Discussione: Scelta turbina e dwg

Salve!

Probabilmente ho trovato un sito dove potenzialmente potrebbe essere ubicata una centralina idroelettrica che lavori con una portata variabile tra i 300 ed i 600 l/sec ed un salto di 30-40 m. Quale sarebbe il tipo di turbina più adatto per questa installazione?

"Oso" troppo se chiedo qualche dwg?

Grazie!

Qui ci vuole uno bravo. Propongo Sandroturbine o Maxsanty.

I valori che indichi ti pongono al limite di più soluzioni.
Pur non avendone mai vista una, io proverei a chiedere per una Turgo.

Buon lavoro
Spes

Buonasera Maurizio,
condivido il pensiero di Spes ma per arrivare ad una corretta scelta molto dipende dalla curva di durata di quelle portate.
In realta' le soluzioni, una volta chiarito questo particolare (importantissimo), diventa LA soluzione.
ciao car.boni

Grazie per la risposta,

Originariamente inviata da car.boni

Buonas
I valori che indichi ti pongono al limite di più soluzioni.
Pur non avendone mai vista una, io proverei a chiedere per una Turgo.

Infatti. In quegli intervalli oltre alla Turgo stanno anche le Kaplan e le Banki o sbaglio? Tra l'altro mi dicono che le Turgo non siano proprio il massimo in termini di rendimento..

Originariamente inviata da car.boni

Buonas
condivido il pensiero di Spes ma per arrivare ad una corretta scelta molto dipende dalla curva di durata di quelle portate.
In realta' le soluzioni, una volta chiarito questo particolare (importantissimo), diventa LA soluzione.
ciao car.boni

ho allegato un'immagine con qualche curva di durata ma io non riesco a tirarne fuori una scelta, qualche dritta?

Buongiorno Maurizio,
prima di ogni discorso e' doverosa una precisazione : la prima parte del messaggio da Te quotata e' da attribuire all'amico Spes e nn a me.
Le curve di durata che alleghi dovrebbero avere una storicizzazione per poterle considerare confermate ed in piu', e nn lo specifichi da nessuna parte, nn indichi se queste portate sono al netto o al lordo del DMV.
Fatto salve quelle verifiche e ipotizzandole nette, dai dati emerge un minimo di 0.3 mc/s ed una portata massima di 0.6 mc/s.
Condizione ottimale per macchine tipo Kaplan, Francis, Cross flow.
Qui mi fermo. Penso che nn tarderanno ad arrivare interventi importanti da parte degli altri amici del forum.
ciao car.boni

Originariamente inviata da car.boni

..................... all'amico Spes e nn a me.

Grazie per l'amico. Caffè pagato presso Bar Biliardi.

Per Maurizio78, ho provato a mettere i tuoi numeri sui miei foglietti e ne viene fuori che con la Kaplan non ci riesco, con la Francis sono stretto pur andando veloce, la Cross Flow sembra andare bene, ma ahimè! come la Turgo, non la conosco.

Data la mia manifesta incompetenza ti consiglio di insistere con i veri tecnici del forum nonchè ai costruttori Cross Flow e Turgo.
Spes

Ciao Maurizio,

Ritengo che con una Kaplan ben dimensionata (mono regolante) si riesca a sfruttare il tutto.

Ho competenze e capacità progettuali,
CAD 3D con sviluppo superfici complesse per modellazione pale.
Ti potrei sviluppare tutto il progetto 3D-2D

Se ti interessa possiamo approfondire in privato

Saluti
p.s. Io vivo e lavoro in FVG (ma non e' un problema!)

In vita mia ho visto solo 2 Kaplan lavorare su 40 metri di salto; però hanno una portata max di 20 mc/sec.

Puoi dirmi il numero di giri e il numero di giri caratteristico della tua soluzione?
Non essendo progettista raccolgo tutte le soluzioni nella mia banca dati per poter ragionare in analogia quando capita l'occasione.

Grazie
Spes

Ciao Spes,

ok lasciami qualche giorno che ti fornisco i dati della mia soluzione

Ns macchina e
giri alternatore.

Saluti
Progettista

Ciao Spes,

ho fatto 4 conti in modo dettagliato per il dimensionamento di massima della macchina di cui sopra.

La Kaplan risulta in effetti in "sovrapposizione" con le Francis ed e' un po' critica.


