在水電站核心裝備水輪發電機組中,水輪機與發電機是重要組成部分,水輪機的功能是將水流能量轉換為機械能,發電機功能是在水輪機的驅動下發電。水輪機可以分為沖擊式水輪機、反擊式水輪機兩大類,沖擊式水輪機利用水流自上而下產生的沖擊力旋轉做功,又可分為切擊式水輪機、斜擊式水輪機、雙擊式水輪機三種產品。
斜擊式水輪機主要由噴針、噴嘴、轉輪、機殼等組成。斜擊式水輪機工作時,水流通過噴嘴噴射而出,形成高速射流沖擊轉輪葉片,從而帶動轉輪旋轉做功,之后水流再沿葉片流出。
斜擊式水輪機的結構和工作原理與切擊式水輪機基本相同,不同之處在于:噴嘴位置與轉輪不在同一平面內,射流與轉輪葉片之間存在傾角,一般是22.5°,射流傾斜進入葉片;轉輪葉片呈勺狀,射流從葉片進水邊進入,從出水邊流出;轉輪有外輪環,可增加葉片強度、減少風阻損失。
根據新思界產業研究中心發布的
《2022-2027年中國斜擊式水輪機行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,斜擊式水輪機主要用來制造小型水輪發電機組,可用于中小型水電站建設中,適應水頭范圍在20-350米之間,功率、比轉速有限,效率較低。與同為高水頭水輪機的切擊式水輪機相比,斜擊式水輪機適應水頭相對較低,400米以上水頭難以應用,且不適合建設大型水電站。憑借結構簡單、造價低的優點,斜擊式水輪機主要用于小型水電站建設中。
在全球范圍內,斜擊式水輪機于20世紀40年代被開發問世,20世紀70年代,我國首臺斜擊式水輪機由浙江樂清機械廠成功研制。現階段,由于主要用于高水頭、小流量水電站建設中,應用場景有限,斜擊式水輪機應用滲透率較低,市場規模較小。
新思界
行業分析人士表示,在水輪機整體市場中,反擊式水輪機應用比例較高,其中,混流式水輪機應用規模最大,三峽水電站、白鶴灘水電站均采用混流式水輪機,其次是軸流式水輪機。隨著易開發水力資源得到充分利用,我國對落差大、地勢險的山區水力資源關注度不斷提高,利好適應高水頭、對水流量要求低的沖擊式水輪機行業發展。但目前我國沖擊式水輪機應用比例依然偏低,且切擊式水輪機占據主導地位。總的來看,斜擊式水輪機市場空間較小,未來行業發展潛力有限。