भाप टर्बाइन
स्टीम टर्बाइन एक स्टीम पावर जनित्र प्लांट में प्रिम प्रधान चालक है। स्टीम टर्बाइन की क्षमता 5 मेगावाट से 2000 मेगावाट तक हो सकती है।
स्टीम टर्बाइन के दीजल इंजन की तुलना में निम्नलिखित फायदे हैं।
स्टीम टर्बाइन का आकार एक समतुल्य दीजल इंजन की तुलना में बहुत छोटा होता है। 30 मेगावाट की स्टीम टर्बाइन का आकार 5 मेगावाट की दीजल इंजन के समान होता है।
निर्माण की दृष्टि से स्टीम टर्बाइन दीजल इंजन से बहुत सरल होता है। रोटर शाफ्ट, ब्लेड, स्टीम नियंत्रण वाल्व स्टीम टर्बाइन के तीन महत्वपूर्ण घटक हैं।
यदि प्रणाली के घूर्णन भाग सही रूप से इंस्टॉल और अलाइन किए गए हों, तो स्टीम टर्बाइन दीजल इंजन की तुलना में कम झटका से पीड़ित होता है।
स्टीम टर्बाइन की गति दीजल इंजन से बहुत अधिक हो सकती है। एक इलेक्ट्रिकल जनित्र स्टेशन में प्रयोग किए जाने वाले स्टीम टर्बाइन की मानक गति अमेरिका में 3600 RPM और UK में 3000 RPM होती है, जबकि इसी उद्देश्य के लिए प्रयोग किए जाने वाले दीजल इंजन की उच्चतम मानक गति 200 RPM होती है।
स्टीम टर्बाइन का नियंत्रण दीजल इंजन से बहुत सरल होता है। इसके लिए एक नियंत्रण वाल्व का उपयोग किया जाता है। वाल्व को स्टीम के इनलेट लाइन पर लगाया जाता है। यह नियंत्रण वाल्व स्टीम टर्बाइन में स्टीम के प्रवाह को नियंत्रित करता है। नियंत्रण वाल्व से पहले एक स्टॉप वाल्व लगाया जाता है। स्टॉप वाल्व का कार्य किसी भी असामान्य स्थिति में स्टीम के पूरे प्रवाह को टर्बाइन में रोकना होता है। स्टॉप वाल्व एक आपातकालीन वाल्व है।
स्टीम उच्च दबाव और तापमान पर टर्बाइन में प्रवेश करता है। रोटर को घूमाने का अभीष्ट कार्य करने के बाद स्टीम बहुत कम दबाव और तापमान पर निकलता है। स्टीम 1800 Pa दबाव और 1000°F तापमान पर टर्बाइन में प्रवेश कर सकता है और निकलने वाले स्टीम का दबाव और तापमान क्रमशः 1 Pa और 100°F हो सकता है।
स्टीम टर्बाइन का कार्य नियम
एक रिसिप्रोकेटिंग स्टीम इंजन में, दबाव वाली स्टीम पिस्टन पर कार्य करती है जिससे पिस्टन का यांत्रिक गति होती है। आदर्श रूप से, एक रिसिप्रोकेटिंग प्रणाली में स्टीम का डायनामिक कार्य उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन स्टीम टर्बाइन के मामले में, अचानक विस्तारित स्टीम का डायनामिक कार्य मुख्य रूप से यांत्रिक कार्य करने के लिए उपयोग किया जाता है।
स्टीम टर्बाइन में, नोजल में स्टीम विस्तारित होता है और इससे इसे गतिज ऊर्जा प्राप्त होती है और इसका दबाव कम हो जाता है। विस्तार के दौरान स्टीम अपनी आंतरिक एंथैल्पी से गतिज ऊर्जा प्राप्त करता है। टर्बाइन के ब्लेड स्टीम के गतिज ऊर्जा को रोकते हैं और इससे बल टर्बाइन के ब्लेड पर लगता है। दूसरे शब्दों में, विस्तारित स्टीम का गतिज ऊर्जा स्टीम टर्बाइन का चालक बल है।
स्टीम का विस्तार और गतिज ऊर्जा के दिशा बदलने की प्रक्रिया एक एकल चरण में या विभिन्न चरणों में टर्बाइन के प्रकार पर निर्भर करती है।
जब टर्बाइन में स्टीम का विस्तार एक बार होता है और नोजल से विस्तारित होने के बाद स्टीम का दबाव पूरी प्रक्रिया के दौरान समान रहता है, तो टर्बाइन को एकल चरण इंपल्स टर्बाइन कहा जाता है। इंपल्स टर्बाइन में उच्च दबाव और उच्च तापमान वाली स्टीम नोजल से निकलती है और एक स्टीम जेट बनती है जो टर्बाइन रोटर पर ठोकर मारती है, जिससे टर्बाइन घूमने लगती है।
एक अन्य प्रकार की टर्बाइन में, स्टीम पूरी प्रक्रिया में विस्तारित होता है। यहाँ, स्टीम का विस्तार टर्बाइन के ब्लेड से गुजरते समय होता है। विस्तार के दौरान, स्टीम की एंथैल्पी गतिज ऊर्जा में परिवर्तित होती है और इससे टर्बाइन रोटर प्रोपेलर कार्य के साथ घूमता है।
इस प्रकार की टर्बाइन को रिएक्शन टर्बाइन कहा जाता है। इस प्रकार की टर्बाइन में, दो सेट ब्लेड होते हैं। एक सेट टर्बाइन के स्थिर भागों से जुड़े निश्चित ब्लेड और दूसरा सेट टर्बाइन के रोटर से जुड़े गतिशील ब्लेड होते हैं। स्टीम का विस्तार निश्चित और गतिशील ब्लेडों द्वारा बने अंतराल में होता है।
आमतौर पर एक व्यावहारिक टर्बाइन में दो महत्वपूर्ण घटक होते हैं: नोजल और ब्लेड। नोजल एक उपकरण है जो टर्बाइन के स्टीम इनलेट पर लगाया जाता है। उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली स्टीम नगण्य गतिज ऊर्जा के साथ नोजल की मदद से विस्तारित होती है, दबाव कम होता है और इसे यांत्रिक कार्य करने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त होती है।
टर्बाइन के ब्लेड को डिफ्लेक्टर के रूप में भी जाना जाता है। यह इसलिए है क्योंकि गतिशील स्टीम ब्लेड पर टकराने पर विस्थापित होती है। विस्तारित स्टीम की यांत्रिक ऊर्जा टर्बाइन के ब्लेड पर निकाली जाती है।
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