水輪機,作用是將水流能量轉換為機械能,主要用于水電站中,可以分為沖擊式水輪機、反擊式水輪機兩大類。沖擊式水輪機的能量轉換過程是,水流由高處向低處流動產生沖擊力,沖向沖擊式水輪機的轉輪使其旋轉做功,從而實現將水流能量轉化為機械能。
按照水流流向與轉輪相對位置的不同來劃分,沖擊式水輪機可以分為切擊式水輪機、斜擊式水輪機、雙擊式水輪機三大類。其中,切擊式水輪機適用于高水頭(水頭大于200米)、小流量的水電站建設中,是目前應用最為廣泛的產品類型;斜擊式水輪機可用于中小型水電站建設中,適用的水頭范圍較寬(30-300米);雙擊式水輪機適用于中低水頭的小型水電站建設中。
沖擊式水輪機具有結構簡單、體積較小、發電效率高等優點,通常搭配臥式水輪發電機用來制造中小型發電機組。隨著技術不斷進步,水輪發電機組大型化發展速度加快,大型沖擊式水輪機需求逐步增多,其技術門檻還在不斷提高。例如,轉輪是沖擊式水輪機的核心部件之一,為保證其性能,一般采用鑄造工藝來制造,但大型鑄件制造難度大,其制造工藝還需持續改進。
根據新思界產業研究中心發布的
《2022-2027年中國沖擊式水輪機行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,水電具有清潔可再生的優點,我國河流、湖泊較多,水電裝機規模不斷擴大,隨著易開發的水力資源得到充分利用,地勢較險、落差大的河流開發成為重點。沖擊式水輪機適應水頭范圍廣,對水流量要求較低,且無需修建水壩,修建成本較低,對環境影響極小,因此受到關注。我國落差大、無法修建水壩的河流較多,利好沖擊式水輪機行業發展。
新思界
行業分析人士表示,在全球范圍內,沖擊式水輪機生產商主要有奧地利安德里茨(Andritz)、德國福伊特(Voith)、英國Gilkes、俄羅斯Power Machines、美國通用電氣(GE)、日本東芝(Toshiba)、中國東方電機、中國哈爾濱電機廠等。2021年,我國水輪發電機組產量接近1390萬千瓦,沖擊式水輪機作為兩大類產品之一,行業發展態勢良好。
我國沖擊式水輪機研制能力還在不斷進步。2020年11月,哈爾濱電機廠宣布成功研制并交付我國首臺增材制造(3D打印)沖擊式水輪機真機轉輪;2020年12月,東方電機自主建設的DF-300沖擊式水輪機水力試驗臺順利通過專家委員會驗收,有利于推動我國高水頭大容量沖擊式水輪機制造實力提升。