Čo je to parná turbína: fungovanie a jej typy

Rozsah parnej turbíny sa vyvíjal v prvom storočí, keď toto zariadenie pripomína hračku. Potom bola vynájdená praktická aplikácia parnej turbíny, ktorá slúži ako základňa pre vývoj ďalších druhov parných turbín. Moderný druh parnej turbíny predstavil v roku 1884 človek Charles Parsons, ktorého konštrukcia obsahuje dynamo. Neskôr sa toto zariadenie dostalo do popredia vo svojich prevádzkových schopnostiach a ľudia si ich osvojili vo svojich prevádzkach. Tento článok popisuje pojmy súvisiace s parou turbína a jej funkčnosť.

Čo je to parná turbína?

Definícia: Parná turbína spadá pod klasifikáciu mechanického stroja, ktorý izoluje tepelnú energiu od nútenej pary a premieňa ju na mechanickú energiu. Pretože turbína produkuje rotačný pohyb, je to najvhodnejšie na prevádzku elektrických generátorov. Samotný názov naznačuje, že zariadenie je poháňané parou a keď prúd pary prúdi cez lopatky turbíny, para sa ochladí a potom expanduje, čím sa získa takmer energie ktorý má a toto je nepretržitý proces.

Parná turbína

Čepele tak transformujú potenciálnu energiu zariadenia na kinetický pohyb. Týmto spôsobom je napájaná parná turbína elektrina . Tieto zariadenia využívajú zvýšený tlak pary na otáčanie elektrických generátorov pri extrémne vyšších rýchlostiach, pri ktorých je ich rýchlosť otáčania maximálna ako vodné a veterné turbíny.

Napríklad: Bežná parná turbína má rýchlosť otáčania 1 800 - 3 600 otáčok za minútu takmer 200-krát viac otáčok ako veterná turbína.

Princíp fungovania parnej turbíny

Princíp činnosti tohto zariadenia je založený na dynamickom pohybe pary. Zvýšená tlak para, ktorá vychádza z trysiek, dopadá na otáčajúce sa čepele, ktoré sú tesne pripevnené k disku umiestnenému na hriadeli. Pretože táto zvýšená rýchlosť v pare vyvíja energetický tlak na lopatky zariadenia, kde sa potom hriadeľ a lopatky začnú otáčať podobným smerom. Parná turbína vo všeobecnosti izoluje energiu drieku a potom ju transformuje na kinetickú energiu, ktorá potom prúdi dýzami.

Zariadenie v parnej turbíne

Transformácia kinetickej energie teda prebieha mechanický pôsobením na listy rotora a tento rotor je spojený s generátorom parnej turbíny a funguje ako medzičlánok. Pretože konštrukcia zariadenia je taká efektívna, v porovnaní s inými druhmi rotačných zariadení generuje minimálny hluk.

Vo väčšine turbín je rýchlosť otáčania lopatky lineárna s rýchlosťou pary prúdiacej cez lopatku. Keď sa para v samotnej jednofázovej fáze rozšíri z tejto sily kotla na vyčerpanú silu, potom sa rýchlosť pary extrémne zvýši. Keďže hlavná turbína používaná v jadrových elektrárňach, kde je rýchlosť expanzie pary takmer 6 MPa až 0,0008 MPa a má rýchlosť 3000 otáčok na 50 Hz frekvencia a 1 800 otáčok pri frekvencii 60 Hz.

Mnoho jadrových elektrární teda funguje ako vysokovýkonný generátor s jednou hriadeľovou turbínou, ktorý má jednu viacstupňovú turbínu a tri paralelné LP turbíny, budič spolu s hlavným generátor .

Druhy parnej turbíny

Parné turbíny sú klasifikované na základe mnohých parametrov a je v nich veľa druhov. Je potrebné diskutovať o týchto typoch:

Založené na hnutí Steam

Na základe pohybu pary sa klasifikujú do rôznych typov, ktoré zahŕňajú nasledujúce.

Impulzná turbína

Tu para extrémnej rýchlosti, ktorá vyteká z dýzy, zasiahne rotujúce lopatky, ktoré sú umiestnené na rotor periférny úsek. Z dôvodu úderu menia lopatky svoj smer otáčania bez zmeny hodnôt tlaku. Tlak spôsobený hybnosťou vyvíja rotáciu hriadeľa. Príklady tohto druhu sú turbíny Rateau a Curtis.

Reakčná turbína

Tu bude expandovať para v pohyblivých aj v konštantných lopatkách, keď cez ne prúdi prúd. Na týchto lopatkách bude dochádzať k trvalému poklesu tlaku.

