Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

-

visok stcpen korisnosti,

-

odgovorajuda sigili-nost u radu,

-

fleksibilnos,t pri promeili protoka,

-

mali troikovi eksploatacije,

-

jednostavnsst pri montaii

i

zameni pojedinih deiova,

-

automatizovan rad itd.

Iz fizike je poznato

da

je na mest11 inaksimalnc potericijalnc

cnergije kinetikka energija najmanja i, obrnuto, gde

je

nliiliinallla po

rencijalna tu je maksimalna kine~itka energija.

Na osnovu ovog pravila

moie se zakljuciti da

se

ei~e~gija ni;:

proizvodi, ved samo transformiSe iz jednog obllka

u

drugi. Prerna to-

me, ona se ne

moie povedavati

i

smanjivati, pa iljena kdicina zavisi

od proizvodnih faktora. Tako, na primer, za dobijanje mchaniCke

energije iz vode posredstvom turbine neophodna je odredena kolici-

na vode

Q

i

pad

El.

Na sI. 145 prikazan je dijagram tipiziranih

Analif;

Francis-turbina (Litostroj), osnovne mere obrtilih kola

i

i~jihov

iz-

glcd.

Osnovne mere tipizirane turbine prema

sl.

145 priiiazane su

u

tabeli 54.

Tabela

54.

-

Osnovne

mere turbine

A

(Litostroj)

Ova dva parametra

(Q,

HI

su

u

srazmernorn odnosi. MehaniEka

energija, koja se nalazi u obrtnom vratilu, moZe se koris~iti nepos-

redno za rad vodenica, pilana i slicnih uredaja, ali

se,

isto tako, do-

bijcna mehanieka eriergija moie transformisati

u

eielrtritnu energ:

ju prenla shemi na sl.

146.

Slika

146.

-

Shema pretvmanja mehaniEke u elektrienu energiju

m

r

era

GE IVERATOR

Vodne turblnc imaj~i razne forme

i

koriste

se

Sirom

sveta veC

vckovima. Elektricna energija, koja se dobija

na

nekom hidroloSkon~

~rofilu, rezultat

je

konlbi~iacije raspoloEivog

pada

i

proticaja.

To

zna

ki

da se odredcna kolitina energije moie

dobiti

kombinovanjem:

1

MEHANICKA

ELEKTRI~NA

4

1.

veliki pad

-

mali proticaj;

2.

mali

pad

-

veliki proticaj;

3.

srednji pad

-

srednji proticaj; ili

4.

neka srcdnja kombinacija.

Donja granica protoka

praktieno nije lin~itii-ana. Danas posto

je

agl-egati

MHE

koji rade

i

sa protokom manjim od

1

:it/scc,

Sto

se

vidi

iz

dijagrarna

na

sl,

147

i

sl.

148.

Isto tako niie limitirana

r~i

gorn.ia g1-anica proloha.

U

praksi

sr

do danas

nijr

desilo da nije bio iskoriSCe11 raspolo?i\i pr~tok na

razlnatranom hidl-olo~konl prbf~lu; niedutinl, postoJi doqa gl-mica

pada. Na 1man.j

in1

pad0111 potrebnim

za

kor-iSeenje hrdr ocrlcr-gi,je

sm,l-

fra se jddan metar (apsolutni ~ninimi~ni).

Ali,

za

nase ~~slovc svak~

pad

nia;~ji od

3

m praktiino

je

nciskorisliv.

ENERGIJA

EN

ERG

IJA

-

TRANSFOR-

MATOR

--

CI

C

Naravno, postoje izuzeci i u nekim sluCajeviina se za izgra2-

nju

MHE

mogu uspe5il0, pa i ekonomieno, koristiti

i

lolialiteti

s

ma-

njiin padom.

Mali padovi,

po

pravilu, zahtevaju veEike koliCine vod~, a ti-

me i opremu velikih dimenzija. Sa takvih

objekata jeclinienc cene in-

stalisa~~i kW

i

kwh dobijene elektricne energije su viSi ilego za pro-

file s velikim

padom i malim kolieinama vode istog energetsliog po-

tencijala. Zbog toga se niora nastojati na izboru i usvajanjli lokaii-

teta sa Sto veCim padom. Izgradnja objekata za povedarlje pada

pu

pravilu je ekonomienija od izgradnje objekata za povehnje koliEine

vode izravnavanjem, pa je samim tim niia

i

cena encrgije na lokali-

tetu istog energetskog potencijala.

