د کاپلان توربینونه څنګه د ټیټ سرعت اوبو جریان لپاره مناسب دي
د اوبو بریښنا فابریکې (HPPs) د اوبو د احتمالي او متحرک انرژۍ څخه د بریښنا تولید لپاره کار اخلي. په هرصورت، ټول ځایونه د اوبو لوی سرونه یا ګړندي جریان نلري. ډیری سیندونه، د اوبو لګولو کانالونه، او ټیټ بندونه د ټیټ څخه تر منځني سرونو سره د نسبتا ټیټ سرعت جریان لخوا مشخص شوي. پدې شرایطو کې، د توربین ډول انتخاب یو ټاکونکی فاکتور دی چې ایا د بریښنا پروژه به اغیزمنه او اقتصادي پلوه ګټوره وي. د داسې سناریوګانو لپاره یو له غوره پیژندل شوي حلونو څخه د کاپلان توربین دی، یو عکس العمل توربین چې په ځانګړي ډول ډیزاین شوی ترڅو په ټیټ سرونو او لوړ خارج کې موثر پاتې شي - ډیری وختونه د ټیټ سرعت اوبو جریان سره تړاو لري.
د ټیټ سرعت جریان ځانګړتیاو پوهیدل
ورو بهېدونکې اوبه معمولا په ټیټو ځمکو یا په نرمو ځوړند سیندونو کې موندل کیږي. په دې ځایونو کې، د پورته او ښکته جریان ترمنځ د لوړوالي توپیر لږ دی، نو شته فشار او احتمالي انرژي هم د غرونو کې د هایدرو بریښنا فابریکو په پرتله ټیټه ده. سره له دې، دا سیمې ډیری وختونه لوی او مستحکم خارجونه لري، په ځانګړې توګه د لویو سیندونو یا د اوبو لګولو کانالونو څخه ښکته جریان. اصلي ننګونه د "ارام" جریان څخه انرژي په میخانیکي گردش بدلول دي چې دومره ځواکمن وي چې جنراتور چلوي.
دا هغه ځای دی چې د کاپلان توربین خپله ګټه ښیي: د لوړ فشار اوبو جیټ سرعت لکه د امپلس توربین (د مثال په توګه، پیلټون) باندې تکیه کولو پرځای، کاپلان د توربین په کور (سرپل پوښ او رنر) کې د فشار او جریان ترکیب کاروي ترڅو تورک تولید کړي.
د کاپلان توربین څه شی دی؟
د کاپلان توربین د غبرګون ډوله د اوبو توربین دی چې محوري جریان لري — اوبه د توربین محور سره موازي جریان لري. د دې رنر د کښتۍ پروپیلر ته ورته دی، مګر د ډیر پیچلي ټیکنالوژۍ سره. د کاپلان اصلي ځانګړی ځانګړتیا د هغې متغیر پیچ رنر تیغونه او د تنظیم وړ لارښود وینونه (د ویکټ دروازې) دي. دا دوه ګونی ترتیب کاپلان د جریان کچه او سر کې بدلونونو سره خورا تطابق وړ کوي.
په عمومي توګه، کاپلان د ټیټ سر رینجونو (ډیری وختونه شاوخوا 2-30 متره، د ډیزاین پورې اړه لري) او لوړ جریان نرخونو کې د کارولو لپاره مناسب دی. دا په ځانګړي توګه د ټیټ سرعت جریانونو کې عام دی، ځکه چې د لوړ سر پرته لوړ بریښنا ترلاسه کولو لپاره، سیسټم باید د جریان حجم باندې تکیه وکړي.
ولې کپلان په ټیټ سرعت جریان کې اغیزمن دی؟
۱. د ټیټ سر او لوی خارجیدو لپاره ډیزاین شوی
د هایدرولیک ځواک په ساده ډول د دې اړیکې له لارې درک کیدی شي: ځواک د لوی خارجیدو (Q) او/یا سر (H) سره زیاتیږي. په ټیټ سرعت جریان کې، H معمولا کوچنی وي. له همدې امله، یوه معقوله ستراتیژي دا ده چې د خارجیدو کارول اعظمي کړئ. د کاپلان توربین یو جیومیټري او جریان چینل لري چې د اوبو لوی مقدار ته اجازه ورکوي چې د نسبتا کوچني زیانونو سره جریان ولري.
