Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

SL.13Lc

4q

regat

u

Sahtu

(francis potopljena

turbina)

zaStiCena

od

mrinjerlja

Ijuju, tako da sc ne nloie raeunati sa potencijalnom cncrgijom koju

voda inla izmedu gornjeg i donjeg nivoa, ved sa mai:jum, jer se je-

dan deo utroSi na gubitke pada. Ti gubici prikazani su u pog:avlju o

instalisanom padu. Medutim, pored gubitaka pada, koda prohzi kroz

obr.tno kolo turbine, pokrede ga i proizvodi mzhanitku ei~ergiju koja

nijc proporcionalna koliEini raspoloiive vodene energijc,

vcC

je znat-

no umanjena. To uinanjcnje iznosi od 200i0 do 10°/o, a

u

nek:h tipo-

va tui-bina krede sc i izvan ovih granica. Ako se oznaei da vodna ener-

gija iznosi 1,O i ako je pl-oizvedena mehanitka energija urnanjeria, on-

tla je koelicijenat iskoriSdavanja

r3ko se

uz

q

stavi indeks

I,

koji oznaEava turbinu, onda se koe-

ficijent korisnog dejstva turbine oznaeava

q,.

Broj

qt

pokazuje koliko

se

pi-occnata vodene silage turbine pretvara u korisnu snagu na vra-

tilu turbine.

S

po tpuno otvorenim sistemom regulacije male turbine

dostiiu stepen iskoriSdavanja

i

do 90°/o, Sto zavisi od:

-

vrste turbine,

-

pravilnosti oblika obrtriog kola,

-

vrste materijala i briil jivosti obi-ade.

Pritvaranjem organa za rt:gulaciju, dakle s~llailjivanjcnl protoka

kroz turbinu,

stepen iskoriSCenja se menja.

U

naEeIu, stepen iskoriS6e-

nja raste pribliino do

3/4

punog protoka, posk Eega poemjc

da

opn-

da, i to u nekih tipova turbina veoma brzo. Tc promene stepena isko-

riSienja turbine u funkciji sa promenom protoka ilustrovanc su kri-

vuljanla na sl.

135

karakteristienim za pojedine vrste turbina.

Na ovoj ilus

traci ji viSe je is taknut kara kter sailliIl krivii.1 nego

wednos t stepena iskorigdavanja. BaS te krivc odluZuju o izbol-u na

j.

vede dozvoIjene propusne modi turbine na osnoku izmcrenc vode.

Francisoce i propelerske turbine s

podeSavajuCim pogonskirn kril-

cima irnaju p~i 40010 protoku znatno slabiji stepen iskoriSCenja u od-

nosu na puno opteredenje,

aEi

ipak

i

priIlvatljivu prednost. Ako se, dak-

le, izabere vrsta turbine takve veliEine, da potpuno otvorena guta

normalizu

vodu ili 4o0/o

letrzje

vode, onda je vrlo verovatno zagaranto

irana mogudnost rada turbine tokom cele godine, jer najnlanja mogu-

fa voda obieno ne pada ispod 40010 od

nor~~zalne

.voile.

Ako se investitor odluEi za propelersku tul-binu s podcSavaju-

Cim provodnim kolorn

i

ieli da ona radi

i

pri najniioj vodi, o~rda naj-

veea propusna rnod turbine ne treba da bude veda od

lelt-zje

vode.

Pri

verovat~~oj najniioj vodi

(1/2

letnje

vode) turbina

bi

jedva jcS radi-

la, jer je njen

stepen iskorigdenja pri 50°/,, proioku vcd veoina nizak.

Ako bi se, pak, s takvinl turbinama ieIele koristiti

i

vede vode, onda

bi se korisnik morao odlutiti za drugu turbinu.