Decisamente bisogna andare con una Francis con questo

Dimensionamento di massima

Salto motore Hn : 35 m (salto netto)
Portata di progetto: 500 l/sec

Velocità Generatore asincrono trifase 400V 50Hz : 1500 rpm (giri/min)
Velocità specifica Ns : 211,6
Tipo turbina : Francis (decisamente, essendo molto ben centrata)
Potenza ai morsetti Generatore: 146 KW

la girante ha un diametro massimo di 312mm, 13 pale.

Il distributore a 16 pale ha un'altezza di 90 mm e il diametro
di ingresso della voluta è di 400 mm.

Commenti e discussioni sono i benvenuti

Saluti
Progettista

Grazie Progettista.
Come ho più volte detto sul forum non sono un progettista anche se provo sempre a fare dei calcoli. A sensazione pensavo che la Kaplan non poteva andare, ma non avevo il coraggio di scrivertelo.

Se hai capacità e tempo puoi verificare anche Turgo e Banki?

Un ultimo quesito, per il numero di giri specifico uso la formula Ns=N x radice quadrata di P/(H radicequarta di H) che mi dà risultati diversi da quelli da te esposti. Dove sbaglio?

Di nuovo grazie da Spes

Ciao Progettista,
acnhe io al pari di Spes pensavo a una Francis a essendo non super specializzato nelle macchine non mi fidavo a scrivere delle cose che magari erano delle cavolate.
Interessante il confronto posto da Spes.
Ci dai anche un'ordine di grandezza di rendimenti e costi della Francis, anche paragonata con la Turgo e la Banki?
Ciao

Buongiorno a tutti,
visto che siamo in vena di "confessioni" vorrei aggiungere anch'io una cosetta.
Nel messaggio precedente sono stato tentano a preferire Francis a Banki ma per prudenza ed ignoranza ho evitato l'esposizione del pensiero.
Nn tanto per la paura della brutta figura ma perche' nn conosco esattamente la durata delle portate.
Una Francis va benissimo, come la Kaplan, quando ci si trova in presenza di portate regolari e costanti ma negli altri casi le Kaplan e le Francis "tagliano" troppo presto e molta acqua nn viene turbinata ed e' persa.
La Banki,invece, nn ha di questi problemi in quanto produce, anche se con sensibili cali di rendimento, anche a 1/10 della portata massima.
A tal fine vi porto l'esempio di un caso che sto toccando con mano.
In un impianto (ampliamento di una concessione esistente di forza motrice) abbiamo esaminato due soluzioni, una con una cross flow e un'altra con la kaplan,(entrambe prodotte dall'Ossberger) ed a conti fatti, sia in termini produttivi che costo d'impianto la cross flow produce di piu' proprio per il motivo spiegato piu' sopra.
Nel mio caso abbiamo 9 m di salto e 4,5 m/s di portata massima (si poteva salire ancora ma il "tubicino" che porta l'acqua passava da DN 2000 a valori improponibili........)
Ogni impianto e' diverso da un'altro e sta al "sarto" confezionare "l'abito" piu' adatto.
ciao car.boni

Originariamente inviata da car.boni

.............................(1)..Una Francis va benissimo, come la Kaplan, quando ci si trova in presenza di portate regolari e costanti ma negli altri casi le Kaplan e le Francis "tagliano" troppo presto e molta acqua nn viene turbinata ed e' persa.
.......................................(2)..Nel mio caso abbiamo 9 m di salto e 4,5 m/s di portata massima ..........................(3)..Ogni impianto e' diverso da un'altro e sta al "sarto" confezionare "l'abito" piu' adatto.
ciao car.boni

(1) di solito mi regolo così: Francis da 5-6/10" a 10/10" con la portata ordinaria intorno ai 7-8/10" con le Kaplan scendo sino a 3/10".
(2) Nel tuo caso con una Kaplan biregolante avresti buoni rendimenti anche con 1,5 mc/sec.
(3) Parole sante. La bravura del progettista è tutta lì; trovare la soluzione tecnico/economica.

Prima o poi ci conosceremo di persona.
Un saluto
Spes

Originariamente inviata da Spes

..........
(2) Nel tuo caso con una Kaplan biregolante avresti buoni rendimenti anche con 1,5 mc/sec.
..........

