Парна турбина

Паровият турбин е любим первичен двигател в парови електроцентрали. Капацитетът на паровия турбин може да бъде от 5 мегавата до 2000 мегавата.

Преимуществата на паровия турбин пред дизелния двигател са следните.

1. Размерът на паровия турбин е много по-малък от размера на еквивалентен дизелен двигател. Размерът на 30-мегаватов паров турбин е същият като на 5-мегаватов дизелен двигател.

2. Конструктивно паровият турбин е много по-прост от дизелния двигател. Роторният вал, лопатките и вентилът за контрол на пара са трите основни компонента на паровия турбин.

3. Паровият турбин изпитва по-малко вибрации от дизелния двигател, ако вратещите се части на системата са правилно инсталирани и подредени.

4. Скоростта на паровия турбин може да бъде много по-висока от скоростта на дизелния двигател. Стандартната скорост на паровия турбин, използван в електроцентрала, е 3600 об./мин. в САЩ и 3000 об./мин. в Великобритания, докато най-високата стандартна скорост на дизелния двигател, използван за същата цел, е 200 об./мин.

5. Контролът на паровия турбин е много по-прост от контролната система на дизелния двигател. За целта се използва контролен вентил. Вентилът е монтиран на входния пат на пара. Този контролен вентил управлява потока на пара към турбината. Преди контролния вентил е инсталиран един спирачен вентил. Функцията на спирачния вентил е да блокира целия поток на пара към турбината в случай на някакво аномално състояние. Спирачният вентил е аварийен вентил.

Парът влиза в турбината при високо налягане и температура. След извършването на желаната работа по завъртане на ротора, парът излиза при много по-ниско налягане и температура. Потокът на пара може да влезе в турбината при налягане и температура от 1800 Па и 1000oF съответно, а налягането и температурата на излизащия пар може да бъдат 1 Па и 100oF съответно.

Принцип на действие на паровия турбин

В реципрочния парен двигател, под налягане парът действа върху поршето, причинявайки механично движение. Идеално, динамичното действие на пара не се използва в реципрочната система. Но в случая с паровия турбин, динамичното действие на внезапно разширен пар се използва главно за извършване на механична работа.

В паровия турбин, парът в соплата се разширява, придобива кинетична енергия и губи налягане. Парът придобива кинетична енергия по време на разширяването си от вътрешната ентальпия. Лопатките на турбината пречат на импулса на пара, принуждавайки потока да промени посоката си. С други думи, импулсът на пара причинява сила върху лопатките на турбината. Можем да кажем, че импулсът на разширяващия се пар е движителната сила на паровия турбин.

Разширяването на пара и промяната в посоката на импулса може да се случи веднъж в един етап или многократно в различни етапи, в зависимост от типа турбина.

Когато има само едно разширяване на пара в турбината и налягането на пара остава постоянство през целия процес след разширяването му през соплата, турбината се нарича едноетапна импулсна турбина. В импулсната турбина, високонапрежден, високотемпературен пар, излизащ от соплата, се разширява и формира парен струя, който директно удара лопатките, причинявайки въртене на ротора на турбината.

Има и друг тип турбина, в която парът се разширява през целия процес. Тук, разширяването на пара се случва, когато преминава през лопатките на турбината. По време на разширяването, ентальпията на пара се преобразува в кинетична енергия, като турбината ротор се върти с пропелерно действие.

Този тип турбина се нарича реактивна турбина. В този тип турбини, има две групи лопатки. Едната група е от фиксирани лопатки, прикрепени към неподвижните части на турбината, а другата група е от подвижни лопатки, прикрепени към ротора на турбината. Разширяването на пара се случва в пространството, образувано от фиксирани и подвижни лопатки.

Обикновено практическа турбина има два важни компонента - сопла и лопатки. Соплото е устройство, монтирано на входа на пара в турбината. Високотемпературен, високонапрежден пар с пренебрегаема кинетична енергия се разширява, губи налягане и получава достатъчна кинетична енергия, за да извърши механична работа с помощта на соплата.

Лопатките на турбините също се наричат отклонители. Това е, защото динамичният пар се отклонява, когато удари лопатките. Механичната енергия на разширяващия се пар се извлича от лопатките на турбината.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обърнете за изтриване.