*Najyogodnije vrednosti steperia iskorisdenja pri delimicninl pro-

tocin~a imaju Peltonova

i

Bankijcva turbina. Obe imaju

i

pr-i

2501'0 pru-

toka

yogodan stepen isLoriS6enja. Zbog toga se pri projektovanju hid-

*

In;?;. Leopold Salc:

Put

(lo

sopstvene hidroelektrune,

0dSra.na

i

zartita,

131.

(ill;?.

roelektrane

sa

ti~n

vrstama

turbina

tl-cba odluciti

i

la

takvu velieinu tuv-

bine, tija de najveka propusna inoc bi'ti dva pgta \eCa ad i~rnerene

!ernje

vode, odn;sno

1.4

pula veca od izmei-ene

nornrailzr

vodc.

Najveci koelicijeilat korisnosti po profilu sc ostvar~jc prutoko111

Q

=

(0,75--0,80)

Q,,.

To

znati da se smanjsnjein instalisanog prole-

i<a koef ici jenat korisnos

ti

povedzva do odredenc granice u zavisnost

i

ad turbine, a zatim poCinje da

se

smanjuje. Najvece sl~lailjenjs nasta-

je

u propelerskim turbinama, i to veC pri protoku

Q

=

0,6

q

==

0,40,

n

=

60, .$.to nije slueaj sa ostalim turbinama.

SLifka

135.

-

Koeficijenat

r)

u

funkciji

proticaja

Proizvedena mehaniCka energija possedstvorn

generators

pretva-

ra se

u

elektrienu energiju.'Naravno, to pretvaranje mchanieke

u

elek-

tritnu energiju no .ide bezbolno.

U

tom procesu so gubi jcdan deo

energije koji se

ki-ede od 10V0 do

200J0.

Koeficijenat iskoriBdavanja gc-

neratora oznaeava se takode sa q, ali se,

da

bi se znalo da

je

u pita..

nju generator, dodaje indcks g, pa

je

koeficijenat kol-isnos

ti

geiierato-

ra

-qg.

Ako agregat saeinjavaiu turbina

i

generator, onda je

i

njillov uCi-

nak u i'unkciji njihove korisnosti, pa je

Ako se usvoje prosefne vrednosti za

qt

i

qr,

onda se dobija

1

prosef~~a

vrednost za

q,

koja iznosi

qa

=

0,85

.

0,95

=

0,SO

Iilstalisana silaga

MHE

izraiena je odnosoln

.4ko se gorjni izraz za idelanu iilstalisanu snagu agregata pomiloii

srr

qt

i

qg

dobije se

N

=

9,81

.

Q

.

H

.

qt

.

qg

Kada se zamene vrednosti

qt

i

q,

dobija se prosefna vrednost instali-

sane srlage agregata

S

obzirom na to da se savremenim konstrukcijalna postiiu vrlo

veliki koefici jenti is korigdavanja pojedinih turbina, za proraeun insta-

lisane silage koristi se formula

Koeficijenti

qt

i

.qg

irnaju vrlo veliki ekonomski znaEaj priliko~n

projektovanja

MHE.

To

se moir ilustrovati primerom:

-

instalisaili protok

0

=

400

lit/sec,

-

instalisaili (raspoloiivi) pad

H

=

10

m.

Ako je gubitak encrgije u turbini 30°/o, onda jc

qt

=

d.i.

Neka

se yrilikom pretvaranja mehanifke

u

elektrifnu energiju izgubi takode

.30"/o,

vrlda je

r),

=

0,7,

pa je koeficijenat koriieenja

agrcgata

a instalisana snaga

Ako

se kvalitetnijom izradom turbine

i

generators

smanji gubitak sn-

mo

za 10V0 dobija sc

q,

=

0,8

.

0,8

=

0,64

pa

je

instalisana snaga

N

=

9,81

.

0,64

.

0,4

.

10

=

25,l

kW

Pri pullom opteredenju, to jest kada je otvoren sistcm rcgulacije,

ma-

lc turbine imaju stepell iskorisdavanja izmettu 75-90n/o. Zatvaranjem

organa za regulaciju protoka stepen iskoriidenja se menja.

