在水电站核心装备水轮发电机组中,水轮机与发电机是重要组成部分,水轮机的功能是将水流能量转换为机械能,发电机功能是在水轮机的驱动下发电。水轮机可以分为冲击式水轮机、反击式水轮机两大类,冲击式水轮机利用水流自上而下产生的冲击力旋转做功,又可分为切击式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机三种产品。
斜击式水轮机主要由喷针、喷嘴、转轮、机壳等组成。斜击式水轮机工作时,水流通过喷嘴喷射而出,形成高速射流冲击转轮叶片,从而带动转轮旋转做功,之后水流再沿叶片流出。
斜击式水轮机的结构和工作原理与切击式水轮机基本相同,不同之处在于:喷嘴位置与转轮不在同一平面内,射流与转轮叶片之间存在倾角,一般是22.5°,射流倾斜进入叶片;转轮叶片呈勺状,射流从叶片进水边进入,从出水边流出;转轮有外轮环,可增加叶片强度、减少风阻损失。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国斜击式水轮机行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,斜击式水轮机主要用来制造小型水轮发电机组,可用于中小型水电站建设中,适应水头范围在20-350米之间,功率、比转速有限,效率较低。与同为高水头水轮机的切击式水轮机相比,斜击式水轮机适应水头相对较低,400米以上水头难以应用,且不适合建设大型水电站。凭借结构简单、造价低的优点,斜击式水轮机主要用于小型水电站建设中。
在全球范围内,斜击式水轮机于20世纪40年代被开发问世,20世纪70年代,我国首台斜击式水轮机由浙江乐清机械厂成功研制。现阶段,由于主要用于高水头、小流量水电站建设中,应用场景有限,斜击式水轮机应用渗透率较低,市场规模较小。
新思界
行业分析人士表示,在水轮机整体市场中,反击式水轮机应用比例较高,其中,混流式水轮机应用规模最大,三峡水电站、白鹤滩水电站均采用混流式水轮机,其次是轴流式水轮机。随着易开发水力资源得到充分利用,我国对落差大、地势险的山区水力资源关注度不断提高,利好适应高水头、对水流量要求低的冲击式水轮机行业发展。但目前我国冲击式水轮机应用比例依然偏低,且切击式水轮机占据主导地位。总的来看,斜击式水轮机市场空间较小,未来行业发展潜力有限。