Паротурбинные установки на кораблях — движение и действие – Военное оружие и армии Мира
Паротурбинная установка (ПТУ) преобразует энергию пара в кинетическую энергию турбины, чем обеспечивает движение судна, а также приводит в действие вспомогательные механизмы и агрегаты.
Основные элементы главной ПТУ: паровой котел, главная паровая турбина, главный конденсатор, главная зубчатая передача. Вал вместе с турбинным диском образуют важнейшую часть турбины — ротор. Совокупность этих элементов (без парового котла) составляют главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА). Кроме ГТЗА в ПТУ входит вспомогательная паровая турбина с конденсатором, которая приводит в действие турбогенератор судовой электростанции. На турбоэлектроходах турбогенератор — это главный агрегат. В отличие от поршневых паровых машин и поршневых двигателей внутреннего сгорания в ПТУ не требуется преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала гребного винта. Это упрощает конструкцию и позволяет решить многие технические проблемы.
В зависимости от типа и назначения турбины частота вращения ротора составляет от 3000 до 8000 оборотов в минуту.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принцип работы паротурбинной установки прост. Выходящий из расширительных устройств (сопел) разогретый пар под высоким давлением попадает в каналы рабочих лопаток, расположенных на ободе турбинного диска, насаженного на вал турбины, отклоняется от них, изменяя свое направление. За счет этого пар воздействует тангенциальной силой на ротор. В результате создается вращающий момент который вызывает вращение ротора турбины. Современные судовые ГТЗА обычно имеют два корпуса. В первом находится ротор турбины высокого давления, а во втором — низкого.
Каждая турбина имеет нескольких турбинных дисков с набором лопаток, которые в зависимости от вида турбины обозначаются как ступени давления или ступени скорости. Рабочий пар последовательно проходит через неподвижные венцы расширительных устройств и венцы рабочих лопаток. При этом объем пара во время процесса расширения постоянно увеличивается, и рабочие лопатки каждого следующего турбинного диска должны быть длиннее.
В корпусе турбины низкого давления находятся особые венцы рабочих лопаток турбины заднего хода. Суда, гребные винты которых имеют изменяющийся шаг, не нуждаются в турбинах заднего хода. Наряду с турбинами ГТЗА на судах устанавливают вспомогательные турбины, для привода генераторов, насосов, вентиляторов и другого оборудования.
Судовые паротурбинные установки, работающие при начальном давлении пара 40-50 атм и температуре пара 450-480 °С, имеют экономический КПД 24-27%. Повышение начального давления пара и совершенствование установок позволяют увеличить КПД судовых ПТУ до 35 %.
ТИПЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН
Существуют два основных типа ПТУ, различающихся по принципу работы рабочего тела (пара). Первый тип — активные турбины (турбина Кертиса). В этих турбинах расширение пара от начального до конечного давления происходит в одном сопле (группе сопл), закрепленном в корпусе перед рабочими лопатками турбинного диска. При воздействии струи пара на рабочие лопатки часть его кинетической энергии преобразуется в механическую работу на валу ротора турбины. Таким образом в активной турбине весь процесс расширения и ускорения пара идет только в неподвижных каналах (соплах), а на рабочих лопатках происходит только превращение кинетической энергии пара в механическую работу без дополнительного расширения паровой струи.
Второй тип турбин — реактивные турбины (турбина Парсонса). В этом типе в неподвижном корпусе и на внешней стороне ротора закреплены и направляющие, и рабочие лопатки, образующие камеры для прохода пара. Расширение пара происходит во всех межлопаточных каналах — подвижных и неподвижных. На первом этапе пар поступает в каналы первого ряда направляющих лопаток, размещенных в корпусе. Из каналов неподвижных направляющих лопаток первого ряда пар поступает в каналы первого ряда рабочих лопаток. Из каналов рабочих лопаток первого ряда пар направляется в каналы неподвижных лопаток второго ряда и т. д.