Na

sl.

136

za (Francis-turbina) min

Q

=

165 lit/sec,

ql

=

0,80,

a

otvaranjem si-

max.

O

=

400.0

1

it

/sec

min.

Q=

250 lit/sec

RASPOLO~IVI

PAD-

Hi

=10

max.

y

=

0.87 ma x. Ni

=

-

miny=0.75 min

Ni=

Sliba

136.

-

Dijagram

q,

u

funkciji

protolca

Q

sterna regulacije, odnosno povedanjem protoka

Qi,

qr

raste do

Qi

=.

=

230

lit/sec da bi kod

Q

=

100

lit/sec, koeficijenat iskoi~iicavanja

r;,

=

0,84

s tendencijom daljeg smanjenja pri povedanju protoka.

Na-

ravno da se promenom

ql

menja

i

instalisana sngaa

1

uk~pna proizve-

dena cnergija.

Promena instalisane snage

u funkciji protoka

u

010

prikazane

su u tab. 53 za

MHE

Veliki Majdan koja radi sa Pelton

-

turbinonx

TP

2/125/12,5.

Tab.

53.

-

Instalisana snaga

u

funkciji

protoka

Max

Q

(.m3/sec)

20%

40%

60°/o 80%

90

TO

100°io

Stepen iskoriSdenja utite

i

na izbor jakine agregata. Tako,

na

primel-,

za

izabrane

Q-H

parametre moie da bude ekonoiniCljije ko-

riSCenje slabije tul.bine.

h'a

sl.

137

kl-iva

1

predstavIja radnu krivu izabi-anog tipa turbi-

ne,

a

ki-iva

2

geornetrijski slitnu turbinu. Ako se

prva

turbina koristi

;:a

opteredenje u podruCju

50V0

do 100V0, onda je njen steperi koris-

nosti

TI.

Stepen korisnosti vece turbine

2

u istoti1 podruiju rada od

SGVo do 100010 bide manji za

AT

od koeficijenta korisnos~i tur:,ine

1.

Iz

ovoga se moie zakljueiti da veca snaga turbina u odrlosu

fia

opti-

malnu

Cini koeficijenat korisnusti manj im,

pa

se moze iskoristiti od-

nosom

Lq/q,.

Za upotrebu n~alih Francis-turbina radi n~aks~malnog ste-

pena iskorisdenja projektanti mop da koristc Jijagrame

na

sl. 141.

Slika

137.

-

K~iva

koeiicjjenata

q

i

q,

za i.ste tipove turbina razliEite

snage

Korisnost pojedinill turbina prikazan je na sl.

139.

Frailcisove

i

Peltonove turbine imaju pribliino iste koekicijente hosisnos ti,

dok

Ranki-turbine znatno zaostaju za prvim dvema. Ta razlik,i u liorisno-

sti izmedu Francisove i Pcltonove, s jcdnc sti-ane, i Banhi-turbine, s

druge strane, iznosi i preko 10Vo.

Najnovija is trakivanja su pokazala da Banki-turbine saillo u ret-

kiln situacijama dostiiu maksi~l-alnu IlidradiCku korisi~os~ od prib-

liino 83010.

Na kraju treba istaki da je u TUI-boinititutu iztl-Sena tipizacija

malih turbina

i

da je postignuta vrlo velika korisnost (sl

139).

Pelton-turbine.

-

'Tipizirana Pelton-turbina sa jednoin, die

i

Ce-

tiri n~laznice odlikuje

se

velikim stepenom korisilosti za sva tri tipa

Sir,ine lopatica TP-100,

125

i

160. Sto im omogucava rad

i

ha

izuzctilo

malim kolieinama vode. Zato s- ove turbine posebno nlogu uspeSno

koristiti za protoC11e ~nalc hidrociekti-anc

u

kojiin se piaotok tobm go-

dine menja sa relativno

vclikim edstupan.jem iznledu mas

(lin

i

i1:in

Qtu.

