Паровые турбины
Паровые турбины — принцип работы
Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.
Электрическая мощность паровых турбин зависит от перепада давления пара на входе и выходе установки. Мощность паровых турбин единичной установки достигает 1000 МВт.
В зависимости от характера теплового процесса паровые турбины подразделяются на три группы: конденсационные, теплофикационные и турбины специального назначения. По типу ступеней турбин они классифицируются как активные и реактивные.
Конденсационные паровые турбины
Конденсационные паровые турбины служат для превращения максимально возможной части теплоты пара в механическую работу. Они работают с выпуском (выхлопом) отработавшего пара в конденсатор, в котором поддерживается вакуум (отсюда возникло наименование).
Конденсационные турбины бывают стационарными и транспортными.
Стационарные турбины изготавливаются на одном валу с генераторами переменного тока. Такие агрегаты называют турбогенераторами. Тепловые электростанции, на которых установлены конденсационные турбины, называются конденсационными электрическими станциями (КЭС). Основной конечный продукт таких электростанций — электроэнергия. Лишь небольшая часть тепловой энергии используется на собственные нужды электростанции и, иногда, для снабжения теплом близлежащего населённого пункта. Обычно это посёлок энергетиков. Доказано, что чем больше мощность турбогенератора, тем он экономичнее, и тем ниже стоимость 1 кВт установленной мощности. Поэтому на конденсационных электростанциях устанавливаются турбогенераторы повышенной мощности.
Частота вращения ротора стационарного турбогенератора связана с частотой электрического тока 50 Герц. То есть на двухполюсных генераторах 3000 оборотов в минуту, на четырёхполюсных соответственно 1500 оборотов в минуту.
Частота электрического тока вырабатываемой энергии является одним из главных показателей качества отпускаемой электроэнергии. Современные технологии позволяют поддерживать частоту вращения с точностью до трёх оборотов. Резкое падение электрической частоты влечёт за собой отключение от сети и аварийный останов энергоблока, в котором наблюдается подобный сбой.
В зависимости от назначения паровые турбины электростанций могут быть базовыми, несущими постоянную основную нагрузку; пиковыми, кратковременно работающими для покрытия пиков нагрузки; турбинами собственных нужд, обеспечивающими потребность электростанции в электроэнергии. От базовых требуется высокая экономичность на нагрузках, близких к полной (около 80 %), от пиковых — возможность быстрого пуска и включения в работу, от турбин собственных нужд — особая надёжность в работе. Все паровые турбины для электростанций рассчитываются на 100 тыс. ч работы (до капитального ремонта).
Схема работы конденсационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) попадает на рабочие лопатки паровой турбины (3).
При расширении, кинетическая энергия пара превращается в механическую энергию вращения ротора турбины, который расположен на одном валу (4) с электрическим генератором (5). Отработанный пар из турбины направляется в конденсатор (6), в котором, охладившись до состояния воды путём теплообмена с циркуляционной водой (7) пруда-охладителя, градирни или водохранилища по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Большая часть полученной энергии используется для генерации электрического тока.
Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Но основной конечный продукт таких турбин — тепло. Тепловые электростанции, на которых установлены теплофикационные паровые турбины, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с противодавлением, с регулируемым отбором пара, а также с отбором и противодавлением.
У турбин с противодавлением весь отработавший пар используется для технологических целей (варка, сушка, отопление). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от потребности производства или отопительной системы в греющем паре и меняется вместе с ней. Поэтому турбоагрегат с противодавлением обычно работает параллельно с конденсационной турбиной или электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.
В турбинах с регулируемым отбором часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а остальной пар идёт в конденсатор. Давление отбираемого пара поддерживается в заданных пределах системой регулирования. Место отбора (ступень турбины) выбирают в зависимости от нужных параметров пара.
У турбин с отбором и противодавлением часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а весь отработавший пар направляется из выпускного патрубка в отопительную систему или к сетевым подогревателям.
Схема работы теплофикационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) направляется на рабочие лопатки цилиндра высокого давления (ЦВД) паровой турбины (3).
При расширении, кинетическая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины, который соединен с валом (4) электрического генератора (5). В процессе расширения пара из цилиндров среднего давления производятся теплофикационные отборы, и из них пар направляется в подогреватели (6) сетевой воды (7). Отработанный пар из последней ступени попадает в конденсатор, где и происходит его конденсация, а затем по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Большая часть тепла, полученного в котле используется для подогрева сетевой воды.
Паровые турбины специального назначения обычно работают на технологическом тепле металлургических, машиностроительных, и химических предприятий. К ним относятся турбины мятого (дросселированного) пара, турбины двух давлений и предвключённые (форшальт).
- Турбины мятого пара используют отработавший пар поршневых машин, паровых молотов и прессов, имеющих давление немного выше атмосферного.
- Турбины двух давлений работают как на свежем, так и на отработавшем паре паровых механизмов, подводимом в одну из промежуточных ступеней.
- Предвключённые турбины представляют собой агрегаты с высоким начальным давлением и высоким противодавлением; весь отработавший пар этих турбин направляют в другие с более низким начальным давлением пара. Необходимость в предвключённых турбинах возникает при модернизации электростанций, связанной с установкой паровых котлов более высокого давления, на которое не рассчитаны ранее установленные на электростанции турбоагрегаты.
