Àwọn Àǹfààní Àwọn Turbines Francis nínú Àwọn Ipò Ṣíṣàn Omi Tí Ó Gíga
Àwọn ẹ̀rọ amúlétutù omi jẹ́ ìmọ̀-ẹ̀rọ pàtàkì nínú àwọn ilé iṣẹ́ agbára omi (PLTA) nítorí wọ́n lè yí agbára omi padà sí agbára ẹ̀rọ, èyí tí a lè yí padà sí agbára iná mànàmáná nípasẹ̀ ẹ̀rọ amúlétutù kan. Nínú onírúurú ẹ̀rọ amúlétutù tí a lò—bíi Pelton, Kaplan, àti Francis—a mọ̀ ẹ̀rọ amúlétutù Francis gẹ́gẹ́ bí àṣàyàn tí ó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé fún àwọn ibi gíga àárín sí gíga (gíga omi tí ó rọ̀), pàápàá jùlọ nígbà tí omi bá wà lábẹ́ ìfúnpá gíga. Àǹfààní yìí mú kí ẹ̀rọ amúlétutù Francis jẹ́ “egungun” ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ilé iṣẹ́ agbára omi ní onírúurú orílẹ̀-èdè, títí kan Indonesia, tí ó ní agbára omi ńlá ní àwọn agbègbè òkè ńlá.
Lílóye àwọn Àbùdá Francis Turbines àti Ìṣàn Ìfúnpọ̀ Gíga
Turbine Francis jẹ́ turbine reaction, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìyípadà agbára máa ń wáyé nítorí àwọn ìyípadà ìfúnpá nínú turbine náà. Omi máa ń wọ turbine náà nípasẹ̀ penstock tí a fi ìfúnpá tẹ̀, lẹ́yìn náà ni a máa ń darí rẹ̀ nípasẹ̀ àwọn ẹnu ọ̀nà wicket sí ọ̀nà tí ń sáré (kẹ̀kẹ́ turbine). Nínú olùsáré náà, ìfúnpá omi máa ń dínkù, ó máa ń yí àwọn abẹ́ náà, ó sì máa ń mú kí agbára pọ̀ sí i lórí ọ̀pá turbine náà. Lẹ́yìn náà, omi náà máa ń jáde láti inú ọ̀pá ìfọ́, èyí tí ó máa ń ran agbára lọ́wọ́ láti gba díẹ̀ lára agbára náà padà, tí ó sì máa ń mú kí iṣẹ́ rẹ̀ pọ̀ sí i.
Lábẹ́ àwọn ipò ìṣàn omi gíga, omi ní agbára tó lágbára tó lè ṣeé lò dáadáa tí turbine náà bá lè ṣàkóso ìdínkù ìfúnpá náà dáadáa àti ní ọ̀nà tó dára. Ibí ni turbine Francis ti tayọ: àwòrán ìṣe rẹ̀ àti ìṣàn rẹ̀ ń jẹ́ kí ìyípadà agbára náà rọrùn, tó dọ́gba, àti tó sì ń darí rẹ̀.
1. Agbára Gíga ní Àárín-Gíga Orí
Ọ̀kan lára àwọn àǹfààní pàtàkì ti àwọn turbines Francis ni iṣẹ́ wọn tó ga jùlọ, tí ó sábà máa ń ju 90% lọ pẹ̀lú àwòrán àti ìṣiṣẹ́ tó yẹ. Ní àárín gbùngbùn sí gíga—ní nǹkan bí mítà 30 sí 300, àti pàápàá jù bẹ́ẹ̀ lọ nínú àwọn àwòrán kan—àwọn turbines Francis ń ṣiṣẹ́ ní “agbègbè tó dára jùlọ” wọn.
Nínú ìṣàn omi gíga, iṣẹ́ ṣíṣe ṣe pàtàkì nítorí pé omi náà ní agbára púpọ̀. Àwọn turbines Francis lè dín àdánù agbára kù nípa:
– atunṣe deede ti awọn abe itọsọna,
– ìṣàn wọ inu iṣiṣẹ deede si olusare naa,
– lílo ọpọn fifa lati dinku pipadanu agbara ni ẹnu ọna turbine.
Nítorí náà, agbára omi náà pọ̀ sí i ni a ń yípadà sí yíyípo ọ̀pá, èyí tí ó ń mú kí agbára náà pọ̀ sí i láìsí pé ó ń mú kí omi náà pọ̀ sí i ju bó ṣe yẹ lọ.
2. Apẹrẹ Ifarahan Iduroṣinṣin fun Ipa Giga
Láìdàbí àwọn ẹ̀rọ ìtújáde oníná bíi Pelton, tí wọ́n gbára lé omi tí ó ń rọ̀, ẹ̀rọ ìtújáde Francis ń ṣiṣẹ́ nínú ètò tí a ti dì mọ́ pẹ̀lú ìṣàn tí ó ní ìfúnpá. Apẹẹrẹ yìí mú kí ó dára jù fún àwọn ilé iṣẹ́ agbára omi, níbi tí ẹ̀rọ ìtújáde kan ti ń da omi tí ó ní ìfúnpá gíga sí ilé ìtújáde oníná (ilé agbára). A ṣe ẹ̀rọ ìtújáde Francis láti ní ìfàsẹ́yìn díẹ̀díẹ̀ àti ìdarí ìfúnpá láti inú àwọn ẹ̀rọ ìtọ́sọ́nà sí olùṣiṣẹ́.
