Turbines Francis

[From]

Bonjour,

C'est pas pour dire mais le niveau d'eau y est peut être pour quelque chose, non ?

Il est naturel qu'après une période d'arrêt, même parfois très courte (ça dépend du débit de la rivière ... ) le niveau amont étant plus élevé, et l'aval plus bas, la turbine "crache" joyeusement , puisque la chute augmente par la différence accrue de niveaux.
AU bout de quelques heures, la situation se normalise et votre turbine produit ses 16 kw, qui correspondraient dans ce cas à sa production normale. Je constate ce phénomène depuis toujours..

Vous semblez trouver vos 16 kw insuffisants, c'est donc que dans le passé les choses se passaient mieux ? Etes vous bien sur de comparer à niveau aval et amont et débit identique ? à mon sens le seul moyen de constater une perte de puissance c'est d'avoir un long historique et de vérifier la baisse de production toutes choses égale par ailleurs, en fonction des éléments qui influencent votre production et qui sont fonction de votre bassin versant : précipitations, niveau aval, irrigations agricoles, etc...

Si vous etes certain de votre infortune, et que vous constatez une baisse de puissance anormale, il faut peut être vérifier comme le suggérait plus haut un intervenant, que des petits débris ne viennent pas diminuer le rendement de votre installation : sur ma Francis , il est impératif de la manoeuvrer à l'envers à la main toutes les semaines, en ouvrant un poil les directrices, pour dégager les débris (branchettes, petites bouts d'algues, qui sont "collés" sur la turbine par la pression de l'eau et qui font baisser le rendement de 10 à 20 % ( j'ai fait l'expérience avec ou sans à diverse périodes, la différence est claire.
Sur les Kaplans, j'ai entendu dire que la procédure consiste à découpler à pleine charge pour que la machine s'emballe quelques secondes ce qui expluse les débris par effet centrifuge. J'ai essayé sur la mienne, mais si c'est mieux que rien ( on voit sortir des débris, la procédure rebrousse poil, un peu physique, j'en convient, donne des résultats bien meilleurs.

Cordialement

[PERRET]

Bonjour,

De façon pratique, des feuilles ou des herbes se collent sur le bord d'attaque des directrices et de la roue, entrainant une perte de puissance.
Ce phénomène est d'autant plus sensible que le diamètre de la roue est faible, avec une faible section de passage.
Si arrêter puis remettre en service la turbine permet de la nettoyer partiellement, il peut être nécessaire, notamment sur les petites Francis ou hélices,
de procéder, plus ou moins souvent, à un nettoyage manuel.
Sur la turbine Kaplan, le phénomène existe, il est moins sensible, la roue ne comporte souvent que quatre pales contre onze à quinze aubes sur une Francis, la régulation augmente l'inclinaison des pales, et le débit turbiné reste identique, probablement au prix d'une perte de rendement.

De façon pratique, il est toujours souhaitable d'effectuer une ou plusieurs manœuvres journalières d'arrêt marche de la turbine pour s'affranchir de cette suggestion.
Il y a vingt ans, le problème se posait en d'autres termes, les micros coupures du réseau EDF remplissaient parfaitement cette fonction ( 500 à 600 par an sur un site). Avec l'amélioration des réseaux, l'élimination des parafoudres à cornes sur les branchements M.T., ce phénomène est devenu marginal (1 à 2 par mois sur le même site).

Solution : Modifier la programmation de l'automate sil y en a un, sinon installer un doseur cyclique ou un micro automate qui arrêtera l'installation pendant quelques secondes, le temps de fermer et d'ouvrir la turbine, une ou plusieurs fois par jour.

CP

[From]

Tout d'abord, puisque je vois que "Ch.p.". poste des annonces, il serait bien aimable de nous répondre, c'est une question de politesse.Non ?

Bon, pour ma part , je suis en train de réfléchir à un truc pour nettoyer ma Francis qui s'encrasse et m'oblige à des manoeuvres manuelles. Ne serait-il pas possible d'installer une buse à l'arriere de la roue , puis, directrices fermées et turbine en rotation (par inertie) d'ouvrir la vanne pour nettoyer les pales ? L'eau serait injectée par la pression de l'eau et prenant la roue à rebrousse poil, si j'ose dire, les pales seraient nettoyées. Ca devrait pas être trop sorcier à automatiser, en tous cas moins qu'un système d'arrêt - rotation inverse ...
je ne sais pas si je me fais bien comprendre....
Qu'en pensez-vous ?

[Admin]

Bonsoir,

tant qu'on est dans le "brainstorming" du nettoyage des hélices et roues, ma petite contribution farfelue de la soirée, dérivée de l'idée précédente :

Pourquoi ne pas installer à demeure, à un endroit adéquat (bien sûr), par exemple au niveau de la sortie de la roue, une ou plusieurs buses de "Karcher" bien orientées (tant qu'à faire), visant la zone où les feuilles se collent, et alimentées par un nettoyeur haute pression installé lui aussi à demeure ?

Le tout serait commandé automatiquement par un API, soit périodiquement, soit même en fonction d'une baisse de production anormale vis à vis du niveau de la chambre d'eau, avec le cycle : fermeture des directrices, alimentation du nettoyeur haute pression pendant tout le temps d'arrêt de la turbine, puis redémarrage.

A suivre ...

dB-)

[Ch.P.]