ПРИМЕНЕНИЕ В ВМФ
Первый турбоход в России появился в 1904 году. Им стала яхта-миноносец «Ласточка» водоизмещением 140 т. Корабль был построен в Англии, как опытное судно, а затем куплен Морским Ведомством для проведения опытов с турбоагрегатами. «Ласточка» имела две ПТУ мощностью 1000 л. с. каждая и развивала максимальную скорость 18,5 узлов.
В конце 1914 года встрой вошел линкор «Севастополь», на котором стояло четыре турбины Парсонса и 25 котлов Ярроу общей мощностью 42 000 л. с, что обеспечивало кораблю скорость хода около 24,6 узлов.
Во время Второй мировой войны ПТУ широко использовались в качестве главной энергетической установки на крупнейших кораблях. Немецкий линкор «Бисмарк», водоизмещением 41 700 т, имел три ТЗА мощностью по 46 000 л. с. каждый. Корабль развивал скорость до 30 узлов.
Его одноклассник линкор «Тирпиц», водоизмещением 45 474 т, нес 12 паровых котлов «Вангер» и три турбины Brown Boveri & Cie, суммарной мощностью 163 026 л. с. Линкор развивал скорость в 30,8 узлов.
Паровые турбины стояли и на крупнейших линкорах в истории флота — японских кораблях типа «Ямато» (водоизмещение 68 200 т) — четыре ТЗА «Кампон» суммарной мощностью 150 000 л. с.
В настоящее время ПТУ уступают свое место газовым турбинам. Но их эксплуатация на некоторых судах продолжается. Например, тяжелый авианесущий крейсер «Адмирал флота Советского Союза Кузнецов» имеет четыре ГТЗА ТВ-12-4 (8 котлов КВГ-4) суммарной мощностью-200 000 л. с, что позволят достичь скорости в 29 узлов.
1.2. Принцип действия пту
На Рис. 1 представлена схема паротурбинной установки.
Рис. 1. Схема паротурбинной установки 1— гребной винт, 2— редуктор, 3 — турбина, 4 — котлоагрегат, 5 — пароперегреватель, 6 — питательный насос, 7 — питательный бак, 8 — конденсационный насос, 9 — конденсатор |
Пар,
получаемый в котлоагрегате 4,
поступает в пароперегреватель 5,
а затем в турбину 3. Механическая энергия вырабатываемая
турбиной, через редуктор 2 передается на гребной винт 1.
Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор 9. Конденсатор прокачивается забортной водой, которая и служит теплоприемником. В нем пар охлаждается и конденсируется; конденсат насосом
Схема современного парового двухкорпусного турбозубчатого агрегата (ТЗА) приведена на Рис. 2.
Пар от котлов через маневровое устройство поступает к сопловым клапанам 1 турбины высокого давления (ТВД) 2. Маневровое устройство состоит из двух клапанов для подачи пара к турбине переднего хода и заднего хода (ТЗХ).
Пар,
отработавший в ТВД по паропроводу 12,
называемому ресивером попадает во
входной патрубок 11,
в корпус турбины низкого давления (ТНД) 10,
где расположен ротор 8,
а затем в конденсатор 9.
| Рис. 2. Схема двухкорпусного турбозубчатого агрегата 1 — сопловые клапана, 2 — турбина высокого давления, 3 — ротор ТВД, 4, 7 — первые ступени редуктора, 5 — вторая ступень редуктора, 6 — выходной фланец редуктора, 8 — ротор ТНД, 9 — конденсатор, 10 — турбина низкого давления, 11— входной патрубок, 12 — паропровод. |
Соприкасаясь с поверхностью трубок, внутри которых прокачивается вода, он превращается в конденсат, отводимый в питательную систему котла.