Awọn anfani ti iduroṣinṣin yii ni:
- awọn gbigbọn ẹrọ le dinku,
– ẹrù lórí àwọn ẹ̀yà turbine náà ni a pín káàkiri déédé,
– ewu ibajẹ nitori awọn iyipada titẹ kere si.
Àwọn ipò ìfúnpá gíga máa ń béèrè fún ìdúróṣinṣin tó dára nípa ti ara. A sábà máa ń lo àwọn ohun èlò àti ìlànà iṣẹ́-ṣíṣe tí a ṣe láti kojú ìfúnpá ìgbà pípẹ́, agbára hydrodynamic, àti àárẹ̀ ohun èlò.
3. Irọrun Iṣiṣẹ lori Awọn Iyipada Ẹru
Àwọn ilé iṣẹ́ iná mànàmáná kì í sábà ṣiṣẹ́ pẹ̀lú ẹrù tí ó máa ń wà ní gbogbo ìgbà. Ìbéèrè iná mànàmáná máa ń yàtọ̀ ní gbogbo ọjọ́, àwọn ohun tó ń fa omi bíi àkókò òjò àti ìgbà gbígbẹ náà tún máa ń nípa lórí iye ìṣàn omi. Àwọn ẹ̀rọ Francis turbines máa ń fúnni ní ìyípadà nítorí pé a lè ṣe àtúnṣe sí àwọn ẹnu ọ̀nà wicket láti ṣàkóso ìṣàn omi tí ń wọ inú ẹ̀rọ amúṣẹ́.
Ní ti àwọn ìṣàn omi gíga, agbára láti ṣe àtúnṣe ìṣàn omi yìí ṣe pàtàkì fún turbine láti:
– máa ṣiṣẹ́ ní ibi tí ó yẹ kí ó ṣiṣẹ́ dáadáa,
– dahun ni kiakia si awọn iyipada ninu ẹru ina,
– dín ewu awọn ipo iṣiṣẹ ti ko duro ṣinṣin kù.
Ìyípadà yìí mú kí àwọn ẹ̀rọ amúlétutù Francis dára fún àwọn ètò agbára òde òní tí wọ́n nílò àwọn ẹ̀rọ amúlétutù tí ó lè tẹ̀lé ẹrù, kìí ṣe pé ó ń ṣiṣẹ́ dáadáa ní àkókò tí agbára rẹ̀ pọ̀ sí i.
4. Iṣẹ́ tó dára ní oríṣiríṣi àdàpọ̀ orí àti ìṣàn omi
A mọ àwọn turbines Francis sí turbines "tó wọ́pọ̀" ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn irú mìíràn. Lábẹ́ àwọn ipò ìfúnpá gíga, ìwọ̀n ìṣàn omi kìí sábà tóbi tó ti àwọn ilé iṣẹ́ agbára omi onípele kékeré. Fún àpẹẹrẹ, àwọn turbines Kaplan dára jù fún àwọn orí kéékèèké àti àwọn ìṣàn omi gíga, nígbàtí àwọn turbines Pelton dára jù fún àwọn orí kéékèèké gíga pẹ̀lú àwọn ìṣàn omi kékeré. Àwọn turbines Francis máa ń wà láàárín: wọ́n lè ṣiṣẹ́ dáadáa ní orí àárín sí òkè pẹ̀lú àwọn ìṣàn omi díẹ̀.
Èyí ní àǹfààní nínú ṣíṣe àgbékalẹ̀ agbára omi nítorí ó ń jẹ́ kí àwọn apẹ̀ẹrẹ ṣe àtúnṣe ìwọ̀n turbine, ìwọ̀n ìyípo asáré, àti àwọn ànímọ́ abẹfẹlẹ láti bá ìrísí odò àti àyíká rẹ̀ mu. Fún àwọn agbègbè olókè tí orí wọn ga díẹ̀ ṣùgbọ́n tí wọ́n ń tú omi jáde ní àsìkò, àwọn turbine Francis sábà máa ń jẹ́ àṣàyàn tó dára fún ìwọ́ntúnwọ̀nsì iṣẹ́ àti iye owó.
5. Lilo Awọn Ọpọn Akọpamọ fun Igbapada Agbara
Nínú àwọn ètò ìfúnpá gíga, pípadánù agbára ní ibi ìjáde turbine lè ṣe pàtàkì. Àǹfààní ti turbine Francis ni lílo ọ̀pá ìfàsẹ́yìn, èyí tí ó dín iyàrá ìṣàn ìjáde kù tí ó sì yí díẹ̀ nínú agbára kinetic padà sí ìfúnpá àìdúró. Èyí ń jẹ́ kí ìfúnpá ìjáde ìjáde ìsáré lọ sílẹ̀ ju ìfúnpá afẹ́fẹ́ lọ, síbẹ̀ ó wà ní ààbò níwọ̀n ìgbà tí a bá ń ṣàkóso cavitation.
