กังหัน Kaplan

อย่างที่เราทราบกันดีว่าในการสร้างพลังงานไฮดรอลิกเราต้องเทน้ำจำนวนมากผ่านน้ำตกเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายกังหันได้ กังหันที่ใช้พลังงานไฮดรอลิกมากที่สุดชนิดหนึ่งคือ กังหัน Kaplan เป็นกังหันไอพ่นไฮดรอลิกที่ใช้กับการไล่ระดับสีขนาดเล็กถึงไม่กี่สิบเมตร การไหลจำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เสมอเพื่อให้สามารถสร้างพลังงานจำนวนมากได้

ในบทความนี้เราจะบอกคุณว่ากังหัน Kaplan ประกอบด้วยอะไรมีลักษณะอย่างไรและใช้ในการสร้างพลังงานไฮดรอลิกอย่างไร

กังหัน Kaplan คืออะไร

เป็นกังหันไอพ่นไฮดรอลิกที่ใช้การไล่ระดับสีขนาดเล็กตั้งแต่ความสูงไม่กี่เมตรถึงไม่กี่สิบ ลักษณะสำคัญประการหนึ่งคือทำงานกับอัตราการไหลที่สูงเสมอ ปริมาณการไหลตั้งแต่ 200 ถึง 300 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างพลังงานไฮดรอลิกซึ่งเป็นพลังงานหมุนเวียนประเภทหนึ่ง

กังหัน Kaplan ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปีพ. ศ. 1913 โดยศาสตราจารย์Víktor Kaplan ชาวออสเตรีย เป็นกังหันไฮดรอลิกรูปใบพัดชนิดหนึ่งซึ่งมีใบมีดที่สามารถปรับทิศทางการไหลของน้ำที่แตกต่างกันได้ เรารู้ว่าการไหลของน้ำแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มของปริมาตร ด้วยความสามารถในการมีใบมีดที่มุ่งเน้นไปที่การไหลของน้ำเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยการรักษาให้สูงถึงอัตราการไหล 20-30% ของการไหลเล็กน้อย

สิ่งที่ปกติที่สุดคือกังหันนี้มาพร้อมกับ ด้วยตัวเบี่ยงสเตเตอร์คงที่ซึ่งช่วยนำทางการไหลของน้ำ ด้วยวิธีนี้การสร้างพลังงานไฟฟ้าจะได้รับการปรับให้เหมาะสม ประสิทธิภาพของกังหัน Kaplan สามารถใช้สำหรับการไหลได้หลากหลายขึ้นอยู่กับความต้องการ ตามหลักการแล้วควรเตรียมกังหันโดยใช้ระบบการวางแนวที่เราวางตัวเบี่ยงสเตเตอร์เมื่อการไหลเปลี่ยนไป เราไม่ได้มีการไหลของน้ำเหมือนกันเสมอไปเนื่องจากเราขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนและระดับอ่างเก็บน้ำ

เมื่อของไหลมาถึงกังหัน Kaplan ด้วยท่อร้อยสายที่มีรูปทรงเกลียวจะทำหน้าที่ป้อนเส้นรอบวงทั้งหมดอย่างสมบูรณ์ เมื่อของเหลวถึงกังหันแล้วจะผ่านตัวจัดจำหน่ายซึ่งทำให้ของไหลมีการหมุนแบบหมุน ที่นี่เป็นที่ที่ใบพัดมีหน้าที่ในการเปลี่ยนทิศทางการไหลไปที่ 90 องศาเพื่อย้อนกลับตามแนวแกน

คุณสมบัติหลัก

เมื่อเรามีกังหันใบพัดเรารู้ว่ากฎระเบียบนั้นแทบไม่มี ซึ่งหมายความว่ากังหันสามารถทำงานได้ในบางช่วงเท่านั้นดังนั้นตัวจัดจำหน่ายจึงไม่สามารถปรับได้ ด้วยกังหัน Kaplan เราได้รับการวางแนวของใบพัดเพื่อปรับให้เข้ากับการไหลของน้ำ นอกจากนี้การเคลื่อนไหวจะปรับให้เข้ากับกระแสปัจจุบัน เนื่องจากการตั้งค่าผู้จัดจำหน่ายแต่ละรายสอดคล้องกับการวางแนวของใบมีดที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะทำงานกับ อัตราผลตอบแทนที่สูงขึ้นถึง 90% ในอัตราการไหลที่หลากหลาย