Передача мощности от турбины к гребному валу осуществляется посредством двухступенчатого редуктора. Крутящий момент от роторов 3 ТВД и 8 ТНД передается через соответствующие первые ступени редуктора 4 и 7, далее через общую вторую ступень
К конструкции судовых турбин и турбозубчатым агрегатам (ТЗА) в целом предъявляются высокие требования надежности и экономичности. При этом ТЗА должен обладать хорошими маневренными качествами, быть простым в обслуживании. Применение повышенных параметров пара по сравнению существующими, введение промежуточного перегрева пара, развитие системы подогрева питательной воды позволяет существенно повысить экономичность паротурбинной установки.
К конструкциям современных судовых турбин и ТЗА в целом предъявляются высокие требования надежности и экономичности. При этом ТЗА должен обладать хорошими маневренными качествами, быть простым в обслуживании.
Конструкция турбоагрегата с промежуточным подогревом пара приведена на Рис. 3.
Рис. 3. Продольный разрез турбоагрегата 1 — подвод пара из вторичного
пароперегревателя, 7 — подвод свежего пара, 8 — сопловая коробка ТВД, 9 — ТВД, 10 — отвод пара во вторичный пароперегреватель, 11 — концевое уплотнение, 12 — упорный подшипник, 13 — импеллер, 14 — гибкая опора, 15 — отбор пара. |
Он состоит из двух корпусной турбины, трехступенчатого редуктора и конденсационной установки. Турбины высокого давления (ТВД) и турбины среднего давления (ТСД) размещены в одном корпусе, турбина низкого давления (ТНД) — в отдельном корпусе.
Турбина заднего хода (ТЗХ) отсутствует, поскольку реверсирование турбиной не предусмотрено.
Полости ступеней высокого и среднего давления разделены разъемной перегородкой с уплотнениями. Концевые части корпуса образуют выпускные патрубки.
На Рис. 4 представлена
конструкция турбины низкого давления.
Рис. 4. Турбина низкого давления 1 — кормовой стул, 2 — отвод масла, 3 — зубчатая муфта, 4 — упорный подшипник, 5 — опорный подшипник, 6 — подвод пара из ТСД, 7 — ротор, 8 — концевое уплотнение,9 — импеллер, 10 — патрубки отсоса пара от уплотнений, 11— гибкая опора, 12 — паровыпускной патрубок, 13 — диск, 14 — рабочие лопатки, 15 — диафрагмы, 16 — корпус, 17 — камера отбора пара. |
Отработавший в
ТВД пар по ресиверу поступает в
паровпускную часть корпуса. Далее через
проточную часть турбины и выходной
патрубок идет в конденсатор.
Проточная часть ТНД состоит из 10 ступеней активного типа. Ротор жесткий, цельнокованый. С кормовой стороны ротора выточен гребень упорного подшипника и полумуфта, зубчатым венцом соединяющая с торсионным валом зубчатой передачи редуктора. На носовом торце укреплен импеллер, служащий для подачи импульса в систему регулирования.
Паровая турбина. Принцип работы и типы паровых турбин
ЧТО ТАКОЕ ПАРОВАЯ ТУРБИНА?
Паровая турбина — это один из видов теплового двигателя, в котором тепловая энергия пара преобразуется в механическую работу. Конструкция паровой турбины очень проста. К турбине не прикреплен шток поршня, маховик или золотниковые клапаны. техническое обслуживание довольно просто. Он состоит из ротора и набора вращающихся лопастей, которые прикреплены к валу, а вал расположен в середине ротора. Электрический генератор, известный как генератор паровой турбины, соединен с валом ротора. Турбинный генератор собирает механическую энергию с вала и преобразует ее в электрическую энергию. Паровой турбинный генератор также повышает эффективность турбины.
ИСТОРИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ
Первая паровая турбина была изобретена греческим математиком Героем Александрийским около 120 г. до н.э. и была поршневой. Современная паровая турбина была изготовлена сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году. Ее конструкция неоднократно менялась. Мощность турбины составляет от 0,75 кВт до 1000 МВт. Это широкий спектр применений, таких как насосы, компрессоры и т. д. Современная паровая турбина также используется в качестве первичного двигателя на большой тепловой электростанции.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ
Принцип работы паровой турбины зависит от динамического действия пара. Пар с высокой скоростью выходит из сопел и ударяется о вращающиеся лопасти, установленные на диске, закрепленном на валу. высокоскоростной пар создает динамическое давление на лопасти, при котором лопасти и вал начинают вращаться в одном направлении. По сути, в паровой турбине энергия давления паровых экстрактов извлекается, а затем преобразуется в кинетическую энергию, позволяя пару течь через лопасти. сопла. Преобразование кинетической энергии совершает механическую работу с лопастями ротора, а ротор соединен с генератором паровой турбины, который действует как посредник. Турбогенератор собирает механическую энергию с ротора и преобразует в электрическую энергию. С момента постройки паровой турбины прост, его вибрация намного меньше, чем у другого двигателя при той же скорости вращения. Хотя для улучшения турбины используются различные типы системы управления. е скорость.
ТИПЫ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ
В соответствии с принципом работы существуют различные типов паровой турбины .
,
1. В соответствии с принципом работы паровые турбины в основном делятся на две категории:
а) Импульсные турбины
б). Реактивные паровые турбины
⇨ Когда пар попадает на движущиеся лопасти через сопла, называемые импульсными турбинами, и когда он ударяет движущиеся лопасти под давлением через направляющий механизм, называемый реактивной турбиной.
Прочтите принцип работы импульсной и реактивной паровой турбины.
Паровые турбины можно разделить на следующие категории:
2. В зависимости от направления потока пара их можно разделить на две категории: —
a). Паровая турбина с осевым потоком: —
b). Паровая турбина с радиальным потоком:-
⇨ Когда поток пара внутри корпуса параллелен оси вала ротора, это называется паровой турбиной с осевым потоком, а поток пара внутри корпуса направлен радиально к оси вала ротора и называется паром с радиальным потоком. турбина.
3. В зависимости от состояния выхлопа пар подразделяется на две категории:-
a) Паровая турбина с противодавлением или без конденсации:-
b) Паровая турбина с конденсацией:-
⇨ После при расширении пара он выбрасывается в атмосферу, называемую паровой турбиной с противодавлением или паровой турбиной неконденсирующего типа, в противном случае он выбрасывается в конденсатор, называемый конденсационной турбиной.
4. В зависимости от давления пара его можно разделить на следующие категории:-
a) Паровая турбина высокого давления или с отводом или отбором:-
b) Паровая турбина среднего давления или противодавления:-
c) Турбина низкого давления:-
⇨ Высокое, среднее и низкое- Пар под давлением подается в турбину, называемую паровой турбиной высокого давления или паровой турбиной среднего давления или паровой турбиной с противодавлением и паровой турбиной низкого давления. Эти турбины используются для различных процессов производства и нагрева.
5. По количеству ступеней можно разделить на следующие категории: —
a) Одноступенчатая паровая турбина:-
b) Многоступенчатая паровая турбина:-
⇨ Пар выходит из сопел при прохождении через единый набор движущихся лопастей, называемых одноступенчатой паровой турбиной, и поступает в многоступенчатые подвижные лопасти называются многоступенчатыми паровыми турбинами.
