سلام دوستان عزیز
توربين کاپلان با محور عمودي و درفت تيوب زانويي
نيروگاه‌هاي برق آبي کوچک –
چينش‌هاي متفاوتي براي واحدهاي کوچک کاپلان با محور عمودي وجود دارد. معمولاً از رانرهايي استفاده مي‌کنند که نسبت به سطح آب پايين دست در ارتفاع بالاتري قرار مي‌گيرند. بنابراين نيازي به دريچه اي براي درافت تيوب وجود ندارد .
محل نيروگاه، شکلي نيمه کروي دارد. همان طور که در شکل ديده ميشود، براي دسترسي به هدکاور توربين، فضاي کمي وجود دارد. اين مساله، محدوديت اساسي را در اين چينش نشان مي‌دهد. بنابراين از روي احتياط، ارتفاع ژنراتور و شفت توربين را بيشتر مي گيرند تا فضاي کافي براي تعميرات به‌وجود آيد. بنابراين بيرون آوردن توربين، نيازمند بيرون آوردن ژنراتور و همچنين افزايش‌دهنده‌ي سرعت خواهد بود که سبب افزايش هزينه‌ها خواهد شد. بنابراين اولويت با چينش هايي با شفت افقي خواهد بود که از واحدهاي S شکل استفاده مي‌کنند. ولي در هر صورت، نحوه‌ي نصب به آساني مشابه شکل زير خواهد بود.
نيروگاه هاي برق آبي کوچک -
ژنراتور در يک حباب تخم‌مرغي(بالب) و يا يک Pit و در مسير آب بالادست قرار مي‌گيرد. نصب به صورت Pit، همان حالت بالب است که قسمت بالاي آن باز شده باشد و امکان دسترسي به ژنراتور را ساده‌تر مي‌سازد. به اين دليل براي حفظ اندازه‌ي ژنراتور، نياز به گيربکسي است که سرعت ژنراتور را بين 600 تا 1000 rpm افزايش دهد. اگر دور رانر توربين، بيش از 275 rpm باشد، نيازي به گيربکس نيست. اين حالت را در شکل مي‌توان ديد.
پايين‌دست بالب يا pit ، تجهيزاتي مانند پره‌هاي ثابت، پره‌هاي متحرک(ويکت گيت)، رانر کاپلان و در نهايت يک درفت تيوب مخروطي وجود دارد. همان‌طور که گفتيم، براي تعميرات، دستيابي راحتي به اطراف توربين وجود دارد. بنابراين مانند همه‌ي واحدهاي با شفت افقي، بدون درآوردن ژنراتور، مي‌توان رانر را براي تعميرات بيرون آورد. واحدهاي بالب فقط در قطرهاي زياد وجود دارند و با توجه به مشکل " دسترسي محدود" به بالب، بايد تا حد ممکن، کمتر استفاده شوند. واحدهاي pit type از اين جهت، مطلوب‌ترند.
Turbine selection for small low-head hydro developments. By:J. L. Gordon, P. Eng - Hydropower consultant
نيروگاه هاي برق آبي کوچک -
توربين کاپلان S- type با محور افقي
اين توربين‌ها معمول‌ترين توربين با هد پايين هستند که در نيروگاه‌هاي برق آبي کوچک استفاده مي‌شوند که توسط بسياري از سازندگان به‌صورت از پيش طراحي شده‌اي، ساخته مي‌شوند. قطر اين توربين‌ها از 1 متر تا 4 متر ساخته ميشود و در محدوده‌ي هدهاي از 5 متر تا 25 متر و همچنين در محدوده‌ي توان‌هاي حداکثر تا12MW به‌کار گرفته مي شوند.
نيروگاه هاي برق آبي کوچک -
اين مدل توربين در محلهايي با زواياي شيب 15 تا 45 درجه نسبت به افق و در سايت‌هاي به‌کار مي روند که هد بسيار کمي با ارتفاع خالص بين 2 تا 8 متر دارند. اين توربين‌ها در محدوده‌ي توان‌هاي حداکثر تا 2.6MW به‌کار گرفته مي‌شوند.
محل کاربرد هيدروتوربين‌هاي کوچک:
1. Inclined axis, very low head Kaplan gear turbine
اين مدل توربين در محلهايي با زواياي شيب 15 تا 45 درجه نسبت به افق و در سايت‌هاي به‌کار مي روند که هد بسيار کمي با ارتفاع خالص بين 2 تا 8 متر دارند. اين توربين‌ها در محدوده‌ي توان‌هاي حداکثر تا 2.6MW به‌کار گرفته مي‌شوند.
2. Horizontal axis “S” type Kaplan turbine
اين توربين‌ها در محدوده‌ي هدهاي از 5 متر تا 25 متر وهمچنين در محدوده‌ي توان‌هاي حداکثر تا12MW به‌کار گرفته مي شوند.
5. Horizontal axis “S” type propeller turbine.
6. Horizontal axis pit type propeller turbines.
از مدل‌هاي 5 و 6 که در فهرست بالا آورده شده‌اند به‌خاطر مشخصه‌ي بسيار حساس راندمان اين توربين‌ها نسبت به تغييرات هد و فلو به ندرت استفاده ميشود و اين توربين‌ها تنها در سايتهايي به‌کار گرفته مي‌شوند که کمترين تغيير در ميزان هد و فلوي آب را دارند.
7. Unit #7. Horizontal axis Francis turbine
اين توربين‌ها عمدتاٌ با رانرهايي با قطر کمتر از 1.8 متر بکار مي روند. براي به‌کارگيري اين توربين‌ها به هد خالص بين 20 تا 100 متر نياز دارند و در محدوده‌ي تواني حداکثر تا 12MW به‌کار گرفته مي‌شوند. در بيشتر کاربردهايي که از اين نوع توربين استفاده شده است، توان خروجي کمتر از 5MW بوده است.
8. Unit #8. Horizontal axis, double runner Francis turbine
در برخي از سايت‌ها که هد نيروگاه براي نصب يک رانر بسيار کم است، براي افزايش سرعت رانر از اين نوع توربين استفاده مي شود. در بيشتر کاربردهاي به‌کار رفته، توان اين نوع توربين کمتر از 5MW بوده است . اصولاٌ اين نوع توربين در محدوده‌ي توان 1MW تا 15MW و ارتفاع يا هدهاي 15 تا 100 متر به‌کار مي‌روند.
9. Unit #9. Vertical axis “Saxo” axial flow Kaplan turbine
تا کنون تعداد بسيار کمي از اين نمونه توربين ساخته شده‌اند. در اين نمونه توربين، با افزايش ميزان فلو، راندمان توربين افت مي کند که در نتيجه بايد از رانري با قطر بزرگ‌تر در اين موارد استفاده شود
موفق باشید
