Höyryturbina

Höyryturbiini on suosittu päämoottori höyryvoimaloissa. Höyryturbiinin kapasiteetti voi olla 5 megawattia 2000 megawattiin.

Höyryturbiinin etuja dieselmoottoria vastaan ovat seuraavat.

1. Höyryturbiinin koko on paljon pienempi kuin yhtä suuren dieselmoottorin. 30-megawatin höyryturbiinin koko on sama kuin 5-megawatin dieselmoottorin.

2. Rakenteeltaan höyryturbiini on paljon yksinkertaisempi kuin dieselmoottori. Rotaatorisaarni, sivut ja höyryn ohjausventtiili ovat kolme olennista komponenttia höyryturbiinissa.

3. Höyryturbiini kärsii vähemmän vibraatiosta kuin dieselmoottori, jos järjestelmän pyöreät osat on asennettu ja tarkistettu oikein.

4. Höyryturbiinin nopeus voi olla paljon korkeampi kuin dieselmoottorin. Höyryturbiinin standardinopeus sähköntuotantolaitoksessa on Yhdysvalloissa 3600 KPY ja Isossa-Britanniassa 3000 KPY, kun taas saman tarkoituksen dieselmoottorin korkein standardinopeus on 200 KPY.

5. Höyryturbiinin ohjaus on paljon yksinkertaisempaa kuin dieselmoottorin. Tarkoitukseen käytetään ohjausventtiiliä. Venttiili on asennettu höyryn tuulisuun. Tämä ohjausventtiili hallitsee höyryn virtausta turbiiniin. Ennen ohjausventtiiliä on asennettu pysäyttävä venttiili. Pysäyttävän venttiilin tehtävänä on estää koko höyryn virtaus turbiiniin epänormaalien olosuhteiden tapauksessa. Pysäyttävä venttiili on hätäventtiili.

Höyry tulee turbiiniin korkealla paineella ja lämpötilalla. Haluttua työtä rotaatorin kiertämisestä tehden höyry purkaantuu paljon alhaisemmalla paineella ja lämpötilalla. Höyry voi tulla turbiiniin 1800 Pa:n paineella ja 1000oF:n lämpötilalla, ja purkautuvan höyryn paine ja lämpötila voivat olla 1 Pa ja 100oF.

Höyryturbiinin toimintaperiaate

Vaihtovirtahöyrykoneessa painettaisiin höyry vaikuttaa pistoon aiheuttaen pisteen mekaanisen liikkeen. Idealisesti ei käytetä höyryn dynaamista toimintaa vaihtovirtajärjestelmässä. Mutta höyryturbiinin käsittelyssä höyryn dynaaminen toiminta on pääasiassa hyödynnetty tekemään mekaanista työtä.

Höyryturbiinissa höyry laajenee suihkuissa ja saa siitä kineettistä energiaa ja häviää sen painetta. Höyry saa kineettistä energiaa sen laajentumisesta sisäisestä enthalpyystään. Turbiinin sivut estävät höyryn momentumia ja pakottavat höyryn muuttamaan suuntaansa. Toisin sanoen, höyryn momentum aiheuttaa voiman turbiinin sivuille. Voimme sanoa, että höyryn laajentuminen on höyryturbiinin ajurivoima.

Höyryn laajentuminen ja momentumin suunnan muutos voivat tapahtua kerran yhdessä vaiheessa tai useita kertoja eri vaiheissa riippuen turbiinin tyypistä.

Kun turbiinissa on vain yksi laajentumisvaihe ja höyryn paine pysyy tasaisena koko prosessin ajan sen laajentumisen jälkeen, turbiini kutsutaan yksivaiheiseksi impulssiturbiiniksi. Impulssiturbiinissa korkeapaineinen, korkealämpöinen höyry, joka tulee suihkupäästä, laajenee ja muodostaa höyryjousen, joka osuu suoraan liikkuviin sivuihin, aiheuttaen turbiinin rotaatorin kiertämisen.

On olemassa myös toisenlainen turbiini, jossa höyry laajenee koko prosessin ajan. Tässä tapauksessa höyryn laajentuminen tapahtuu, kun se kulkee turbiinin sivujen läpi. Laajentumisen aikana höyryn enthalpyys muuttuu kineettiseksi energiaksi, mikä aiheuttaa turbiinin rotaatorin kiertämisen propellereilla.

Tällainen turbiini kutsutaan reaktionsturbiiniksi. Tällaisissa turbiineissa on kaksi sivuryhmää. Yksi ryhmä on kiinteästi kiinnitetty sivut, jotka on kiinnitetty turbiinin paikallisiin osiin, ja toinen ryhmä on liikkuvia sivuja, jotka on kiinnitetty turbiinin rotaatoriin. Höyryn laajentuminen tapahtuu tilassa, joka on muodostettu kiinteistä ja liikkuvista sivuista.

Yleensä käytännön turbiinilla on kaksi tärkeää komponenttia: suihkut ja sivut. Suihku on laite, joka on asennettu höyryn tuulisuun turbiiniin. Korkealämpöinen, korkeapaineinen höyry, jolla on huomioitava kineettinen energia, laajenee, menettää painetta ja saa siten riittävän kineettisen energian suorittamaan mekaanista työtä suihkujen avulla.

Turbiinin sivut kutsutaan myös poistoelimiiksi. Tämä johtuu siitä, että dynaaminen höyry poistetaan, kun se osuu sivuihin. Laajentuvan höyryn mekaaninen energia poimitaan turbiinin sivuilla.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on arvokasta jakaa, jos on loukkausta, ole yhteydessä poistamaan.