6. В зависимости от расположения лопастей и колес их можно разделить на следующие категории:
a) Паровая турбина с компаундом под давлением
b) Паровая турбина с компаундированием скорости
c) Комбинированная паровая турбина с импульсной реакцией
d) Паровая турбина с комбинированием давления и скорости
РАЗНИЦА МЕЖДУ ПАРОВОЙ ТУРБИНОЙ И ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЕМ
| Паровая турбина93 | Паровой двигатель |
|---|---|
| 1) Преобразование тепловой энергии в механическую работу, потерь на трение нет. | 1) Высокие потери на трение для возвратно-поступательных частей. |
| 2) Баланс в порядке. | 2) Баланс не очень хороший. |
| 3) Легкий фундамент. | 3) Фундамент тяжелый. |
| 4) Может работать на высокой скорости. | 4) Он не может работать с такой скоростью. |
| 5) Смазка проста, так как нет натирания
доступные детали. | 5) Смазка не так проста для протирки части. |
| 6) Равномерная выработка электроэнергии. | 6) Энергия неравномерна. |
| 7) Расход пара меньше поршневой паровой двигатель. | 7) Потребляет больше пара, чем паровая турбина. |
| 8) Он более компактен и требует меньше внимание. | 8) Паровой двигатель требует большего внимания. |
| 9) Подходит для больших электростанций. | 9) Не подходит для больших электростанций. |
| 10) Паровая турбина более эффективна чем паровой двигатель. | 10) Паровая машина не так эффективна. |
Следующая страница ⇒
☛ Подробнее Вопросы Нажмите здесь
Как работает паровая турбина? | Что такое паровая турбина? | Принцип работы паровых турбин
Важный момент
1
Как работает паровая турбина?
Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах производится с помощью паровых турбин; по данным Министерства энергетики США, более 88 процентов энергии в США производится с помощью центральных электростанций, таких как солнечные тепловые, с помощью паротурбинных генераторов, электричества, угля и атомных электростанций.
Предлагая высокую эффективность и низкую стоимость, паровые турбины стали неотъемлемой частью многих энергетических отраслей США. Проще говоря, паровая турбина работает, используя газ, уголь, атомную энергию, солнечную энергию для нагрева воды до чрезвычайно высоких температур, пока она не превратится в пар.
Когда пар проходит через вращающиеся лопасти турбины, он расширяется и охлаждается. Таким образом, потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую энергию в лопатках вращающейся турбины. Поскольку паровые турбины генерируют вращательное движение, они особенно подходят для привода электрических генераторов для производства электроэнергии.
Турбины соединены с генераторами с помощью оси, которая, в свою очередь, вырабатывает энергию через магнитное поле, генерирующее электрический ток. В предыдущих разделах мы дали вам примеры паровой машины, которая показывает вам роль паров в паровой машине.
Но существуют различия между характеристиками паровых двигателей и современных паровых турбин, которые определяют принцип работы паровой турбины. Проще говоря, паровая турбина работает с использованием источников тепла, таких как газ, уголь, атомная энергия или солнечная энергия, для нагрева воды до чрезвычайно высоких температур, пока она не превратится в пар.
Когда пар проходит через вращающиеся лопасти турбины, он расширяется и охлаждается. Таким образом, потенциальная энергия паров преобразуется в кинетическую энергию в лопатках вращающейся турбины. Поскольку паровые турбины генерируют вращательное движение, они особенно подходят для привода электрических генераторов для производства электроэнергии.
Турбины соединены с генератором со шпинделем, который, в свою очередь, вырабатывает энергию через магнитное поле, генерирующее электрический ток.
Также прочтите: Разница между газовой турбиной и газовым двигателем | Газовая турбина | Газовый двигатель | Сравнительный анализ газовых турбин и газовых двигателей
Что такое паровая турбина?
Как следует из названия, паровые турбины питаются от энергии горячего газообразного пара и действуют как нечто среднее между ветряными и водяными турбинами. Он напоминает ветряные турбины, потому что у него есть вращающиеся лопасти, которые вращаются, когда приводится в движение пар; И это похоже на водяную турбину, потому что лопасти плотно прилегают к герметичному внешнему контейнеру, поэтому пар сдерживается и вынужден двигаться со скоростью.