Slika

148.

-

Agregat

od

50-500

W,atti

Vodne turbine obiCno imaju visok stepell iskoriSCavanja

;

pret-

varanja hidroenergije u mehanirku, odnosno elektrienu encrgiju. Zbog

svojih radnih karakteristika turbine se

obiEno projektuju

za

odre-

deni pad i protok. TeEnja da se instaliraju veci agregati nego Sto

jc

to potrebno na odredenom hidroloSkom profilu ne Jonosi rezultate;

naprotiv, pri tom

se gubi kako

u

optimalnom radu agregata, tako i

u

visini ulaganja.

Turbine se

naeelno dele na

impulsne

1

reaktivne.

Impulslle

turbine uglavnom koriste brzina vode za poliretarlje turbinshog ko-

la,

a

rle

prit~sak, dok reaktivne turbine, obrnuto, koriste pritisak za

pokretanje turbinskog kola, a ns brzinu. S obzirom na to da koriste

brzinu za dobijanje

mehanieke energije, impulsne turbine obiho vo

du

izbacuju na atmosferski pritisak

i

slobodno padaju i otiCu sa I-o-

tora. 'To znai.i da ove turbine moraju da budu slobodne, da se na-

laze iznad donjeg nivoa vode i u njih nema isisavania. Iinpulsne tur.

bine,

kao

i

agregati

MHE

sa njima, jednostavi~e su, te ill treba pri-

menjivati gde god

je

to mogude, a posebno za MHE.

U

ovu

grupu tur-

bina spadaju:

1.

Pelton-turbina

2.

Turboimpulma turbina

3.

Bankidturbha.

Reaktivne turbine imaju isti zadalak u sklopu agregata HE kao

i

impulsne. Medutim, njihova iunkcionalnost se zasniva na drugom

principu. Ako se na impulsni'm turbinama obrtno l~olo postavlja jz-

nad vode, na reaktivnim turbinama se obrtno Bolo postavlja direkt-

no

u

vodotok, a energija se stvara teeenjenl vode preko lopatica i ko-

ristedi na taj natin zllatno viSe pritisak nego brzinu, dok impulsne

turbine

stvarajv energiju udaranjem vodenog mlaza u svaku lopa-

ticu.

Reaktivna kola

niogu da budu vrlo efikasna kada se projekt~.

ju za odredene uslove, s

tim

Sto svaka promena uslova sinanjuje nji

hovu korisnos t

.

U

ovu grupu turbina spadaju: Francis, Kaplan, propclerne i

cevne turbine.

Poloiaj

turbina.

-

Poloiaj turbine odreiten je naCinoin postav-

ljanja njene osovine. Aito je postavljena horizontalno, onda je

to

HO-

KIZONTALNA turbina. Medutim, ako se osovina turbine

postavi ver-

I

Slilta

149.

-

Agregat

RIHE:

a) sa verlikalnom osownom,

b)

sa hor~~onlalnom oso-

vrinom

tikalno, onda je re6 o VERTIKALNIM turbinama. I'ako, na primer,

Pelton

i

Francis turbine mogu biti

i

sa horizontalnoill

i

vertikalnom

osovinoin, dok Kaplan

1

propelerne imaju vertikalilu osovinu. Yeltoi?.

-turbine mogu imati 1,

2

ill

4

mlaznika. Raspored mlazilika mora da

bude takav da oni izmedu sebe sklapaju ugao od

90".

Grat?icu koris'ken

ja.