Ciao Spes,
e' vero ma ci sono dei fattori importanti da tenere in considerazione :

- da 1.5 mc/s a scendere fino ai 450 l/s (il DMV e' intorno ai 350 l/s) ci passa ancora un bel po d'acqua da turbinare.
- tieni conto che il costruttore, per la cross flow, garantisce nel range tra i 4.5 mc/s ed i 1.2 mc/s un rendimento della turbina nn inferiore all' 83%. Con portate inferiori il rendimento cala progressivamente ma sono sufficienti solo 250 l/s (ampiamente sotto il DMV) per mantenere il gruppo in parallelo alla rete.
- le kaplan di piccole dimensioni (intorno al DN 1000/1100 come nel mio caso) hanno un problema legato alla "sporcizia" che si puo' depositare sull'elica che ne diminuisce il rendimento se nn si agisce tempestivamente.

Quindi, a conti fatti e nel mio caso, la cross flow risulta la miglior soluzione sia in termini di costo, produzione e manutenzione.
ciao car.boni

PS prima o poi in occasione di qualche evento s'organizzera' un incontro

Ebbene si ragazzi ,
sempre più spesso per portate di 500 lt non costanti e dislivelli di 30 -35 mt si opta per turbine ad azione come le banki o turgo . Ho fatto 2 turgo con questi dati .. sono enormi rispetto ad una Francis , i getti sono 6 conici fissi comandati da valvole a farfalla motorizzate . I clienti (svedesi ) hanno voluto queste turbine per la manutenzione limitata e per evitare problemi di inceppamento dei getti (gli ugelli sono da 66mm) L''efficienza non è esaltante : da 70 a 75 % .

Carboni , organizza un incontro (possibillmente non a Sesto Pusteria o a Soverato ) e vedrai che si saremo tutti !
S.

Originariamente inviata da sandroturbine2

.............................
sempre più spesso per portate di 500 lt non costanti e dislivelli di 30 -35 mt si opta per turbine ad azione come le banki o turgo . .................S.

Sono 4 giorni che aspettavo questo tuo intervento.
Ora completiamo con Progettista, poi con Maurizio78 che ha lanciato il sasso.

Spes

In realtà il problema è più complesso di come avevo descritto. Oltre alla variabilità della portata (direi da 300 a 600 l/sec) varia anche il pelo libero di monte e quindi il salto netto. Ho allegato un grafico con uno storico delle portate misurate in quest'ultimo triennio ed il relativo salto utile al netto delle perdite di carico.

Come soluzione si era ipotizzata quella che prevedeva l'utilizzo di due Banki: qualora il gruppo principale non possa utilizzare portate superiori per limiti di portata (pressioni basse) o limiti di produzioni (max .100 kW) si inserisce il secondo.

Mi si dice che ripetto alle Francis le Banki abbiano i seguenti vantaggi:

• scarsa manutenzione;
• minor costo;
• curva di rendimento più piatta rispetto a quella della Francis.

Soprattutto con riferimento a quest'ultimo punto, l'utilizzo di una Banki sarebbe più indicato nel caso di forte variabilità di portata e santo, nonostante la sensibile riduzione del rendimento della Banki (attorno a 0,7) rispetto alla Fransis (anche 0.9).

Che ne pensate?

Ciao Maurizio 78,

ma davvero il salto netto varia da 18 m a 42m

come indicato nell'immagine?

Variazioni cosi' elevate +133% non le avevo mai incontrate!

C'e' qlc che non mi torna.

Commenti sono i benvenuti

Saluti

Progettista

Originariamente inviata da car.boni

[FONT="Arial"][COLOR="Navy"][SIZE="2"]

Quindi, a conti fatti e nel mio caso, la cross flow risulta la miglior soluzione sia in termini di costo, produzione e manutenzione.

Ciao,
dico la mia.

Ho visto bagni di sangue con le cross flow per potenze importanti (dico 200kW-500kW), poco affidabili e produzione scarsa (anche con ampio campo di funzionamento).

Il rendimento garantito dell'83% mi sembra sinceramente tanto per questa macchina, però so anche che la Ossberger è la migliore in assoluto per la costruzione di queste macchine e "probabile" che arrivino così in alto. Per quanto riguarda il "minor costo" a me risulta che la Ossberger costa come una Ferrari...

Per la manutenzione non vedo molto la differenza rispetto ad una Francis, i canali interni della cross flow non sono tanto più grandi di una Francis di pari portata/salto e quindi quello che si ferma dentro ad una si ferma dentro all'altra....