Паровые турбины используют пар высокого давления для вращения электрогенераторов с невероятно высокой скоростью, поэтому они вращаются намного быстрее, чем ветряные или водяные турбины. Паровые турбины на самом деле представляют собой форму теплового двигателя, который повышает термодинамическую эффективность за счет использования нескольких стадий расширения пара, что приводит к почти идеальному обратимому процессу расширения.
Также читайте: Гидрокинетические турбины | Основы гидрокинетических турбин | Гидрокинетические турбины в проточной воде? | Проектирование гидрокинетических турбин
Первая паровая турбина:
Первой современной паровой турбиной была сэр Чарльз А. , разработанная Парсонсом в 1884 году. Эта турбина использовалась для освещения выставки в Ньюкасле, Англия, и производила всего 7,5 кВтч энергии. Теперь паротурбинные генераторы могут производить более 1000 мегаватт энергии на крупных электростанциях. Хотя производственные мощности со времен Parsons значительно увеличились, дизайн остался прежним.
Но, как ни интуитивно понятен дизайн Parsons, он не такой плавный, как пар, движущийся по лезвию. Он был основан на втором законе термодинамики и теореме Карно, которая утверждает, что чем выше температура пара, тем выше КПД электростанции. Давайте узнаем, как пар помогает питать большинство электростанций страны.
Также прочтите: Пример турбины с осевым потоком | Типы осевых турбин | Гидравлические турбины с осевым потоком | Ветряная турбина с осевым потоком
Как происходит захват такого большого количества энергии из пара?
Возвращаясь к школьной физике, вода кипит при 100°C. В этот момент молекулы расширяются, и мы получаем испарившуюся воду — пар. Используя энергию, содержащуюся в быстро расширяющихся молекулах, пар обеспечивает поразительную эффективность производства энергии.
Учитывая высокую температуру и давление пара, неудивительно, что имели место случаи несчастных случаев из-за неправильного использования или неправильной установки предохранительных клапанов. Один из самых громких инцидентов произошел на АЭС «Три-Майл-Айленд».
Инцидент произошел из-за повышения давления пара, когда перестали работать насосы, подавшие воду в парогенератор.
Также читайте: Турбинный генератор Tesla | Как работает турбинный генератор Тесла | Части турбинного генератора Тесла | Принцип работы | Tesla Turbine Operation
Принцип работы паровых турбин:
К настоящему времени мы знаем, что паровая турбина на самом деле работает с давлением пара. Чтобы узнать, через какой процесс проходит паровая турбина, чтобы заставить ее работать, лучше всего сначала взглянуть на состав пара как на самую важную часть паровой турбины. Принцип работы этих видов оборудования основан на динамическом движении пара.
Пар повышенного давления из сопла ударяется о вращающиеся лопасти, которые плотно прилегают к диску, установленному на валу. Из-за этого повышенные скорости пара создают энергичное давление на лопасти устройства, где затем вал и лопасти начинают вращаться в одном направлении.
Обычно паровые турбины рассеивают энергию штока, а затем преобразуют ее в кинетическую энергию, которая затем течет по трубе. Итак, изменение кинетической энергии производит механическое воздействие на лопатки ротора, а этот ротор имеет связь с генератором паровой турбины и выступает в качестве посредника.
Поскольку конструкция устройств настолько обтекаема, они производят наименьшее количество шума по сравнению с другими типами вращающегося оборудования. В большинстве турбин скорость вращающихся лопастей линейна по отношению к скорости потока, протекающего через лопасти.
Когда пар расширяется от этой силы котла до силы выхлопа в одноступенчатой фазе, скорость пара значительно увеличивается. Принимая во внимание, что основные турбины, которые используются на атомных электростанциях, где скорость расширения пара составляет от 6 МПа до 0,0008 МПа, имеют скорость 3000 оборотов на частоте 50 Гц и 1800 оборотов на частоте 60 Гц.
Читайте также: Что такое реактивная турбина? | Реакционная турбина | Работа реактивной турбины | Детали реактивной турбины
Как пар обеспечивает энергию в паровых машинах?