د کاپلان رنر قطر کې لوی دی او د ورو جریانونو څخه د انرژۍ د راټولولو وړتیا لري. دا پدې مانا ده چې حتی کله چې اوبه په لوړ سرعت حرکت نه کوي، توربین لاهم کافي تورک تولیدولی شي.
۲. د رنر تیغ د موثریت ساتلو لپاره زاویه کیدی شي.
په ډیری سیندونو سیسټمونو کې، جریان د موسمونو سره توپیر لري. که چیرې توربین تطبیق نه وي، نو موثریت به د ټیټ خارجیدو پرمهال یا کله چې سر بدل شي په ډراماتیک ډول راټیټ شي. په کاپلان توربین کې، د رنر تیغونه د اوبو جریان سره په پرتله د برید زاویه تنظیم کولو لپاره ګرځیدلی شي. دا مهمه ده ځکه چې د برید سمه زاویه به:
- ګډوډي کمه کړئ،
- د انرژۍ ضایعات کم کړئ،
- په جریان کې د خنډونو څخه ډډه وکړئ،
- او د مختلفو عملیاتي شرایطو لاندې موثریت وساتئ.
دا وړتیا کپلان د ساده پروپیلر توربینونو (ثابت تیغونو) څخه غوره کوي کوم چې معمولا یوازې په یوه ځانګړي عملیاتي نقطه کې غوره وي.
۳. د وېکټ دروازه جریان په اسانۍ سره تنظیموي
د رنر بلیډ تنظیم کولو سربیره، کپلان د ویکټ دروازې هم لري چې د رنر ته د اوبو د ننوتلو مقدار تنظیم کولو لپاره خلاص او تړل کیدی شي. د ټیټ جریان نرخونو کې، د جریان کنټرول د توربین د ثابت گردش او جنراتور محصول ساتلو لپاره خورا مهم دی. د ویکټ دروازې د رنر ته د جریان په سمه نمونه کې لارښوونه کې مرسته کوي (غیر ضروري څرخ کموي)، پدې توګه د اوبو د انرژۍ کارول اعظمي کوي.
د ویکټ دروازې او پچ تیغ کنټرول ترکیب ډیری وختونه د دوه ګوني تنظیم په نوم یادیږي، او دا د کاپلان "اصلي وسله" ده چې د ټیټو سر سیندونو کې د بار بار خارجیدونکو بدلونونو سره معامله کوي.
۴. محوري جریان د انرژۍ ضایع کموي
د کاپلان توربین اوبه په محوري ډول، په نسبي ډول "مستقیم" د محور په اوږدو کې جریان کوي. د جریان ساده لاره د سمت د تیز بدلونونو له امله زیانونه کموي. د محدود انرژۍ (ټیټ سر) شرایطو لاندې، هر ډول زیانونه د پام وړ کیږي. د کاپلان ډیزاین هڅه کوي چې د اوبو فشار او سرعت په میخانیکي انرژي کې ترټولو مؤثر بدلون ډاډمن کړي.
برسېره پردې، په بهر کې د ډرافټ ټیوب کارول د پاتې فشار / سرعت انرژي بیرته ترلاسه کولو کې مرسته کوي، چې ټولیز موثریت زیاتوي. د ټیټ سرعت ځایونو لپاره، د ډرافټ ټیوب له لارې د انرژۍ دا بیا رغونه ارزښتناکه ده.
د نورو توربینونو سره لنډه پرتله کول
کاپلان د پیلټن په وړاندې
د پیلټون توربینونه په لوړ سرونو، ټیټ جریان نرخونو، او لوړ سرعت جیټونو کې غوره دي. د ټیټ جریان نرخونو او ټیټ سرونو کې، د پیلټون توربینونه له مثالي څخه لږ دي ځکه چې دوی د ځواکمن جیټ جوړولو لپاره کافي فشار نلري. د کاپلان توربینونه ډیر مناسب دي ځکه چې دوی د عکس العمل توربینونو په توګه کار کوي، د لوی حجم جریان کاروي.
کاپلان د فرانسس په وړاندې
د فرانسس توربینونه عموما د متوسط سرونو لپاره مناسب دي. په ټیټ سرونو کې، د فرانسس توربینونه کار کولی شي مګر ډیری وختونه د کاپلان توربینونو په څیر اغیزمن ندي، په ځانګړي توګه کله چې د جریان کچه بدلون مومي. د کاپلان توربینونه معمولا د ټیټ سر پروژو لپاره غوره انتخاب وي.
