ложкообразными) лопатками, расположенными по окружности.
- Струя воды попадает на лопатку с одной стороны, передаёт ей импульс, и выходит с другой стороны, не сталкиваясь с другими лопатками.
- Такая конструкция позволяет использовать более высокие скорости вращения (больший удельный оборот), чем у Пелтон-турбины, и обеспечивает компактность агрегата.
3. Диапазон рабочих напоров и расходов
- Турго-турбина оптимальна для средних напоров: 15–300 метров.
- Она способна пропускать больший расход воды по сравнению с Пелтон-турбиной того же размера, что делает её эффективной для объектов с умеренным напором и относительно большим расходом.
- Благодаря этому турго-турбина занимает нишу между Пелтон (высокий напор, малый расход) и Фрэнсис (средний напор, средний расход).
4. Особенности взаимодействия струи и колеса
- В турго-турбине струя воды проходит через колесо, а не отражается от него, как в Пелтон-турбине.
- Это снижает вероятность взаимного влияния входящей и выходящей воды, что позволяет использовать несколько сопел и увеличивать мощность без потери эффективности.
5. Простота конструкции и обслуживания
- Турго-турбина имеет простую и компактную конструкцию, что облегчает монтаж, эксплуатацию и техническое обслуживание.
- Меньшее количество деталей и отсутствие сложных регулировочных механизмов снижают стоимость и повышают надёжность.
6. Эффективность и эксплуатационные преимущества
- КПД турго-турбины достигает 85–90% при оптимальных условиях, что сравнимо с другими импульсными турбинами.
- Турго-турбина хорошо работает при переменных расходах воды и сохраняет высокую эффективность при частичных нагрузках.
- Благодаря высокой скорости вращения, турго-турбина может напрямую соединяться с генератором без редуктора, что упрощает компоновку электростанции.
7. Сравнение с другими типами турбин
| Характеристика | Турго | Пелтон | Фрэнсис |
|---|---|---|---|
| Принцип действия | Импульсный | Импульсный | Реакционный |
| Направление струи | Под углом, проходит через колесо | Тангенциально, отражается | Радиально-аксиальное |
| Диапазон напоров | 15–300 м | 50–1800 м | 10–300 м |
| Расход воды | Средний/большой | Малый/средний | Средний |
| КПД | 85–90% | 85–92% | 90–94% |
| Компактность | Высокая | Средняя | Низкая |
| Число сопел | 1–2 (иногда больше) | 1–6 | - |
8. Применение
- Турго-турбины широко применяются на малых и средних ГЭС, в схемах "русловых" электростанций, для автономных и сельских объектов, а также для модернизации старых гидроузлов.
- Благодаря устойчивости к загрязнённой воде и простоте обслуживания, турго-турбины часто используются в удалённых и труднодоступных районах.
Краткое резюме
- Главная отличительная особенность турго-гидротурбины — это импульсный принцип работы с подачей струи под углом к плоскости вращения, при котором вода проходит через рабочее колесо, обеспечивая высокую пропускную способность, компактность и простоту конструкции.
- Турго-турбина занимает промежуточное положение между Пелтон и Фрэнсис, сочетая преимущества импульсных турбин с возможностью работы на средних напорах и больших расходах воды.
- Это делает её универсальным и эффективным выбором для малых и средних гидроэнергетических объектов.
Запросить расчет стоимости
Получите персональное предложение