Opseg parne turbine bio je u razvoju u samom prvom stoljeću gdje je ovaj uređaj nalik igrački. Tada je izumljena praktična primjena parne turbine i to predstavlja osnovu za napredovanje ostalih vrsta parnih turbina. Modernu vrstu parne turbine uvela je 1884. godine osoba Charles Parsons, gdje konstrukcija uključuje dinamo. Kasnije je ovaj uređaj dobio važnost u svojoj operativnoj sposobnosti i ljudima usvojenim za primjenu u njihovim operacijama. Ovaj članak opisuje koncepte povezane s para turbina i njena funkcionalnost.
Što je parna turbina?
Definicija: Parna turbina spada u klasifikaciju mehaničkog stroja koji izolira toplinsku energiju iz prisilne pare i pretvara je u mehaničku energiju. Kako turbina proizvodi rotacijsko gibanje, najprikladnije je za rad električnih generatora. Sam naziv ukazuje na to da uređaj pokreće para, a kada vaporni tok teče preko lopatica turbine, tada se para hladi, a zatim širi, isporučujući tako gotovo energije da je i ovo je kontinuirani proces.
Parna turbina
Lopatice tako transformiraju potencijalnu energiju uređaja u energiju kinetičkog kretanja. Na taj se način upravlja parnom turbinom za opskrbu struja . Ovi uređaji koriste pojačani pritisak pare za rotaciju električnih generatora pri izuzetno većim brzinama pri kojima su brzine vrtnje maksimalne od vodenih turbina i vjetroturbina.
Na primjer: konvencionalna parna turbina ima brzinu vrtnje 1800-3600 okretaja u minuti gotovo 200 puta više okretaja od brzine vjetroagregata.
Princip rada parne turbine
Načelo rada ovog uređaja temelji se na dinamičnom kretanju pare. Povećano pritisak para koja izlazi iz mlaznica pogađa okretne lopatice koje su čvrsto postavljene na disk koji je postavljen na osovinu. Budući da zbog ove povećane brzine u pari razvija energetski pritisak na lopatice uređaja gdje se tada osovina i lopatice počinju okretati u sličnom smjeru. Općenito, parna turbina izolira energiju stabla, a zatim je pretvara u kinetičku energiju koja zatim teče kroz mlaznice.
Oprema u parnoj turbini
Dakle, vrši se transformacija kinetičke energije mehanički djelovanje na lopatice rotora i ovaj rotor ima vezu s generatorom parne turbine i on obavlja ulogu posrednika. Budući da je konstrukcija uređaja tako pojednostavljena, generira minimalnu buku u usporedbi s drugim vrstama rotirajućih uređaja.
U većini turbina brzina vrtnje lopatice linearna je brzini pare koja teče preko lopatice. Kada se para sama u jednoj fazi proširi od te snage kotla do iscrpljene sile, tada je brzina pare izuzetno povećana. Dok je glavna turbina koja se koristi u nuklearnim postrojenjima gdje je brzina širenja pare gotovo 6 MPa do 0,0008 MPa, brzina vrtnje 3000 okretaja po 50 Hz frekvencija i 1800 okretaja na frekvenciji 60 Hz.
Dakle, mnoga nuklearna postrojenja funkcioniraju kao HP-ov generator s jednom osovinom koji ima jednu višestepenu turbinu i tri paralelne LP turbine, uzbudnicu zajedno s glavnom generator .
Vrste parne turbine
Parne turbine klasificiraju se na temelju mnogih parametara i u tome postoji mnogo vrsta. Vrste o kojima će se raspravljati su sljedeće:
Na temelju Parnog pokreta
Na temelju kretanja pare klasificiraju se u različite vrste koje uključuju sljedeće.
Pogonska turbina
Ovdje para velike brzine koja istječe iz mlaznice udara u rotirajuće lopatice postavljene na rotor odjeljak periferije. Kao i zbog udaranja, lopatice mijenjaju smjer okretanja bez promjene vrijednosti tlaka. Pritisak uzrokovan zamahom razvija rotaciju vratila. Primjeri ove vrste su turbine Rateau i Curtis.
