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与反击式水轮机中另一常见的产品混流式水轮机相比,轴流式水轮机具有比转速高、叶片数较少、振动较低、效率较高、可拆卸等优点。
轴流式水轮机,是一种水流由轴向进入转轮,沿其叶片自轴向流出,将水流能量转换为机械能的反击式水轮机。20世纪10年代,轴流式水轮机由欧洲科学家提出,发展至今已有一百余年历史。轴流式水轮机结构较为复杂,主要由转轮、转轮室、主轴、导轴承、蜗壳、导水机构、尾水管等组成。
水轮机是将水流能量转换为机械能的装置,是水电站动力设备之一,可大致分为冲击式水轮机与反击式水轮机两大类。反击式水轮机的转轮受水流的反作用力旋转,将水流压能、动能转换为机械能,轴流式水轮机属于反击式水轮机。与反击式水轮机中另一常见的产品混流式水轮机相比,轴流式水轮机具有比转速高、叶片数较少、振动较低、效率较高、可拆卸等优点。
轴流式水轮机主要使用在于中低水头(3-80米)、大流量水电站中。按照叶片能否转动来划分,轴流式水轮机又可大致分为轴流定桨式水轮机、轴流转桨式水轮机两种。轴流定桨式水轮机的转轮叶片固定,运行过程中不可转动,适应水头相对较窄,工作效率相比来说较低;轴流转桨式水轮机的转轮叶片可转动,适应水头范围相对更宽,工作效率更加高,应用更为广泛。
根据新冀绮笛芯恐行?发布的《2023-2028年中国轴流式水轮机行业市场深度调研及发展前途预测报告》显示,水力发电是一种清洁可再生的能源,是我国以及全球电力系统的重要组成部分。我国大陆地区第一个水电站是云南石龙坝水电站,发展至今,我国水电行业已有百余年历史,现阶段,我国是全球水电装机顶级规模的国家。我国水力资源丰富,经过不断开发,目前尚未充分的利用的高水头水力资源减少,而可开发的低水头水力资源较多,利好轴流式水轮机行业发展。
我国轴流式水轮机应用起步较早,新中国成立以来,轴流式水轮机制造能力也在快速提升。我国20世纪80年代竣工的葛洲坝水电站,总装机容量为271.5万千瓦,共安装有21台水轮发电机组,其中,单机容量最大的机组采用的是单机功率170.0兆瓦的水轮机,是当时全球最大尺寸的轴流转桨式水轮机,由东方电机制造。
新思界行业分析的人说,轴流式水轮机正在向大容量、高水头方向发展。但轴流式水轮机也存在一些问题,例如:叶片数量较少、强度较差,难以应用在高水头水电站中;转轮叶片轮缘间隙易发生空蚀破坏,造成性能直线下降;大容量工况时振动较大等。与混流式水轮机相比,全球各国在轴流式水轮机领域研究深度不足,现有产品在运行过程中易出现一些明显的异常问题,未来,行业发展在技术方面还有较大进步空间。
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