Kombinácia reakčnej a impulznej turbíny

Na základe kombinácie reakčnej a impulznej turbíny sa tieto klasifikujú do rôznych typov, ktoré zahŕňajú nasledujúce.

• Na základe tlakových stupňov
• Založené na hnutí Steam

Na základe tlakových stupňov

Na základe tlakových stupňov sa klasifikujú do rôznych typov.

Jednostupňové

Sú implementované pre napájanie odstredivé kompresory, dúchadlo a ďalšie rovnaké druhy náradia.

Viacfázová reakcia a impulzná turbína

Používajú sa v extrémnom rozsahu kapacít, buď v minimálnom alebo maximálnom rozsahu.

Založené na hnutí Steam

Na základe pohybu pary sa klasifikujú do rôznych typov.

Axiálne turbíny

V týchto zariadeniach bude tok pary v smere, ktorý je rovnobežný s osou rotora.

Radiálne turbíny

V týchto zariadeniach bude tok pary v smere, ktorý je kolmý na os rotora, a to buď v jednej alebo v dvoch menej tlakových fázach, v axiálnom smere.

Na základe riadiacej metodiky

Na základe riadiacej metodiky sa klasifikujú do rôznych typov.

Riadenie škrtiacej klapky

Tu prichádza čerstvá para cez jeden alebo viac súčasne fungujúcich škrtiacich ventilov, a to je založené na vývoji výkonu.

Správa trysiek

Tu prichádza čerstvá para cez jeden alebo viac postupne sa otvárajúcich regulátorov.

Obtokový manažment

Tu para poháňa prvú aj druhú medzistupňu turbíny.

Na základe postupu pri poklese tepla

Na základe postupu tepelných kvapiek sú rozdelené do rôznych typov.

Kondenzácia turbíny cez generátory

Pritom sa do kondenzátora privádza para, ktorá je menšia ako tlak okolia.

Turbínová kondenzácia, medzifázové extrakcie

V tomto prípade je para izolovaná z prechodných fáz pre komerčnú výrobu kúrenie účely.

Protitlakové turbíny

Tu sa použitá para používa na vykurovanie aj na priemyselné použitie.

Toping Turbíny

Tu sa použitá para používa na kondenzáciu turbíny s menšou a strednou silou.

Založené na podmienkach výparov od vstupu do turbíny

• Menší tlak (1,2 ata až 2 ata)
• Stredný tlak (40 ata)
• Vysoký tlak (> 40 ata)
• Veľmi vysoký tlak (170 ata)
• Superkritické (> 225 vyššie)

Na základe priemyselných aplikácií

• Fixná rýchlosť otáčania so stacionárnymi turbínami
• Premenná rýchlosť otáčania so stacionárnymi turbínami
• Premenná rýchlosť otáčania s nestacionárnymi turbínami

Rozdiel medzi parnou turbínou a parným strojom

Rozdiel medzi týmito dvoma je uvedený nižšie.

Výhody nevýhody

The výhody parnej turbíny sú

• Usporiadanie parnej turbíny vyžaduje minimálny priestor
• Efektívna prevádzka a spoľahlivý systém
• Vyžaduje nižšie prevádzkové náklady a má iba minimálny priestor
• Zvýšená účinnosť v parných cestách

Nevýhody parnej turbíny sú

• Z dôvodu zvýšenej rýchlosti dôjde k zvýšeniu trecích strát
• Má minimálnu účinnosť, čo znamená, že podiel lopatky na rýchlosti pary nie je optimálny

Aplikácie parnej turbíny

• Zmiešané tlakové turbíny
• Implementované v technických doménach
• Nástroje na výrobu energie

Časté otázky

1). Aká je účinnosť parnej turbíny?

Definuje sa ako podiel práce vykonanej na rotujúcich lopatkách na celej dodanej energii, vypočítaný pre kilogram pary.

2). Ktorá turbína je efektívnejšia?

Najefektívnejšie turbíny sú impulzné turbíny.

3). Ako zvýšite účinnosť parnej turbíny?

Účinnosť je možné zvýšiť prehriatím parnej turbíny, obnovením napájacieho ohrevu turbíny a cyklom binárnych pár.

4). Čo je to generátor parnej turbíny ?

Je to zariadenie na počiatočnú transformáciu energie v elektrárni.

5). Ako môže para otočiť turbínu?

Cez ohrev vody na teplotu, ktorá sa prevedie na paru.

Toto všetko je o parných turbínach. Dobrá rotačná rovnováha a minimálny úder kladivom umožňujú použitie týchto zariadení v rôznych priemyselných odvetviach. Tu vyvstáva otázka, vedieť o aplikácie parných turbín .