Паровая турбина

Паровая турбина является любимым первичным двигателем в паровых электростанциях. Мощность паровой турбины может варьироваться от 5 до 2000 мегаватт.

Преимущества паровой турбины по сравнению с дизельным двигателем следующие.

1. Размер паровой турбины значительно меньше, чем у эквивалентного дизельного двигателя. Размер 30-мегаваттной паровой турбины такой же, как у 5-мегаваттного дизельного двигателя.

2. С точки зрения конструкции паровая турбина намного проще, чем дизельный двигатель. Вал ротора, лопатки и клапан управления паром являются тремя основными компонентами паровой турбины.

3. Паровая турбина испытывает меньшие вибрации, чем дизельный двигатель, если вращающиеся части системы правильно установлены и выровнены.

4. Скорость паровой турбины может быть значительно выше, чем у дизельного двигателя. Стандартная скорость паровой турбины, используемой на электрической станции, составляет 3600 об/мин в США и 3000 об/мин в Великобритании, тогда как максимальная стандартная скорость дизельного двигателя для тех же целей составляет 200 об/мин.

5. Управление паровой турбиной намного проще, чем управление дизельным двигателем. Для этой цели используется клапан управления. Клапан установлен на входной линии пара. Этот клапан управления регулирует поток пара к турбине. Перед клапаном управления установлен запорный клапан. Функция запорного клапана - блокировать весь поток пара к турбине в случае каких-либо неполадок. Запорный клапан является аварийным клапаном.

Пар входит в турбину под высоким давлением и температурой. После выполнения желаемой работы по вращению ротора пар выходит при значительно более низком давлении и температуре. Пар может входить в турбину под давлением и температурой 1800 Па и 1000°F соответственно, а давление и температура выходящего пара могут составлять 1 Па и 100°F соответственно.

Принцип работы паровой турбины

В паровом двигателе с поршнем сжатый пар действует на поршень, вызывая механическое движение поршня. Идеально, динамическое действие пара не используется в поршневых системах. Однако в случае паровой турбины динамическое действие внезапно расширенного пара в основном используется для выполнения механической работы.

В паровой турбине пар в соплах расширяется, получая кинетическую энергию и теряя свое давление. Пар получает кинетическую энергию за счет своей внутренней энтальпии. Лопатки турбины препятствуют импульсу пара, заставляя его изменить направление движения. Другими словами, импульс пара создает силу на лопатках турбины. Можно сказать, что импульс расширяющегося пара является движущей силой паровой турбины.

Расширение пара и изменение направления импульса может происходить один раз в одном этапе или несколько раз на различных этапах, в зависимости от типа турбины.

Когда в турбине предусмотрено только одно расширение пара, и давление пара остается постоянным на протяжении всего процесса после его расширения через сопла, такая турбина называется одноступенчатой импульсной турбиной. В импульсной турбине высокодавленный, высокотемпературный пар, выходящий из головки сопла, расширяется, образуя струю пара, которая напрямую ударяет по движущимся лопаткам, вызывая вращение ротора турбины.

Есть еще один тип турбины, в которой пар расширяется на протяжении всего процесса. Здесь расширение пара происходит, когда он проходит через лопатки турбины. Во время расширения энтальпия пара преобразуется в кинетическую энергию, и ротор турбины вращается с пропеллерным действием.

Этот тип турбины называется реактивной турбиной. В таких турбинах есть два набора лопаток. Один набор - это неподвижные лопатки, прикрепленные к неподвижным частям турбины, а другой набор - это движущиеся лопатки, прикрепленные к ротору турбины. Расширение пара происходит в пространстве, образованном неподвижными и движущимися лопатками.

Обычно практическая турбина имеет два важных компонента: сопла и лопатки. Сопло - это устройство, установленное на входе пара в турбину. Высокотемпературный, высокодавленный пар с незначительной кинетической энергией расширяется, теряет давление и, таким образом, получает достаточную кинетическую энергию для выполнения механической работы с помощью сопел.

Лопатки турбины также называются отклонителями. Это потому, что динамический пар отклоняется, когда он ударяет по лопаткам. Механическая энергия расширяющегося пара извлекается на лопатках турбины.

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.