1

Francis-turbine.

-

Tipizirane Francis-turbine,

oez

obzira na to

da

li

su s horizontalnom

ili

vertikalnom osovinom, 11idl.auliCki dopa-

itaju veliku promenu proticanja vode kro% tui-binu uz visok stepen

korisilosti (sl. 141).

To se

naroeito od~~osi na turbine TF,

i

T'F2,

dok turbine TF3

u

izvesnoj meri odstupaju zbog veli ke specif iene brzinc.

Frema tome, tipizirane Francis-turbinz (Turboinstitut) nlogu

se

uspeSno koristiti na svi111 proliiima odnosrlo lokacijan~a na liojinla

Mr Vladimir Kercan:

MHE

u svelu

i

Jugoslaviji.

234

Slilka

138.

-

Djtj~agrarn

izbora

Francis-turbine

pri

max.

qt

je

odstupanje izmedu ~ninimalne

i

maksimalne koIiCine vode veliko,

LIZ

relativno malo odstupanje koelicijenta kol-is~iosti.

Ccvne

turbine.

-

'I'ipizirane cevnc turbi~lc

'I'C-1

i

TC-2

{Turbo-

in5

ti

tut) takode se, kao

i

tipizirane Francis

i

Pelton-turbille,

nlogu

us-

pcGno upotrebljavati

na

profiliina za koje postoji verovatnoda veii-

5

S

2

g

1,o

Y

i2

,

C-

5

0,s.

LIJ

CZ

01%

Slika

139.

-

Korisnost u

zav~isnosbi

ud

tipa

lurb.ine

1

Slika

140.

-

Stepen korisnosti

0,s

ml-aznica

---

qo

=

OF timum

QM

=

Maximum

4-

03

Q/Qy

1

Ljubljana)

tl/tlo

0,s

/

0,s

0.5

Slika

141.

-

Stepen

korismsti tlpizirilnih Francis-turbi-na (l'u~'boinSlilul, Ljubljana)

'

timum

Maximum

fa

-

tl/tln

0,s

kih

oscilacija. Probna ispitivanla

pokazala

su

visok

stepen itorisno-

sti

(sl.

142).

TF

2

qo

=

QM

=

0.5

=T

Optimum

Maximum

+

Q/QM

1

mlavrica

qo

=

OL

QM

=

WQu

1

0,s

qo

=

QM

=

WQu

1

O~timum

Maximum

Slika

142.

-

Sliika

143.

-

Shema

K,yplanove

turbine

bez

spi17ale

OPREMA

Agregat MHE Cine turbina, generator, konlandnl or1na.n

I

regu-

lator. Naravno, u elektromaSi~nsku oprenlu spadaju

i:

fil~ar za pr&iS-

Cavanje vode pri ulasku u servomotor, tcme1jna

plots

za turbinu

i

generator, spojka za vezu turbine za generator, difuzor ko2

TF

i

TC

turbina sa odgovarajudiin kolenom

i

produi+ztkom, rneraei (protoka

nivoa) sa odgovarajucim kablom

za

spajanje s gerrerdtorom

i

drugi

SLika

144.

-

Sherna

pretvwanja poltencijall~e u rneilanicku encrgi;~

-

DOVOD

Q

[m3/sl

Slika

145.

-

D,ijagram upotrcbe tipiziranlh turbina

A

iLito.stl

oj)

sastavni delovi u zavisnosti

od

tipa turbine, veiicine agregata. naeina

rada, osiguranja, zaStite, itd. Hiclroagregat, bez obzira na to

je

li

ret

o velikom

ili

maloin, mora da karakteriSe:

TURBINA

MEHANICKA

ENERGIJA

1

VODA

(Q)

+

PAD(H)

=

E

\

-

AKUMULAC IJA

.

ENERGIJA

-

__C

POTENCIJALNA7

KINETICKA

ENERGIJA

Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

Подождите немного. Документ загружается.