La cross flow è una turbina ad azione, quindi attenzione alla caduta, deve essere > di 35-40m altrimenti sul serio diventa molto critico il funzionamento.

Storicamente la lotta Francis-Cross Flow si è sempre giocata sulla variabilità della portata, ma per potenze importanti più macchine regolano molto bene e coprono quasi tutta la curva di durata.

Per il resto sia chiaro, a me le cross-flow piacciono , hanno un loro range di esistenza molto importante e fasce di mercato non banali e probabilmente in questo caso specifico potrebbe essere la soluzione adatta!

bye
m.

Originariamente inviata da Progettista

Ciao Maurizio 78,

ma davvero il salto netto varia da 18 m a 42m
come indicato nell'immagine?
Variazioni cosi' elevate +133% non le avevo mai incontrate!
C'e' qlc che non mi torna.
Commenti sono i benvenuti

La sezione presso la quale si ipotizza di installare il gruppo è a valle di un invaso artificiale: quando la diga è piena il salto è 40 m e passa, quando è vuota scende attorno ai 10 m.

Inoltre non è sempre verificata la condizione: poco salto = scarsa portata derivata.

Ciao Maurizio 78

come prima ipotesi ( a spanne) potrebbe essere interessante valutare l'installazione di 2 unità diverse.

1a concepita per il salto da 20 a 40 m (Francis)
2a concepita per il salto da 10 a 20 m (full Kaplan)

Naturalmente vista la variabilità delle condizioni del sito, e' fattore chiave lo studio delle portate per dimensionare al meglio le due unità.
Come hai ben capito devi prevedere al meglio che portate avrai nel range dei 2 salti.

Facci sapere xche' è una sfida tecnicamente interessante.

Saluti
Progettista

Buonasera Maurizio, Max ,Progettista,Carboni ,Spes e tutti gli altri

Sono della stessa idea di Max ho visto anch'io parecchi disastri con banki di grossa taglia e sono dubbioso sui rendimenti garantiti : forse 83% è riferito alla turbina escluso il generatore .
Progettista Sono daccordo con te : la tua soluzione tecnicamente non fa una grinza, ma non possiamo installare una Kaplan biregolante e una Francis per fare poco più di 100kW, nemmeno con il più famoso degli amari somministrato in quantità industriali si riuscirebbe a far digerire il prezzo al committente !!
Enel produzione ha un'impianto di questo genere la centrale si chiama Gombaro ,è installata una turbina radiale della "Gepperet" austriaca .
Chi ne sa di più?
S.

Se ci si incontra se lo decidiamo per tempo io ci sono!
Se volete apro un post specifico per organizzare qualcosa magari quando fa un pò più caldo...
Ciao
Rem

Buongiorno a tutti,
il rendimento della Ossberger che ho indicato e' effettivamente quello della turbina, cosi come affermano Max e Sandro, ma questi Signori s'impegnano, e nn solo scrivendolo, su questo punto.
Vi trascrivo un passaggio tratto da un loro preventivo :
Rendimenti: si precisa che i rendimenti riportati nella presente offerta non sono valori indicativi, bensì valori garantiti come effettivamente misurabili sull'impianto in esercizio, e che potranno essere verificati in fase di collaudo con le procedure previste dalla normativa internazionale sulle modalità di collaudo per le turbine idrauliche (Norma IEC 41 della Commissione Elettrotecnica Internazionale).
Vi preghiamo di notare che tutto il campo di portate compreso tra i 4000 ed i 1200 l/s può essere utilizzato con rendimenti delle turbine non inferiori all'83%. Per portate inferiori il rendimento cala progressivamente, ma sono sufficienti portate di soli 240 l/s per mantenere il gruppo in parallelo a rete.
E' innegabile che qualcuno possa aver avuto dei problemi quando parliamo di un Costruttore che dal 1906 ad oggi, ha realizzato oltre 9.000 turbine di questo tipo in tutto il mondo.
Sia chiaro che nn li difendo a spada tratta ma dico solo che ENEL di queste ne ha diverse come ne ha di altri marchi come fa notare Sandro.
In conclusione mi sento di dire che un impianto con alte portate e bassi salti puo' avere un paio di soluzioni su cui scegliere.
Scelta che deve esser vista in un ampia ottica temporale.......
ciao car.boni