微型和小型水电站设备。方案、说明

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“MNTO INSET”专门从事 5000 kW 以下小型水力发电厂和 3 至 100 kW 微型水力发电站液压装置的开发、批量生产和成套供应（图 1.2）。

MNTO INSET 生产的微型水力发电厂和小型水力发电厂的液压装置具有高能量特性，设计用于在较宽的压力和流量范围内运行。这些是为偏远和难以到达的地区以及小型工业的人口提供自主、环保、快速回报的电力来源。

微型和小型水力发电厂。微型和小型水电站设备
图 1.2。小型水电站的水力机组

该设备已批量生产，以其可靠性、高技术和操作性能以及实惠的价格而著称。制造该设备所采用的主要技术方案属于发明水平，并受专利保护。

在利用现有水坝、运河、工业企业和市政设施的给排水系统、污水处理厂、灌溉系统和饮用水管道运行设备方面有成功的经验。

用于小型水电站的水轮机

OJSC Tyazhmash 为小型水力发电厂设计、制造和供应水轮机。目前，OJSC Tyazhmash 已为小型水力发电厂开发了多种立式和卧式统一径向轴向液压装置（图 1.3）和立式螺旋桨水轮机。统一液压装置既可用于新建水力发电站的建设，也可用于现有水力发电站的现代化改造或封存水力发电站的恢复。所开发的液压装置的特点是：

复杂的供应，通常包括水轮机、发电机、自动控制系统和前置阀；
所提供设备的环保性，防止油类进入水体；
以整体式和大型式交付，使您能够大幅降低安装成本和设备投入运行所需的时间；
在涡轮机设计中使用现代解决方案和材料，显着改善水力发电厂涡轮机的运行。

Tyazhmash OJSC 开发和供应的小型水力发电厂液压设备是根据其运行的具体操作条件而设计的。整个液压装置自动运行，只需最少的监督和定期维护。该设备的设计消除了液压单元系统废油污染水体的可能性。

为了简化和降低设备安装成本，它以放大的块形式提供，对于小标准尺寸，以单个单元形式提供，这大大节省了安装过程的资金，并减少了设备投入运行所需的时间。水轮机配备了机组仪表和自动控制系统，可以使设备自动运行，无需水电站维护人员在场。