Ìmúpadà agbára láti ọwọ́ ọ̀pá ìtútù mú kí gbogbo agbára ètò náà pọ̀ sí i. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ọ̀pá ìtútù náà ń ran turbine náà lọ́wọ́ láti gbé e kalẹ̀ ní ibi gíga kan láìsí pé ó pàdánù orí tó dára jù—ó ń fúnni ní ìyípadà nínú ìṣètò agbára ilé náà.
6. Ìrírí Ìmọ̀-ẹ̀rọ Àgbàlagbà àti Ìṣiṣẹ́
Àwọn ẹ̀rọ turbine Francis jẹ́ ọ̀kan lára àwọn irú turbine tí a ń lò jùlọ ní gbogbo àgbáyé, nítorí náà, àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ wọn tí a ṣe, iṣẹ́-ọnà wọn, àti ìtọ́jú wọn ti dàgbàsókè gan-an. Ní àwọn ipò ìṣàn omi gíga, ìgbẹ́kẹ̀lé ṣe pàtàkì, nítorí pé ìkùnà lè yọrí sí àkókò pípẹ́ àti owó tí ó pọ̀.
Àǹfààní mìíràn tí a sábà máa ń gbójú fo ni wíwà àwọn:
- awọn iṣedede apẹrẹ ati ayewo,
– ìrírí pápá láti ẹgbẹẹgbẹ̀rún àwọn ẹ̀ka tí wọ́n ti ń ṣiṣẹ́ fún ọ̀pọ̀ ọdún,
– atilẹyin awọn ẹya apoju ti o rọrun ati iṣẹ imọ-ẹrọ.
Nítorí ìpìlẹ̀ ìfisílé tó tóbi, kíkọ́ láti inú àwọn ọ̀ràn ìṣiṣẹ́ gidi (fún àpẹẹrẹ, tó ní í ṣe pẹ̀lú ìgbọ̀nsẹ̀, ìfàmọ́ra, tàbí ìbàjẹ́ abẹ́) ti yọrí sí àwọn àtúnṣe sí ìṣelọ́pọ́ oníṣẹ́.
7. Iṣakoso Ewu Cavitation ninu Itẹ giga
Cavitation jẹ́ ìṣẹ̀dá àti ìwópalẹ̀ àwọn èéfín steam nítorí pé ìfúnpá agbègbè ń lọ sílẹ̀ lábẹ́ ìfúnpá omi. Nínú àwọn turbines reaction bíi Francis turbines, cavitation lè jẹ́ ọ̀ràn pàtàkì, pàápàá jùlọ ní àwọn ibi tí a ti ń lo runner outlet àti draft tube. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn turbines Francis òde òní ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àǹfààní nínú dín ewu cavitation kù:
- apẹrẹ profaili abẹfẹlẹ ti o dara julọ nipa lilo awọn ọna iṣirò (CFD),
– yíyan àwọn ohun èlò tí ó lè kojú ìfọ́,
– ṣíṣeto iṣiṣẹ́ naa ki o má ba jinna si aaye apẹrẹ naa,
– apẹrẹ ọpọn tube ti o mu sisan dan ati dinku awọn iyipo.
Pẹ̀lú ọ̀nà yìí, àwọn turbines Francis lè dúró ṣinṣin nínú àwọn ètò ìfúnpá gíga, níwọ̀n ìgbà tí a bá ṣe àgbékalẹ̀ NPSH (orí ìfàmọ́ra net positive) àti ìgbéga ìfisílẹ̀ turbine dáadáa.
Ipari
Àwọn turbines Francis ní àwọn àǹfààní tó lágbára nínú àwọn ipò ìṣàn omi tó ní agbára gíga, tí wọ́n ń so pọ̀ mọ́ iṣẹ́ tó ga, ìdúróṣinṣin iṣẹ́, àwọn ètò ìṣàn omi tó rọrùn, àti agbára láti ṣiṣẹ́ dáadáa ní àárín sí orí gíga. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, lílo àwọn tube fún ìgbàpadà agbára, ìdàgbàsókè ìmọ̀ ẹ̀rọ, àti àtúnṣe sí àwọn ẹ̀rọ láti ṣàkóso cavitation mú kí turbines wọ̀nyí jẹ́ àṣàyàn tó gbajúmọ̀ fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ iṣẹ́ agbára omi.
Nínú ìdàgbàsókè tó ṣe pàtàkì sí i ti agbára ìtúnṣe, àwọn ẹ̀rọ Francis turbines ní àpapọ̀ tó dára jùlọ ti iṣẹ́, ìgbẹ́kẹ̀lé, àti ìyípadà. Pẹ̀lú àwòrán tó dára àti ìtọ́jú tó yẹ, àwọn ẹ̀rọ Francis turbines lè ṣe iṣẹ́ tó dára jùlọ fún ìgbà pípẹ́ nígbàtí wọ́n ń mú agbára omi tó lágbára láti mú iná mànàmáná tó mọ́ tónítóní, tó sì wà pẹ́ títí pọ̀ sí i.