Если вы когда-нибудь видели старомодные паровозы, вы будете иметь представление о том, насколько мощным может быть пар. Паровой двигатель построен вокруг парового двигателя, сложной машины, основанной на простой идее: вы можете сжигать топливо, такое как уголь, чтобы высвободить энергию, хранящуюся внутри него.
В паровой машине уголь сгорает и выделяет тепло в топке, в которой вода кипит, как в чайнике, и образуется пар высокого давления. Пар подается по трубе в цилиндр с плотно прилегающим поршнем, который движется наружу как поток.
Когда пар расширяется, заполняя цилиндр, он охлаждается, давление падает и передает свою энергию поршню. Прежде чем вернуться обратно в цилиндр, поршень толкает колеса локомотива, так что весь процесс можно повторить.
Пар не является источником энергии: это жидкость, переносящая энергию, которая помогает преобразовывать энергию, заключенную внутри угля, в механическую энергию, приводящую в движение поезд.
Читайте также: Что такое газовая турбина замкнутого цикла? | Работа газовой турбины замкнутого цикла | Компоненты газовой турбины замкнутого цикла
Как работают лопатки турбины?
Пожалуй, второе место после пара занимают лопатки турбины. По этой причине лучше ознакомиться с их работой, которая составляет большую часть работы паровых турбин. Лопасти турбин предназначены для управления скоростью, направлением и давлением паров, проходящих через турбины.
У крупногабаритной турбины к роторам прикреплены десятки лопастей, обычно в разных наборах. Каждый набор лопастей помогает извлекать энергию из пара, поддерживая при этом оптимальное давление.
Этот многоступенчатый подход означает, что лопасти турбины снижают давление пара, делая очень небольшое увеличение на каждой ступени. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на них и значительно улучшает общую мощность турбины.
Также прочтите: Типы импульсных турбин | Принцип работы импульсной турбины | Компоненты импульсной турбины
Типы паровых турбин:
Паровые турбины классифицируются на основе нескольких параметров, и существует несколько типов. Типы, подлежащие обсуждению, следующие:
№1. На основе движения пара
В зависимости от скорости пара они подразделяются на различные типы, включая следующие.
#2. Импульсная турбина
Здесь высокоскоростной пар, выходящий из сопла, сталкивается с вращающимися лопастями, расположенными на окружной части ротора. Как и при ударе, лезвия меняют направление вращения без изменения значений давления. Давление, создаваемое за счет импульса, развивает вращение вала. Примерами этого типа являются турбины Рето и Кертиса.
#3. Реакционная турбина
Здесь пар будет расширяться как в движущихся, так и в неподвижных лопастях, когда ток течет по ним. На этих лопастях будет постоянный перепад давления.
№4. Комбинация реактивных и импульсных турбин
В зависимости от комбинации реактивных и импульсных турбин они подразделяются на различные типы, включая следующие.
- На основе фаз давления
- На основе скорости пара
№5. На основе ступеней давления
В зависимости от ступеней давления они подразделяются на различные типы. одноступенчатые. Они применяются для питания центробежных компрессоров, воздуходувного оборудования и других подобных типов оборудования. Многоступенчатые турбины с обратной связью и импульсные турбины Они используются в крайнем диапазоне мощностей, как в минимальном, так и в максимальном диапазоне.
#6. В зависимости от скорости пара
Они подразделяются на различные типы в зависимости от скорости пара.
6.1. осевая турбина
В этих устройствах пар будет течь в направлении, параллельном оси ротора.
6.2. Радиальная турбина
В этих устройствах пар течет в направлении, перпендикулярном оси ротора. В осевом направлении создаются либо одна, либо две ступени низкого давления.
#7. На основе метода управления
На основе системы управления они подразделяются на разные типы.