微型和小型水力发电厂。微型和小型水电站设备
图 1.3。水轮机

垂直螺旋桨涡轮机（Polukaplan）

立式螺旋桨水轮机（半船用船）驱动三相电流发电机。

从矩形截面进水口流向叶轮的水流通过导叶。导叶设计用于当水轮发电机的负载变化时调节通过涡轮机的水流量。导叶也是涡轮机的关闭元件。

涡轮叶轮有四个叶片；叶片根据液压装置停止时的压力进行调节。

水通过吸水管（垂直锥体）从涡轮机中排出。吸水管的设计是为了让涡轮机更充分地利用水流的能量。

导流叶片的旋转由伺服电机通过浮动控制环来实现。导叶伺服电机由自动液压单元控制系统控制。

水润滑导向轴承固定涡轮轴的位置，并吸收转子机械、液压和电气不平衡产生的径向载荷。

立式径向-轴向水轮机（弗朗西斯）

立式径向轴向水轮机（弗朗西斯）驱动三相电流发电机。

水流通过螺旋室和导叶供应到叶轮的叶片系统，并在涡轮转子和与其刚性连接的发电机转子上产生扭矩。

水通过直轴锥形吸水管从叶轮排出。

保持稳定的涡轮轴转速是通过旋转安装在叶轮前面的涡轮流道中的导叶来改变流经叶轮的水的流量来实现的。

导流叶片由液压机械伺服驱动器控制，该驱动器包括两个伺服电机、一个控制环和叶片旋转机构的部件。导叶伺服电机由自动液压单元控制系统控制。

为了消除转子在运行过程中的径向位移，涡轮机配备了水润滑引导轴承。

为了防止导叶突然关闭时在导叶后面形成真空，涡轮机盖中内置了真空破坏阀。

卧式径向-轴向水轮机（弗朗西斯）

水平径向轴向水轮机（弗朗西斯）驱动三相电流发电机。

流经蜗壳室和导叶的水流供给叶轮叶片并在涡轮轴上产生扭矩。涡轮轴连接至发电机轴。发电机将机械旋转能转换成电能。

通过旋转导叶来改变流过叶轮的水的流量，从而保持稳定的涡轮轴速度。安装在叶轮前面的导叶的旋转由液压单元的自动控制系统通过液压机械驱动伺服电机来实现。伺服电机

使用耳环旋转连接到导叶旋转杆的调节环。传感器安装在伺服电机杆和导叶上，以监测导叶的位置。

水通过吸入管的锥体从叶轮中排出。

涡轮轴在配备循环液体润滑系统的滑动轴承中旋转。为了保证负载变化时给定转速的平稳调节，在涡轮轴上安装了飞轮。在图中。 1.4. 显示了各种叶轮的外观，图1.5和图1.6显示了计算的涡轮直径。

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图1.4。喷射涡轮机叶轮：a——径向-轴向； b - 螺旋桨，c - 旋转叶片； g - 对角线

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图 1.5。估计的涡轮直径：a - 轴向和对角线； b 和 c - 径向 - 轴向； g - 桶

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图1.6。导叶：a——立式喷射水轮机用径向导叶； b——卧式胶囊式水轮机的锥形导叶； c——导叶叶片的运行图（ao——叶片之间的流通面积；Do——叶片轴线所在位置的直径）

交叉射流或双射流涡轮机

任命

Energo-Alliance LLC生产的交叉喷射（图1.7）或双流式水轮机可广泛应用于国民经济的任何领域，从饮用水供应农场到工业企业工艺水排放的回收利用，州区发电厂、污水处理厂。

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图 1.7。交叉射流涡轮机的外部视图

当利用高空水位差（压力导流）和沿海水道的流速、海浪的能量以及海洋沿海水域的水流速度时，可以使用交叉射流涡轮机的装置，例如以及海浪的波浪能。

这些发电厂的运行不需要昂贵的燃料、润滑油、昂贵的电线，甚至在所有情况下都不需要水坝。电力生产是环保的。电力的质量允许将其出售到网络中。可以拆卸水轮机并将其安装在新位置。

使用

涡轮机可在 1,5 至 200 米的压力下使用。水轮机的功率可以通过改变叶轮的直径和长度来改变。与传统涡轮机相比，这些涡轮机的高效率几乎保持在 25 - 100% 的功率范围内，这在部分负荷运行机组时非常重要。

水轮机配备有用于在运行期间调节通过水轮机的水流量的装置，配备手动或机电驱动装置。涡轮机还配备了负载驱动的抗加速装置。这种类型的水轮机对于微型和小型水力发电厂机组来说是最合理的，特别是在低压下。

在相同条件（压力、功率）下，与传统涡轮机相比，具有交叉射流涡轮机的液压装置尺寸更小，并且水工结构的建造成本和费用显着降低。

液压安装设备的完整性：

涡轮横喷水平；
发电机 - 同步电机或异步电动机；
变速箱或平带传动；
连接联轴器；
支撑框架（如有必要）；
自动控制系统，确保电力系统和隔离用电设备的运行；
连接电缆（安装设备所在的房间内）；
标准备件组； - 操作文件。

1千瓦装机功率的成本为200至1300美元，液压装置的功率范围为500至5千瓦。

交叉射流式水轮机潜水液压装置（模型套件），其外观如图1.8所示。 2用于发电，利用沿海水道的高速能源，以及海洋和大洋水域的沿海水流的高速能源。当前速度：15 m/sec 以上；功率：最大12千瓦；电流参数：直流电 -24、220 V，交流电 - 380、50 V、2004 Hz。已进行模型试验。计划于 XNUMX 年开始生产。

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图 1.8。潜水液压装置

带有交叉喷射涡轮机的液压装置（图 1.9）利用水坝或管道系统产生的静态流体压力来发电。扬程：1,5至50米；费用：最多7立方米米/秒；功率：高达500千瓦；电流参数：220、380V，频率50Hz。

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图 1.9。带有交叉喷射涡轮机的液压装置

作者：马戈梅多夫 A.M.

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