Turbine hơi nước

Turbine hơi nước là loại động cơ chính được ưa chuộng trong các nhà máy phát điện hơi nước. Công suất của turbine hơi nước có thể từ 5 megawatt đến 2000 megawatt.

Các ưu điểm của turbine hơi nước so với động cơ diesel như sau.

1. Kích thước của turbine hơi nước nhỏ hơn nhiều so với động cơ diesel tương đương. Kích thước của một turbine hơi nước 30 megawatt tương đương với kích thước của một động cơ diesel 5 megawatt.

2. Về cấu tạo, turbine hơi nước đơn giản hơn nhiều so với động cơ diesel. Trục rotor, cánh quạt và van điều khiển hơi là ba thành phần thiết yếu của turbine hơi nước.

3. Turbine hơi nước chịu ít rung động hơn so với động cơ diesel nếu các bộ phận xoay của hệ thống được lắp đặt và căn chỉnh đúng cách.

4. Tốc độ của turbine hơi nước có thể cao hơn nhiều so với động cơ diesel. Tốc độ tiêu chuẩn của turbine hơi nước sử dụng trong trạm phát điện điện là 3600 vòng/phút ở Mỹ và 3000 vòng/phút ở Anh, trong khi tốc độ tiêu chuẩn cao nhất của động cơ diesel dùng cho mục đích tương tự là 200 vòng/phút.

5. Điều khiển turbine hơi nước đơn giản hơn nhiều so với động cơ diesel. Một van điều khiển được sử dụng cho mục đích này. Van này được lắp đặt trên đường ống vào của hơi. Van điều khiển này kiểm soát dòng chảy của hơi vào turbine. Có một van chặn được lắp đặt trước van điều khiển. Chức năng của van chặn là chặn toàn bộ dòng chảy của hơi vào turbine trong trường hợp có bất thường. Van chặn là van khẩn cấp.

Hơi nước vào turbine ở áp suất và nhiệt độ cao. Sau khi thực hiện công việc cần thiết để làm quay rotor, hơi nước thải ra ở áp suất và nhiệt độ thấp hơn nhiều. Hơi nước có thể vào turbine ở áp suất và nhiệt độ là 1800 Pa và 1000oF tương ứng, và áp suất và nhiệt độ của hơi nước thải ra có thể là 1 Pa và 100oF tương ứng.

Nguyên lý hoạt động của turbine hơi nước

Trong động cơ hơi nước đập, hơi nước dưới áp suất tác động lên piston gây ra chuyển động cơ học của piston. Lý tưởng nhất, không có tác động động lực của hơi nước được sử dụng trong hệ thống đập. Nhưng trong trường hợp của turbine hơi nước, tác động động lực của hơi nước được mở rộng đột ngột chủ yếu được sử dụng để thực hiện công việc cơ học.

Trong turbine hơi nước, hơi nước trong các lỗ phun được mở rộng và do đó nó nhận được năng lượng động và mất áp suất. Hơi nước nhận được năng lượng động trong quá trình mở rộng từ nội năng của nó. Các cánh quạt của turbine cản trở quán tính của hơi nước và do đó ép hơi nước thay đổi hướng chảy. Nói cách khác, quán tính của hơi nước gây ra một lực lên các cánh quạt turbine. Chúng ta có thể nói rằng quán tính của hơi nước đang mở rộng là lực đẩy của turbine hơi nước.

Quá trình mở rộng của hơi nước và thay đổi hướng quán tính có thể xảy ra một lần trong một giai đoạn hoặc nhiều lần trong các giai đoạn khác nhau tùy thuộc vào loại turbine.

Khi chỉ có một lần mở rộng hơi nước trong turbine và áp suất của hơi nước giữ nguyên suốt quá trình sau khi được mở rộng qua các lỗ phun, turbine được gọi là turbine xung một giai đoạn. Trong turbine xung, hơi nước áp suất cao, nhiệt độ cao từ đầu lỗ phun được mở rộng và tạo thành tia hơi trực tiếp đánh vào các cánh quạt di chuyển, gây quay rotor turbine.

Có một loại turbine khác trong đó hơi nước được mở rộng suốt quá trình. Ở đây, quá trình mở rộng hơi nước diễn ra khi nó đi qua các cánh quạt turbine. Trong quá trình mở rộng, nội năng của hơi nước chuyển thành năng lượng động và do đó rotor turbine quay với tác động của cánh quạt.

Loại turbine này được gọi là turbine phản lực. Trong loại turbine này, có hai bộ cánh quạt. Một bộ là cánh quạt cố định gắn vào các bộ phận tĩnh của turbine và bộ còn lại là cánh quạt di chuyển gắn vào rotor của turbine. Quá trình mở rộng hơi nước diễn ra trong khoảng không gian giữa các cánh quạt cố định và di chuyển.

Thông thường, một turbine thực tế có hai thành phần quan trọng là lỗ phun và cánh quạt. Lỗ phun là thiết bị được lắp đặt tại lối vào hơi của turbine. Hơi nước nhiệt độ cao, áp suất cao với năng lượng động gần như không có được mở rộng, mất áp suất và do đó nhận được đủ năng lượng động để thực hiện công việc cơ học nhờ lỗ phun.

Các cánh quạt của turbine cũng được gọi là bộ phận chuyển hướng. Điều này là vì hơi nước động lực được chuyển hướng khi nó va vào các cánh quạt. Năng lượng cơ học của hơi nước đang mở rộng được lấy ra tại các cánh quạt turbine.

Lời tuyên bố: Tôn trọng nguyên bản, bài viết tốt xứng đáng được chia sẻ, nếu có vi phạm quyền riêng tu vui lòng liên hệ để xóa.