کاپلان د کراس فلو په وړاندې
کراس فلو توربینونه د دوی د ساده جوړښت، ټیټ لګښت او د خاورې زغم له امله په پراخه کچه په کوچنیو پیمانه کارول کیږي. په هرصورت، د دوی موثریت عموما د لوړ جریان غوښتنلیکونو او عملیاتو لپاره د کاپلان توربینونو په پرتله ټیټ دی چې لوړ موثریت ته اړتیا لري. کله چې هدف لوړ ظرفیت او اعظمي موثریت وي، د کاپلان توربینونه ډیری وختونه لوړ لاس لري.
د کاپلان توربین کارول په ټیټ سرعت جریان کې
د کاپلان توربینونه په پراخه کچه په لاندې برخو کې کارول کیږي:
- په ټیټو سیندونو کې د سیندونو د بهیدونکي اوبو بریښنا (پرته له لویو زیرمو څخه)،
- ټیټ وییر (د ټیټ سر بند)،
- د اوبو لګولو کانالونه چې باثباته جریان لري،
- د اوبو کوچني پروژې تر لویې کچې چې کوچنۍ سرې لري مګر ډیر جریان لري.
د عصري نوي کیدونکي انرژۍ په شرایطو کې، د کاپلان طریقه هم اړونده ده ځکه چې دا د هغو ځایونو کارولو ته اجازه ورکوي چې مخکې د لوړ سر د نشتوالي له امله لږ امید لرونکي ګڼل کیده. د سم پلان جوړونې سره، حتی "ارام" سیندونه کولی شي د پام وړ بریښنا تولید کړي.
ننګونې او هغه شیان چې باید ورته پام وشي
که څه هم د ټیټ سرعت جریان لپاره مناسب دی، د کاپلان توربین له ننګونو پرته نه دی:
۱. میخانیکي پیچلتیا: د رنر بلیډونو کې د پیچ کنټرول سیسټم د حرکت اجزاو او ساتنې اړتیاوې اضافه کوي.
۲. لومړنی لګښت: عموما د ساده توربینونو په پرتله ډیر ګران وي ځکه چې د تولید دقت او کنټرول سیسټمونه شتون لري.
۳. تشنج: په ټیټ سرونو او ځینو عملیاتي شرایطو کې، د تشنج خطر رامینځته کیدی شي، نو د رنر، فشار او مسودې ټیوب ډیزاین باید په دقت سره محاسبه شي.
۴. د اوبو کیفیت: رسوبات، کثافات، او کثافات مواد کولی شي په تیغونو او اجزاو کې د اغوستلو سرعت زیات کړي، نو د فلټر کولو سیسټم (د کثافاتو ریک) او د رسوباتو مدیریت اړین دی.
په هرصورت، په ډیری پروژو کې، د کاپلان د موثریت ګټې او تطبیقي وړتیاوې کولی شي دا اضافي لګښتونه د کال په اوږدو کې د ډیر باثباته او لوړ انرژۍ تولید له لارې جبران کړي.
پایله
د کاپلان توربین د ټیټ سرعت اوبو جریان لپاره مناسب دی ځکه چې دا د ټیټ سرونو او لوړ خارجیدو په حالت کې په غوره توګه کار کولو لپاره ډیزاین شوی، دوه شرایط چې ډیری وختونه د ټیټو ځمکو سیندونو جریان سره مل وي. د دې موثریت د محوري جریان ډیزاین، د ډرافټ ټیوبونو کارول، او د دوه ګوني تنظیم اصلي ګټه لخوا ملاتړ کیږي: د ویکټ دروازې د خارجیدو تنظیم کوي او د تنظیم وړ رنر بلیډونه په مختلفو شرایطو کې د برید مثالي زاویه ساتي. په دې توګه، کاپلان د اوبو جریانونو د انرژۍ ظرفیت اعظمي کولو لپاره یو باوري انتخاب دی چې ډیر ګړندي ندي مګر په حجم کې بډایه دي - د پاک او ډیر دوامدار هایدرو پاور تولید لپاره فرصتونو پراخولو کې مرسته کوي.
که تاسو وغواړئ، زه کولی شم دا مقاله د ډیر تخنیکي (د بریښنا، موثریت، او فعالیت منحني فورمولونو سره)، یا د عامو لوستونکو لپاره ډیر مشهور کولو لپاره تطبیق کړم، او همدارنګه د ځانګړو سیندونو په اړه د کاپلان د اوبو بریښنا قضیې مطالعاتو مثالونه اضافه کړم.