- Также к турбинам специального назначения относятся и приводные турбины различных агрегатов, требующих высокой мощности привода. Например, питательные насосы мощных энергоблоков электростанций, нагнетатели и компрессоры газокомпрессорных станций и т. д.
Обычно стационарные паровые турбины имеют нерегулируемые отборы пара из ступеней давления для регенеративного подогрева питательной воды.
Паровые турбины специального назначения не строят сериями, как конденсационные и теплофикационные, а в большинстве случаев изготовляют по отдельным заказам.
- работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое
- высокая единичная мощность
- свободный выбор теплоносителя
- широкий диапазон мощностей
- внушительный ресурс паровых турбин
- высокая инерционность паровых установок (долгое время пуска и останова)
- дороговизна паровых турбин
- низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии
- дорогостоящий ремонт паровых турбин
- снижение экологических показателей, в случае использования тяжелых мазутов и твердого топлива
принцип работы, основные элементы, виды паровых турбин
Принцип работы паровой турбины
Перед тем, как говорить о паровой турбине, мы должны понять, что же такое паровая турбина.
Паровая турбина — это силовой двигатель, в котором происходит превращение потенциальной энергии пара в кинетическую, в дальнейшем преобразуемую в механическую энергию, создающую вращение вала.
Чтобы понять, как работает паровая турбина, важно разобраться с ее строением. Итак, паровая турбина состоит из 2-х основных частей:
- подвижной — ротора с лопатками;
- и неподвижной — статора с соплами.
Основной частью турбины является ротор, состоящий из вала, рабочего колеса, на котором крепятся рабочие лопатки изогнутой формы. Также имеется сопло перед диском с лопатками, из которого поступает пар на рабочие лопатки турбины.
В подвижной части турбины происходит преобразование потенциальной энергии сжатого и нагретого водяного пара в кинетическую. Пар через направляющие поступает на лопатки, закрепленные по окружности ротора, и воздействует на них, приводя ротор во вращение.
Для понимания принципа работы паровой турбины нужно рассмотреть работу теплоэлектростанции.
Паровая турбина сама по себе не работает. Для ее функционирования нужен пар. Теплоэлектростанция начинается с котла, в котором происходит горение топлива, отдавая жар трубам с водой. В тонких трубах дистиллированная вода превращается в пар.
На вход в турбину подается пар с очень высокой температурой и под большим давлением (от 1,2 МПа до 22,5 МПа и выше).
Пар имеет температуру 550—560 °C. Такая большая температура позволяет расширяться пару и сохранять скорость его потока.
КПД паровой турбины
КПД паровой турбины находится в прямой зависимости от ее собственного размера и от температуры пара. КПД растет при увеличении размера паровой турбины и при повышении температуры пара.
КПД паровой турбины колеблется от 20 до 40 %.
Для повышения КПД на многих электростанциях тепло, которое отбирается от паровой турбины, используется для нагревания воды. Горячая вода поступает в систему промышленного и бытового теплоснабжения.
Классификация и виды паровых турбин
Паровые турбины по характеру теплового процесса делятся на три вида:
- конденсационные;
- теплофикационные;
- теплофикационные с промышленным отбором пара;
- противодавленческие.
Конденсационные турбины называются так потому, что работают они с выпуском отработавшего пара в конденсатор. Бывают стационарными и транспортными. Такие турбины являются самыми распространенными. Они имеют маркировку «К».
Конденсаторные паровые турбины используются для выработки электричества. Такие турбины ставят на ГРЭС.
Стационарные паровые турбины используют на электрических станциях, транспортные — в качестве двигателей на морских судах.
Теплофикационные турбины одновременно дают как электрическую, так тепловую энергию. Имеют маркировку «Т». Устанавливаются обычно на ТЭЦ, где помимо выработки электрической энергии они получают тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения. Теплофикационные турбины бывают 3-х видов:
- с регулируемым отбором пара;
- с противодавлением;
- с отбором и противодавлением.
Теплофикационные турбины с отбором пара имеют маркировку «ПТ». В таких турбинах часть пара уходит на поддержание стороннего производства (фабрики, завода).
Пар может обратно возвращаться на электростанцию в виде конденсата или полностью теряться.
Теплофикационные турбины летом могут работать в конденсационном режиме.
Турбины с противодавлением имеют маркировку «Р». В таких турбинах отсутствует конденсатор. Отработанный пар используют для варки, сушки и отопления, а также для поддержания другого производства.
На турбинах с противодавлением и отбором часть пара отводится, а отработанный — из выпускного патрубка поступает в отопительную систему или к сетевым подогревателям.
Мощность паровых турбин
Номинальная мощность турбины — это наибольшая мощность турбины, которую она может развивать длительное время.
Экономическая мощность турбины — это мощность турбины, которую она может выдавать при максимальной экономичности.
Таблица мощности паровой турбины в зависимости от КПД:
| Мощность турбины, кВт | 5 | 50 | 500 | 1000 | 2000 | 5000 | 10000 | 25000 | 50000 | 100000 |
| КПД турбины | 0,20 | 0,41 | 0,66 | 0,725 | 0,77 | 0,80 | 0,82 | 0,83 | 0,845 | 0,865 |
Мощность паровой турбины зависит от температуры пара и от поданного давления на лопасти турбины.
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 повышения скорости вращения турбины используются различные типы системы управления.
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, паровые турбины, электричество, уголь и атомные электростанции.
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.