7.1 Управление дроссельной заслонкой
Здесь свежий пар поступает через один или несколько одновременно работающих дроссельных клапанов и основан на развитии мощности.
7.2. Управление форсунками
Здесь свежий пар поступает через один или несколько последовательно открывающихся регуляторов.
7.3. Управление байпасом
Здесь пар приводит в действие как первую, так и вторую промежуточные ступени турбины.
#8. В зависимости от процесса теплопередачи
В зависимости от процесса теплопередачи они подразделяются на различные типы.
8.1. Конденсация турбины через генератор
При этом сила пара, которая меньше давления окружающей среды, подается на конденсатор.
8.2. Турбинное уплотнение Извлечение промежуточной фазы
При этом пар отделяется от промежуточных фаз для коммерческого нагрева.
8.3. Турбина с противодавлением
Здесь готовый пар используется как для отопления, так и для промышленных целей.
8.4. Топливная турбина
Здесь готовый пар используется для конденсации турбин малой и средней мощности.
#9. В зависимости от состояния пара на входе в турбину
- Низкое давление (от 1,2 до 2 атмосфер)
- Среднее давление (40 атм)
- Высокое давление (> 40 атмосфер)
- Очень высокое давление (170 атм)
- Сверхкритические (>225 данных)
#10.
На основе промышленных приложений- Фиксированная скорость вращения с фиксированной турбиной
- Регулятор частоты вращения с неподвижной турбиной
- Регулятор частоты вращения с нестационарными турбинами
Также прочтите: Детали и функции газовых турбин | Введение в газотурбинную электростанцию | Основные части газотурбинной электростанции | Газовая турбина | Компрессор газотурбинной электростанции | Термодинамический цикл газотурбинной электростанции
Преимущества паровой турбины:
Преимущества паровой турбины
- Минимальное пространство, необходимое для размещения паровой турбины
- Оптимизированная работа и надежная система
- Требует низких эксплуатационных расходов и занимает минимум места
- Повышенная эффективность паровых каналов
Недостатки паровой турбины:
Недостатки паровой турбины
- Из-за увеличения скорости увеличиваются потери на трение.
- Имеет минимальную эффективность, что означает, что отношение скорости лопасти к скорости пара не является оптимальным.
Также прочтите: Батарея пульта без ключа разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею дистанционного управления без ключа
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как работают паровые турбины?
Как следует из названия, паровая турбина приводится в действие паром. Когда горячий газообразный поток проходит мимо вращающихся лопастей турбины, пар расширяется и охлаждается, отдавая большую часть содержащейся в нем энергии. Этот пар непрерывно вращает лопасти. Таким образом, лопасти преобразуют большую часть потенциальной энергии пара в кинетическую энергию.
Что такое паровая турбина?
Паровая турбина представляет собой машину, извлекающую тепловую энергию из пара под давлением и использующую ее для выполнения механической работы на вращающемся выходном валу, возможно, с использованием возобновляемого источника энергии.
Что такое турбина с противодавлением?
Турбина противодавленческая предназначена для подачи технологического пара на объекты электростанций частного пользования. Этот тип паровой турбины поставляет не только электричество, но и пар для различных технологических нужд.
Принцип работы паровой турбины
Проще говоря, паровая турбина работает, используя источник тепла (газ, уголь, атомную энергию, солнечную энергию) для нагрева воды до чрезвычайно высоких температур, пока она не превратится в пар. Когда этот поток проходит мимо вращающихся лопастей турбины, пар расширяется и охлаждается.
Типы паровых турбин
Для обеспечения соответствия производства пара потребностям в тепле на ТЭЦ широко используются три типа паровых турбин. Эти три называются паровой турбиной с противодавлением, экстракционной паровой турбиной и конденсационной паровой турбиной. Каждый тип подходит для различных конфигураций завода.
Конденсационные паровые турбины
Конденсационные паровые турбины чаще всего используются на тепловых электростанциях.