Turbine se klasiliku

ju

prcma specilihonl

broju obrtaja. Pod pojmoin

specifi2nu brzina

turbine podl-a~umcva

sc.

hrzina okretanja, odCnosno broj obrtaja u jednoj rninuti

UL

koristan

pod od

H

=

1,O

rn

i

instalisanu snagu od

1

KS. Broj obrlaja n, sc

odreduje

na

ovaj nai-in:

VERTIKALNA FRANCIS

HORIZONTALNA FRANCIS

VERTI KALNA PROPELERNA

FRANCISOVA IL

I

PROPELERNA

SA

OTVORENIM DOVODNIM

KANALOM

CEVNA POD

PRAVIM

UGLOM

LOPTA STA

HORIZON TALNA

PELTON

CEVNA

LATERAL NA

(

OSB ERGER)

SL.51

POPRE~NI

PRESECI TURBINA

(preneto iz brozure

Hydroelectric power)

PAD

H

=

120.0

M

PROTOK

..,

Q

=

6

00

l.it/sec

Ifistalisana

.snt~ga

~i

=

576

KW

Slika

151.

-

Shemla

Poltm-turbine

sa

4

rnlaznika

Pretpostavka je da turbina ima preCnik

D

=

1

m

i

da radi na

padu

1-1

-

1

m.

Broj obrtaja ove turbine prema

izvederiirn formulama iznosi

a

njcn protok

n

=

broj obrtaja

u

minuti

D*

=

preCnik kruga na Cijem se obimu nalazi posinatraila taE-

ka koja

se

okreCe

Indcksi

,I

iz

n

i

Q

oznai.ava,ju turbinu

prei.nika

D

=

1

m

i

korisnog pada

H

=

1

m,

pa

sc

QII

jediniti~i

protok,

a

rill

jedinieni

broj obrtaja.

Na

osnovu

QII-NIi

paran~etara

jedinitna

snaga jc

----

D*

D

kod

TF

=

ulazni pr,eCnik

no1o1.a

nil vencu

1)

Iced

CT

i

KT

.;

pr.eCn~k

Itolii

Specifitna brzina okretanja ima turbina koja radi sa raspolo-

Zivim padom od 1,O m

i

ostvalruje snagu od 1,O KS, a odl.e%uje se

iz

odnosa

P

D

=

HVH

n

=

nazivna brzina okretanja

SpecifiCni broj obrtaja iina veliki znaeaj za izbor tipa iurbi-

ne.

Medutim, lpozi~ato je da se svaka turbina nc moie koristili za bi-

lo koji pad

H

i

o tome se mora voditi raeuna,

s

obzirorli

ns

to da

turbine s

manjim brojem n, (specifiean broj obrtaja) odgovaraju ve-

Cem

padu, i obrnuto.

Granice upotrebe pojedinih vlrsta turbina prikazaiie su u tab.

56.

Tab.

56.

-

SpeciiiEan broj obrtaja u zavisnosti od tipa turbine

"s

Koristan

pad

o jmin Vrsta turbine

H

(m)

Pe1tonav.a sa jednom mlaznicom

Peltanova

sa

dve mlaanice

Peltonova sa tttisi rnla~mice

Franc.isova .vrlo sporohodna

Francisova oporohodnn

Francisova srednja

F,ranc.isov]a srednja

Francisova vrlo brzonodnn

Propelernw

Kaplanova spurohodna

Kapla~lova srednja

Kalpanova brzdlodna

Kaplanc~va v1.10 bl-zohodna

Pored navedenih granica za koriSdenje tui-bina

u

pos1zdl;je vre-

me su

u

upotrebi

i

propelerne turbine

u

sifonskoj izradi za ekstrenl-

no niske padove.

U

tab.

56

turbine su razvrstane zavisno od spccifiCnog brojn

obrtaja. Francisove

i

Kaplanove turbine razvrstarie su na sporohod-

ne

i

brzohodne. Ovo razvrstavar~je se rle odnosi na sivarnu brzirlu

okretanja turbina, nego

na

specifiean brg obrtaja. Stvariio okreta-

nje turbine je u suStini veCe ukoliko je

n,

manje, odnosno Sto

je

turbina sporohodni.ja.

Slika

152.

-

Propelerna turbina sifonslce .izrade

Specifitan broj obrtaja Francisovih turbina zavlsi od prcenika

xla ulazu D

i

pretnika sifona Ds.

U

sporohodniil Franciscvih turbina

je

D

<

Ds,

u

sdnjih D

=

D!,.

a u brzohodnih

D

>

Ds.

Navedene

granite

za upotrebu turbina (kako je to ilavedeno

u

tab.

56)

treba ~rihvatiti uslovno, jer se teii yomeranju ~vih granica,

a

to pomeranje, uglavnoln, ide naviSe. Zato podvlaCimo

da

su

i

po-

dacj

u

tabeli

56

zastareli.

