Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Памп-генератора )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Насос как турбина, установленная для рекуперации энергии в помещениях ирландской сельской водопроводной сети в 2019 году ( https://www.dwr-uisce.eu/ )

Насос Как турбина или (РАТ) , иначе известная как « насос в обратном », представляет собой нетрадиционный тип реакции воды турбины, которая ведет себя таким же образом, что и в турбине Фрэнсиса . Функция PAT сравнима с функцией любой турбины по преобразованию кинетической энергии и энергии давления жидкости в механическую энергию рабочего колеса. Они обычно продаются как составные насосные и моторно-генераторные агрегаты, соединенные фиксированным валом с асинхронным двигателем асинхронного типа . [1] [2]

В отличие от других обычных машин, которые необходимо изготавливать в соответствии со спецификациями клиента, насосы являются очень распространенным оборудованием, широко доступным в различных размерах и функциональных возможностях по всему миру. При использовании в качестве турбины ротор движется в противоположном направлении или в обратном направлении, когда он работает как насос. Таким образом, это позволяет двигателю вырабатывать электроэнергию.

История [ править ]

Первые упоминания о возможности использования насосов в качестве турбин (PAT) относятся к началу 1930-х годов и связаны с лабораторными экспериментами, проведенными Томой и Киттреджем [3], которые впервые определили потенциал обычного насоса для достаточно эффективного функционирования в качестве турбины. путем изменения направления потока.

Впоследствии, во второй половине 20-го века, новый импульс для исследований по этой теме пришел со стороны производства насосов. За это время налаженное сотрудничество с несколькими исследовательскими институтами помогло развить глубокое понимание явлений, связанных с использованием PAT. Были предприняты усилия по разработке методов прогнозирования кривых характеристик и эффективности. [4] Это помогло определить точку максимальной эффективности (BEP) этих машин в турбинном режиме и связать ее с техническими характеристиками при использовании в качестве насоса. [5]

Принятие PAT может превратить экономически осуществимый потенциал даже в гидроэнергетику в масштабе «пико» (т.е. менее 5 кВт установленной мощности), поскольку они стоят лишь часть стоимости обычной гидротурбины. [6] Недавними примерами таких схем являются две пилотные установки, построенные в 2019 году в Ирландии и Уэльсе. [7]

Гидроэлектроэнергия с гидроаккумулятором [ править ]

В гидроэлектростанциях с гидроаккумулятором (PSH) один и тот же насос / PAT может использоваться для фаз откачки и генерации [8] путем изменения направления вращения и скорости. Лучшая точка эффективности накачки , как правило , отличается от его реверсном режима: [3] переменной частота , соединенная с двигателем / генератором будет необходима для того , чтобы изменения от накачки в режиме генерации и эффективно реагировать на колебания нагрузки PSH. [8]

Теория работы [ править ]

Основная статья для этой категории - Water_turbine § Reaction_turbines .

Типы [ править ]

Среди существующих конструкций гидравлических насосов / ПАТР «центробежные» или «радиальные» агрегаты наиболее широко используются во всем мире в самых разных областях применения. [9] Название происходит от радиального пути, по которому проходит жидкость в роторе: от центра к периферии при работе в качестве насоса и в противоположном направлении при реверсировании потока. [10] Чтобы добиться более высокого падения напора на машине, можно последовательно собрать большее количество рабочих колес для создания многоступенчатого агрегата. Напротив, конструкция насоса с радиальным разделением двух потоков / PAT включает единственный радиальный открытый ротор, питаемый двумя симметричными входами, и позволяет обрабатывать более высокий расход по сравнению со стандартным радиальным агрегатом. [9]Второй тип конструкции насоса / PAT является осевым, в котором жидкость взаимодействует с гребным винтом по траектории, параллельной оси насоса. Такие агрегаты особенно подходят для обработки больших расходов при небольшой разнице напора. Наконец, насосы смешанного потока / PAT находятся между диапазоном применимости радиальных и осевых агрегатов и имеют рабочее колесо, имеющее форму, аналогичную форме турбины Фрэнсиса. [10] Другой особой конструкцией насоса / PAT является конструкция погружных агрегатов, которые могут быть установлены внутри трубы, соединенной с вытяжной трубой, используя небольшие перепады напора в текущих реках.

Типовая диаграмма применения [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Агарвал, Таранг (ноябрь 2012 г.). «Обзор насоса как турбины (PAT) для микрогидроэнергетики». Международный журнал новейших технологий и передовой инженерии . 2 (11): 163–169. CiteSeerX  10.1.1.414.3606 .
  2. Перейти ↑ Williams, AA (сентябрь 1996 г.). «Насосы как турбины для недорогой микрогидроэнергетики». Возобновляемая энергия . 9 (1–4): 1227–1234. DOI : 10.1016 / 0960-1481 (96) 88498-9 .
  3. ^ а б Тома, D; Киттредж, К. (1931). «Центробежные насосы работали в ненормальных условиях». Мощность : 881–884.
  4. ^ Новара, Даниэле; Макнабола, Аонгхус (15.10.2018). «Модель для экстраполяции характеристических кривых насосов как турбин из исходной точки наилучшего КПД». Преобразование энергии и управление . 174 : 1–7. DOI : 10.1016 / j.enconman.2018.07.091 . ISSN 0196-8904 . 
  5. ^ Singh, Punit (2005). «Оптимизация внутренней гидравлики и конструкции системы для НАСОСОВ КАК ТУРБИН с внедрением и оценкой на месте». Университет Карлсруэ (TH): Дисс. Institut für Wasserwirtschaft und Kulturtechnik . CiteSeerX 10.1.1.459.9416 . 
  6. ^ Новара Д .; Carravetta A .; McNabola A .; Рамос Х.М. (01.05.2019). «Модель затрат для насосов в качестве турбин в приложениях микрогидроэнергетики в русле реки и внутри трубы». Журнал планирования и управления водными ресурсами . 145 (5): 04019012. DOI : 10,1061 / (ASCE) WR.1943-5452.0001063 .
  7. ^ «Демонстрационные сайты» . Dwr Uisce . Проверено 6 ноября 2019 .
  8. ^ a b Морабито, Алессандро; Хендрик, Патрик (07.10.2019). «Насос как турбина в применении к микроаккумуляторам энергии и интеллектуальным водным сетям: пример из практики» . Прикладная энергия . 241 : 567–579. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2019.03.018 .
  9. ^ a b Grundfos Industry (2004). Справочник по насосам (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 января 2020 года.
  10. ^ a b Рамос, Елена (2000). Руководство по проектированию малых гидроэлектростанций (PDF) .