Turbina de vapor

O turbo de vapor é o motor principal favorito nas centrais eléctricas de produción de enerxía a vapor. O turbo de vapor pode ter unha capacidade que vaia desde 5 megavatios ata 2000 megavatios.

As vantaxes dun turbo de vapor sobre un motor diésel son as seguintes.

1. O tamaño dun turbo de vapor é moito menor que o dun motor diésel equivalente. O tamaño dun turbo de vapor de 30 megavatios é o mesmo que o dun motor diésel de 5 megavatios.

2. En termos de construción, o turbo de vapor é moito máis simple que un motor diésel. O eixo do rotor, as pás, e a válvula de control de vapor son os tres componentes esenciais dun turbo de vapor.

3. Un turbo de vapor sofre menos vibracións que un motor diésel se as partes rotativas do sistema están correctamente instaladas e alineadas.

4. A velocidade dun turbo de vapor pode ser moito maior que a dun motor diésel. A velocidade estándar dun turbo de vapor utilizado nunha central eléctrica é de 3600 RPM nos EUA e 3000 RPM no Reino Unido, mentres que a velocidade estándar máxima dun motor diésel usado para o mesmo propósito é de 200 RPM.

5. O control dun turbo de vapor é moito máis simple que o dun motor diésel. Utilízase unha válvula de control para este fin. A válvula está colocada na liña de entrada do vapor. Esta válvula de control regula o fluxo de vapor ao turbo. Hai unha válvula de parada instalada antes da válvula de control. A función da válvula de parada é bloquear todo o fluxo de vapor ao turbo en caso de calquera anomalia. A válvula de parada é unha válvula de emerxencia.

O vapor entra no turbo a alta presión e temperatura. Despois de realizar o traballo deseado de xirar o rotor, o vapor escapa a unha presión e temperatura moito menores. O vapor pode entrar no turbo a unha presión e temperatura de 1800 Pa e 1000oF respectivamente, e a presión e temperatura do vapor que escapa poden ser 1 Pa e 100oF respectivamente.

Principio de funcionamento do turbo de vapor

Nun motor de vapor alternativo, o vapor a presión actúa sobre o pistón causando un movemento mecánico do pistón. Idealmente, non se utiliza a acción dinámica do vapor nun sistema alternativo. Pero no caso dun turbo de vapor, a acción dinámica do vapor repentinamente expandido é principalmente utilizada para realizar traballo mecánico.

No turbo de vapor, o vapor expandese nas toberas e, polo tanto, gaña enerxía cinética e perde a súa presión. O vapor obtén enerxía cinética durante a súa expansión a partir da súa entalpía interna. As pás do turbo obstrúen o momento do vapor e forzan así o vapor a cambiar a súa dirección de fluxo. En outras palabras, o momento do vapor causa unha forza nas pás do turbo. Podemos dicir que o momento do vapor en expansión é a forza motriz dun turbo de vapor.

A expansión do vapor e o cambio de dirección do momento poden ocorrer unha vez nunha única etapa ou varias veces en varias etapas, dependendo do tipo de turbo.

Cando só hai unha disposición de expansión do vapor no turbo e a presión do vapor permanece uniforme durante todo o proceso despois de expandirse a través das toberas, o turbo chámase turbo de impulsión de unha etapa. No turbo de impulsión, o vapor a alta presión e alta temperatura que sae da cabeza da tobera expandese e forma un chorro de vapor que impacta directamente nas pás móveis, causando a rotación do rotor do turbo.

Hai outro tipo de turbo no que o vapor expandese durante todo o proceso. Aquí, a expansión do vapor ten lugar cando pasa a través das pás do turbo. Durante a expansión, a entalpía do vapor converte en enerxía cinética e, polo tanto, o rotor do turbo rota con acción de hélice.

Este tipo de turbo denomínase turbo de reacción. Neste tipo de turbinas, hai dous conxuntos de pás. Un conxunto é de pás fixas adxuntas ás partes estacionarias do turbo e outro conxunto é de pás móveis adxuntas ao rotor do turbo. A expansión do vapor ten lugar no espazo formado polas pás fixas e móveis.

Normalmente, un turbo práctico ten dous compoñentes importantes: toberas e pás. A tobera é un dispositivo colocado na entrada de vapor do turbo. O vapor a alta temperatura e alta presión, con enerxía cinética negligible, expandese, perde presión e, polo tanto, obtén suficiente enerxía cinética para realizar traballo mecánico coa axuda das toberas.

As pás dos turbinas tamén chámanse deflexores. Isto é porque o vapor dinámico desvíase cando impacta nas pás. A enerxía mecánica do vapor en expansión extraise nas pás do turbo.

Declaración: Respeitar o orixinal, bons artigos merecen compartirse, se hai infracción, por favor contacta para eliminar.