Broj agregata.

-

Broj agregata, uglavnom zatisi od I1idiolo4

kih us!ova elektrane. Na pribranskim tipoviilla obicno

se

ugraauje

jedan, a vrlo retko dva agregata. Na protohim hidroelektranttr~la mo-

ie se ugraditi jedan do dva, a Cesto i viSe agregata. To zavisi od ko-

liCine i trajanja protoka u vodotoku.

U

vodotocirna sa velikiin va1.i-

jacijama izmedu velilih, sl-ednjih

i

malih voda ugraduje se vise od

jcdriog agregata. Tako, na prilmer, ako

U,,-QIr

traje kralko, onda tre-

ha prouCiti mogudilost za ugradnju dva agrcgala,

tako

da

jeddrl agre-

gat radi sa

Qln

=

2-3

QSr,

a drugi sa

Qin

=

Q,,.

Uzinlajudi

u

obzir

cla sc instalisalni protok mo2e sllianjiti do 50°/o, dobijaju se ove ko!i-

eine vvde koja se koristi za rad postrojen,ja:

-

dva agregata

Qin

=

3

Qsr

+

Qsr

-

4

Qsr

=

rade oba agregata

Qin

=

3

Qsr

-

radi jedan agregat

Uln

=

2

Qsr

-

radi vedi agregat

Uin

=

Qsr

-

radi manji agregat

Uin

=

0,s

Qs,

-

radi manji agregat

-

jedan agregat

Qin

=

4

Qsr

Qin

=

2

Qsr

Umesto postrojenja sa

Qin

=

3

Qsr

i

QI,

=

Q,,.

u

ob~ir dolazi

i rad dva postrojeilja sa

Qin

=

2

Qsr,

s tilm Sio ovo postl-ojcnje moZe

da radi sa

Qln

=

4

Qsr

Qin

=

3

Qsr

Qin

=

2

Qsr

Uin

=

1

Qsr

pa je u pogledu iskoriSdavanja protoka neStv loSije od postrojcnja sa

Qln

=

3

Usr

i

Qln

=

1

Qsr.

Mogude su

i

ostale kombinacije u dijapazonu od

0,5

Q.,,

do

4

Q,,.

Naravno, tek posle dctaljne analize hidroloskih ka~.akleristika vo-

dotoka, visinc ulaganja

li

proizvodnje poznate kolieinc cnelgijc odrc-

duje se broj agregata.

Obitno

se

snlatra da se uporedo s brojeln agregala povcdavaju

i ukupni troSkovi i visina ulaganja. Ali, to ne iilora da bude

i

tatno

kada su u pitanju male l~idroelektrane opremljene starldardnim tipi

zit-ani~n uredajima.

U

vedini slueajeva,

dva

manja tipizirma postro

jenja mogu da budu

jevtinija od jedaog veceg netipiziral~og.

Ako

sc

torne jog doda da dva postrojenja u reiimu UKLJUCSENO-ISKLJUCE-

NO mogu da ostvare veliki broj radnih Casova

s

visokim stepenom

korisnog dejstva, onda sc problemu izbora broja agregata r~ora po-

svetiti potrebna painja.

Na sl.

154 prikazana je

MHE

sa dva agregata.

Na

sl. 155 pri-

kazana je shema MHE sa dve turbine

i

jedriim genrl.atol-orn.

I'rednost reSenja sa dva agregata je

i

u tome Sto je takvo

postrojeaje manje osetljivo na potpuni kvar

-

kada postrojenje pre-

staje da radi. CSeLde do kvara dode na jednom

ocl

dva ag~egata nego

na postrojenju sa jednim. Zato se pri

izboru broja aglegata uzirrla

11

obzir i stabilnost proizvodnje.

Teiina agregata je, takode, jedan

odb

parametara hoji utiCu

n3

odluku

Q

,

broju agregata. Postrc~jenja sa dva agregata iniju stlstavne

delovc nianje teiine

(spirals,

postolje i sl.) od istih delova u postro-

jenjima sa jedniin agregatom. Delovi manje teiine

sc

IakSe trail-

Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

Подождите немного. Документ загружается.