Turbina vapor

Turbină a vaporului est un motor prim preferat în centralele electrice pe bază de vapor. Capacitatea turbinei poate fi între 5 megawatt și 2000 megawatt.

Avantajele turbinei a vaporului față de motorul cu diesel sunt următoarele.

1. Dimensiunea turbinei a vaporului este mult mai mică decât cea a unui motor cu diesel echivalent. Dimensiunea unei turbine de 30 megawatt este aceeași ca a unui motor cu diesel de 5 megawatt.

2. În ceea ce privește construcția, turbină a vaporului este mult mai simplă decât motorul cu diesel. Shaftul rotorului, palele, și valvula de control a vaporului sunt cele trei componente esențiale ale turbinei a vaporului.

3. O turbină a vaporului suferă de vibrații mai puțin decât motorul cu diesel dacă părțile rotative ale sistemului sunt instalate și aliniate corect.

4. Viteza turbinei a vaporului poate fi mult mai mare decât cea a motorului cu diesel. Viteza standard a turbinei a vaporului utilizată într-o stație electrică este de 3600 RPM în SUA și 3000 RPM în Regatul Unit, în timp ce cea mai mare viteză standard a unui motor cu diesel utilizat pentru același scop este de 200 RPM.

5. Controlul turbinei a vaporului este mult mai simplu decât cel al motorului cu diesel. Se utilizează o valvulă de control pentru acest scop. Valvula este montată pe linia de intrare a vaporului. Această valvulă de control reglează fluxul de vapor către turbină. Există o valvulă de oprire instalată înaintea valvei de control. Rolul valvei de oprire este de a bloca întregul flux de vapor către turbină în caz de orice anomalie. Valvula de oprire este o valvulă de urgență.

Vaporul intră în turbină la o presiune și temperatură ridicată. După efectuarea lucrului dorit de rotație a rotorului, vaporul se evacuează la o presiune și temperatură mult mai mici. Vaporul poate intra în turbină la o presiune și temperatură de 1800 Pa, respectiv 1000oF, iar presiunea și temperatura vaporului evacuat pot fi de 1 Pa și 100oF, respectiv.

Principiul de funcționare al turbinei a vaporului

Într-un motor reciprocant pe bază de vapor, vaporul sub presiune acționează asupra pistonului, provocând mișcarea mecanică a pistonului. În mod ideal, nu se utilizează nicio acțiune dinamică a vaporului într-un sistem reciprocant. Dar în cazul turbinei a vaporului, acțiunea dinamică a vaporului exploatată brusc este principala utilizată pentru a efectua lucrul mecanic.

În turbină, vaporul se extinde în becuri și astfel câștigă energie cinetică și pierde presiune. Vaporul obține energie cinetică în timpul expansiunii din entalpia sa internă. Palele turbinei blochează impulsul vaporului și astfel forțează vaporul să schimbe direcția de curgere. Cu alte cuvinte, impulsul vaporului extins provoacă o forță asupra palelor turbinei. Putem spune că impulsul vaporului extins este forța motrice a turbinei a vaporului.

Expansiunea vaporului și schimbarea direcției impulsului pot avea loc o singură dată într-un singur etaj sau de mai multe ori în diferite etaje, în funcție de tipurile de turbine.

Când există doar o singură posibilitate de expansiune a vaporului în turbină și presiunea vaporului rămâne uniformă de-a lungul procesului după ce este extins prin becuri, turbină se numește turbină de impuls unică. În turbină de impuls, vaporul de presiune ridicată și temperatură ridicată care iese din capul becurilor se extinde și formează un jet de vapor care lovește direct palele mobile, provocând rotația rotorului turbinei.

Există un alt tip de turbină în care vaporul se extinde de-a lungul procesului. Aici, expansiunea vaporului are loc atunci când trec prin palele turbinei. În timpul expansiunii, entalpia vaporului se converteste în energie cinetică și astfel rotorul turbinei se rotește cu acțiunea propulsorului.

Acest tip de turbină este denumit turbină de reacție. În acest tip de turbine, există două seturi de pale. Un set este de pale fixe atașate la părțile statice ale turbinei, iar celălalt set este de pale mobile atașate la rotorul turbinei. Expansiunea vaporului are loc în spațiul format de palele fixe și mobile.

De obicei, o turbină practică are două componente importante: becuri și pale. Becul este un dispozitiv montat la intrarea de vapor în turbină. Vaporul de temperatură și presiune ridicată, cu energie cinetică neglijabilă, se extinde, pierde presiune și astfel obține suficientă energie cinetică pentru a efectua lucrul mecanic cu ajutorul becurilor.

Palele turbinei sunt de asemenea cunoscute sub numele de deflector. Acest lucru se datorează faptului că vaporul dinamic se deviază atunci când lovește palele. Energiea mecanică a vaporului extins este extrasă la palele turbinei.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.