Bonjour. En ce moment il n'y a pas trop de feuilles, après essai, une coupure de quelques secondes et remise en marche, évacue bien les quelques feuilles.
Je vais prévoir une programmation de coupure toutes les 8 ou 10 heures. Cette turbine ne doit pas, en principe, tourner en période d'automne. Elle est
complémentaire pour la saison d'étiage aout septembre et demi octobre a peu près.

[PERRET]

Bonjour à tous,
Un ami viens de refaire la roue Francis de sa turbine en huche.
Ø de la roue : 400 mm - épaisseur : 250 mm
Prix demandés :
Dessin : 2.000 €
Modèle : 3.500 €
Fonderie : 1.000 €
Soit au total 6.500 €

Ne sont pas compris dans ces prix le démontage de l'ancienne roue (très facile), ni le remontage de la nouvelle.

Une autre proposition, pour le même travail, s'élevait à 14.000 € !

Pour information.

Proportion des turbines.JPG

Document permettant d'estimer la vitesse spécifique d'une turbine en fonction des proportions de la roue.
et de là : sous une chute nette donnée :
- Vitesse de rotation
- Débit
- Puissance
à l'aide des formules de transposition.
Ce document, ancien (1925), est toujours d'actualité.

[colmont]

bonsoir a tous,cher mr perret,je ne comprends pas bien le sens de votre message,d'autant que les prix passant du simple au double ne sont pas bien explicites. Difficile de se faire une idée sans plus de precisions,les devis sont ils comparables? Pardonnez moi,mais je ne comprends pas,Bonnes fetes de fin d'annee à tous

[PERRET]

Bonsoir Colmont,

Mon message n'a pas de sens particulier, j'ai eu connaissance d'une information, je la transmet car elle peut intéresser un Exploitant confronté à ce problème, à savoir :
remplacer la roue suite à un accident mécanique - c'était le cas -, ou refaire une roue d'un ns légèrement différent pour mieux l'adapter à l'installation.
Cela peut aider pour faire un choix : réparer ou remplacer une turbine.

Dans ce cas particulier :
La prestation est identique, à savoir refaire une roue sensiblement identique à celle cassée.
La fourniture est identique : roue en fonte.

Précisions : la chute est de l'ordre de 11 m et la turbine tourne à 615 t/mm, d'où équilibrage indispensable. La roue à remplacer avait les aubes en tôle.

Ceci dit pour souligner un écart de prix, du simple à plus du double, entre deux fournisseurs, pour une prestation similaire.
Et c'est très souvent le cas dans la profession, surtout pour l'automatisation que je connait bien et où se pratique souvent des prix délirant, quand on n'a pas affaire à des escrocs.
L'administrateur du site ne me contrariera certainement pas.

[dB-)]

Bonjour,

merci pour cette information de prix, qui peut aider à prendre une décision lors de la restauration d'une petite centrale :

- achat d'une turbine neuve ou d'occasion
- réalisation d'une nouvelle roue en moulage ou en méccano soudé.

J'avais demandé des prix il y a un an, pour le moulage d'une roue Francis de diamètre extérieur 1300 et hauteur 350, poids environ 800 kg:

a) déplacement sur site et relevé des dimensions en 3D sur un modèle existant semblable
b) création en CAO des fichiers d'usinage DWG, IGS
c) usinage du modèle en bois, avec ses tiroirs mobiles pour le démoulage, à partir des fichiers IGS
d) moulage fonte
e) équilibrage

Exemples de prix :

opération c seule : 12 k€
opérations a+b+c : 23 k€
fonderie fonte : environ 13 €/kg
équilibrage : environ 1 k€

Avis personnel :

- les opérations a et b peuvent être réalisées soi-même, ou en utilisant les compétences d'amis, étudiants, etc..
- la réalisation du modèle en bois est le poste qui bloque au niveau budget, pour la réalisation d'une seule roue
- la fonderie elle même et l'équilibrage sont plus abordables

En ce qui concerne les escrocs, il y en a dans tous les domaines, pourquoi pas en hydroélectricité ? J'ai ainsi vu :

- une étude technique réalisée sans même être descendu dans la chambre d'eau (il est vrai remplie de boue) pour examiner la turbine
- une étude administrative vendue avec toute sa partie historique (droit d'eau) qui concernait un autre moulin
- un devis de matériel avec une puissance installée 2 fois trop importante pour le site et une rentabilité mirobolante
- un "spécialiste en régulation" modifier une installation qui fonctionnait, encaisser 7 k€, demander une rallonge d'autant, et suite au refus repartir avec l'automate et la documentation, abandonnant une installation en panne.
- un "spécialiste" bricoler une installation bâti / multiplicateur / alternateur complètement HS après un an de marche

Chacun à droit à l'erreur, mais si on en fait une, on répare !

dB-)

[colmont]

Merci à tous les deux pour vos precisions tres interessantes en effet,et de les faire partager sur le forum,quelquefois,certaines interrogations viennent du fait qu'il manque l'oral au forum,quand on est passionné on a envie d utiliser tout ses sens,le bouche à oreille est irremplaçable, mais grand merci pour le tps que vous donnez. A propos de module en bois ,j'en possede un pour refaire directrice d'une teisset rose brault axe horizontal,chambre d'eau,type C.75 J double de 1941. Longueur 330,Diametre axes 22, si ça peut aider quelqu'un. Cordiallement