พื้นที่การใช้งานของกังหันเหล่านี้ถึงหยดสูงสุดที่ความสูงประมาณ 80 เมตรและไหลได้ถึงอัตราการไหล 50 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที บางส่วนทับซ้อนกับฟิลด์การใช้งานไฟล์ กังหันฟรานซิส. กังหันนี้ พวกมันลดลงเพียง 10 เมตรและไหลเกิน 300 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างพลังงานไฮดรอลิกเป็นเรื่องปกติมากที่จะเห็นกังหันของ Kaplan เป็นกังหันใบพัดที่ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพและตอบสนองต่อของเหลวส่วนเกินได้ดี ด้วยกังหันเหล่านี้ทำให้ลดต้นทุนการติดตั้งจำนวนมากเนื่องจากกังหันนี้มีราคาแพงกว่ากังหันใบพัด แต่การติดตั้งจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในระยะยาว

กังหันทำงานอย่างไรในไฟฟ้าพลังน้ำ

หากเราต้องการรักษาแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทให้คงที่ในการติดตั้งไฟฟ้าพลังน้ำความเร็วของกังหันจะต้องคงที่เสมอ เราทราบดีว่าแรงดันน้ำแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอัตราการไหลและความรุนแรงที่มันตกลงมา อย่างไรก็ตามต้องรักษาความเร็วของกังหันให้คงที่โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบความดันเหล่านี้ เพื่อให้มีเสถียรภาพจำเป็นต้องมีการควบคุมจำนวนมากทั้งในกังหันฟรานซิสและกังหัน Kaplan

การติดตั้งล้อ Pelton มักจะทำขึ้นซึ่งการไหลของน้ำจะช่วยในการควบคุมโดยการเปิดและปิดหัวฉีดอีเจ็คเตอร์ เมื่อมีกังหัน Kaplan อยู่ในโรงงานจะใช้หัวฉีดบายพาสระบายเพื่อช่วยเบี่ยงเบนการเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างรวดเร็วในช่องหยดที่สามารถเพิ่มแรงดันน้ำได้ ด้วยวิธีนี้เราจึงมั่นใจได้ว่าใบพัดจะถูกจัดเก็บในลักษณะที่คงที่เสมอและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำ แรงดันน้ำที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้เรียกว่าค้อนน้ำ อาจสร้างความเสียหายต่อสิ่งอำนวยความสะดวกได้มาก

อย่างไรก็ตามด้วยการตั้งค่าทั้งหมดนี้จะมีการรักษาการไหลของน้ำผ่านหัวฉีดอย่างต่อเนื่องเพื่อให้การเคลื่อนไหวของใบพัดกังหันคงที่ เพื่อหลีกเลี่ยงค้อนน้ำหัวจ่ายจะปิดอย่างช้าๆ กังหันที่ใช้ในการสร้างพลังงานไฮดรอลิกนั้นแตกต่างกันไปตามบางประเภท:

• สำหรับ การกระโดดขนาดใหญ่และอัตราการไหลขนาดเล็ก ใช้กังหัน Pelton
• สำหรับพวกนั้น หัวเล็กกว่า แต่มีอัตราการไหลสูงกว่า ใช้กังหันฟรานซิส
• En น้ำตกขนาดเล็กมาก แต่มีปริมาณมาก ใช้ Kaplan และกังหันใบพัด

โรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นอยู่กับน้ำจำนวนมากที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำ การไหลนี้ต้องได้รับการควบคุมและสามารถรักษาให้เกือบคงที่เพื่อให้น้ำสามารถเคลื่อนย้ายผ่านท่อหรือคอกได้ การไหลจะถูกควบคุมผ่านวาล์วเพื่อปรับการไหลของน้ำที่ผ่านกังหัน ปริมาณน้ำที่อนุญาตให้ผ่านกังหันขึ้นอยู่กับความต้องการไฟฟ้าในแต่ละขณะ น้ำที่เหลือจะไหลออกมาทางช่องระบาย

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกังหันและการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของ Kaplan ได้