Stoomturbine
De stoomturbine is een favoriete primaire drijfkracht in stoomkrachtcentrales. De capaciteit van de stoomturbine kan variëren van 5 megawatt tot 2000 megawatt.
De voordelen van een stoomturbine ten opzichte van een dieselmotor zijn als volgt.
De grootte van een stoomturbine is veel kleiner dan die van een vergelijkbare dieselmotor. De grootte van een 30-megawatt stoomturbine is hetzelfde als die van een 5-megawatt dieselmotor.
Constructief gezien is de stoomturbine veel eenvoudiger dan een dieselmotor. De rotoras, de bladen en de stoomregelklep zijn de drie essentiële componenten van een stoomturbine.
Een stoomturbine heeft minder trillingen dan een dieselmotor, mits de roterende delen van het systeem correct geïnstalleerd en uitgelijnd zijn.
De snelheid van een stoomturbine kan veel hoger zijn dan die van een dieselmotor. De standaardsnelheid van een stoomturbine die wordt gebruikt in een elektriciteitscentrale is 3600 toeren per minuut in de VS en 3000 toeren per minuut in het VK, terwijl de hoogste standaardsnelheid van een dieselmotor voor hetzelfde doel 200 toeren per minuut is.
Het bedienen van een stoomturbine is veel eenvoudiger dan dat van een dieselmotor. Hiervoor wordt een regelklep gebruikt. Deze klep is aangebracht in de inleidingslijn van de stoom. De regelklep regelt de stroom van stoom naar de turbine. Er is een stopklep geïnstalleerd vóór de regelklep. De functie van de stopklep is om de gehele stoomstroom naar de turbine te blokkeren in geval van een abnormaliteit. De stopklep is een noodklep.
De stoom komt met hoge druk en temperatuur de turbine binnen. Na het gewenste werk van het laten draaien van de rotor, wordt de stoom afgevoerd met veel lagere druk en temperatuur. De stoom kan de turbine binnengaan met een druk en temperatuur van respectievelijk 1800 Pa en 1000oF, en de druk en temperatuur van de afgevoerde stoom kunnen respectievelijk 1 Pa en 100oF zijn.
Werkingsprincipe van de stoomturbine
In een reciproke stoommachine veroorzaakt gepresseerde stoom mechanische beweging van de zuiger. Ideaal gezien wordt geen dynamisch effect van de stoom gebruikt in een reciproke machine. Maar in het geval van een stoomturbine wordt voornamelijk het dynamische effect van plotseling uitgebreide stoom gebruikt om mechanisch werk te verrichten.
Bij een stoomturbine expandeert de stoom in de nozzels en krijgt hierdoor kinetische energie en verliest zijn druk. Tijdens de expansie converteert de stoom zijn interne enthalpie in kinetische energie. De bladen van de turbine belemmeren de impuls van de stoom en dwingen de stoom zo de richting van de stroom te veranderen. Met andere woorden, de impuls van de stoom veroorzaakt een kracht op de turbinebladen. We kunnen zeggen dat de impuls van de expanderende stoom de drijvende kracht is van een stoomturbine.
De expansie van de stoom en de verandering van de richting van de impuls kunnen één keer in één fase of meerdere keren in verschillende fasen plaatsvinden, afhankelijk van het type turbine.
Wanneer er slechts één mogelijkheid is voor de expansie van de stoom in de turbine en de druk van de stoom constant blijft tijdens het proces na expansie door de nozzels, wordt de turbine een enkele fase impuls turbine genoemd. Bij een impuls turbine expandeert hoge druk, hoge temperatuur stoom die uit de nozzelkop komt en vormt een stoomstraal die direct op de roterende bladen slaat, waardoor de rotor van de turbine draait.
Er is nog een ander type turbine waarbij de stoom gedurende het hele proces wordt uitgebreid. Hier vindt de expansie van de stoom plaats wanneer deze door de turbinebladen loopt. Tijdens de expansie wordt de enthalpie van de stoom omgezet in kinetische energie, waardoor de rotor van de turbine roteert met een propelleractie.
Dit type turbine wordt een reactieturbine genoemd. In dit type turbines zijn er twee sets bladen. Een set bestaat uit vaste bladen die aan de statische delen van de turbine zijn bevestigd en de andere set bestaat uit roterende bladen die aan de rotor van de turbine zijn bevestigd. De expansie van de stoom vindt plaats in de ruimte die wordt gevormd door de vaste en roterende bladen.
Normaal gesproken heeft een praktische turbine twee belangrijke componenten: nozzels en bladen. De nozzle is een apparaat dat aan de stoominlaat van de turbine is aangebracht. De hoge temperatuur, hoge druk stoom met een verwaarloosbare kinetische energie wordt geëxpandeerd, verliest druk en krijgt voldoende kinetische energie om mechanisch werk te verrichten met behulp van de nozzels.
De bladen van de turbines worden ook wel deflectoren genoemd. Dit komt omdat de dynamische stoom wordt afgebogen wanneer deze op de bladen slaat. De mechanische energie van de expanderende stoom wordt op de turbinebladen geëxtraheerd.
Verklaring: Eerbiedig het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, bij schending van auteursrechten neem contact op om te verwijderen.