Reakcijska turbina
Ovdje će doći do ekspanzije pare i u pokretnim i u stalnim lopaticama kad potok teče preko njih. Bit će kontinuirani pad tlaka na tim lopaticama.
Kombinacija reakcijske i impulsne turbine
Na temelju kombinacije reakcijske i impulsne turbine, oni su razvrstani u različite tipove koji uključuju sljedeće.
- Na temelju stupnjeva tlaka
- Na temelju Parnog pokreta
Na temelju stupnjeva tlaka
Na temelju stupnjeva tlaka, oni se klasificiraju u različite vrste.
Jednofazni
Oni su implementirani za napajanje centrifugalni kompresori, oprema za puhanje i druge iste vrste alata.
Višefazna reakcijska i impulsna turbina
Oni se koriste u ekstremnim rasponima kapaciteta bilo minimalnih ili maksimalnih raspona.
Na temelju Parnog pokreta
Na temelju kretanja pare klasificiraju se u različite vrste.
Aksijalne turbine
U tim će uređajima protok pare biti u smjeru koji je paralelan osi rotora.
Radijalne turbine
U tim će uređajima protok pare biti u smjeru koji je okomit na os rotora, ili je jedna ili dvije manje faze tlaka izrađene u aksijalnom smjeru.
Na temelju upravljačke metodologije
Na temelju upravljačke metodologije klasificiraju se u različite vrste.
Upravljanje gasom
Ovdje svježa para dolazi preko jednog ili više istodobno funkcioniranih prigušnih ventila, a to se temelji na razvoju snage.
Upravljanje mlaznicom
Ovdje svježa para dolazi preko jednog ili više regulatora koji se uzastopno otvaraju.
By-pass upravljanje
Ovdje para pokreće i prvu i druge posredne faze turbine.
Na temelju postupka toplotnog pada
Na temelju postupka pada topline, oni se klasificiraju u različite vrste.
Kondenzacija turbine kroz generatore
Pri tome se u kondenzator dovodi sila pare koja je manja od tlaka okoline.
Ekstrakcije posredničke faze kondenzacije turbine
Pri tome je para izolirana iz posredničkih faza za komercijalne potrebe grijanje svrhe.
Turbine s povratnim tlakom
Ovdje se iscrpljena para koristi i za grijanje i za industrijsku primjenu.
Vrhunske turbine
Ovdje se iscrpljena para koristi za turbinsku kondenzaciju manje i srednje snage.
Na temelju uvjeta pare od ulaza do turbine
- Manje pritiska (1,2 ata do 2 ata)
- Srednji tlak (40 ata)
- Visoki tlak (> 40 ata)
- Vrlo visoki tlak (170 ata)
- Nadkritično (> 225 gore)
Na temelju industrijske primjene
- Fiksna brzina rotacije s nepokretnim turbinama
- Promjenjiva brzina vrtnje s nepokretnim turbinama
- Promjenjiva brzina vrtnje s nestacionarnim turbinama
Razlika između parne turbine i parnog stroja
Razlika između ove dvije navedene je u nastavku.
| Parna turbina | Parni stroj |
| Minimalni gubitak trenja | Najveći gubitak trenja |
| Dobra svojstva uravnoteženja | Loša svojstva uravnoteženja |
| Konstrukcija i održavanje su jednostavni | Konstrukcija i održavanje su složeni |
| Može biti dobro za brze uređaje | Radi samo za uređaje s minimalnom brzinom |
| Ujednačena proizvodnja električne energije | Neujednačena proizvodnja električne energije |
| Povećana učinkovitost | Manja učinkovitost |
| Prikladno za velike industrijske primjene | Prikladno za minimalne industrijske primjene |
Prednosti mane
The prednosti parne turbine jesu
- Uređenju parne turbine potreban je minimalan prostor
- Pojednostavljen rad i pouzdan sustav
- Zahtijeva manje operativne troškove i ima samo minimalne prostore
- Povišena učinkovitost na putovima pare
Mane parne turbine su
- Kao i zbog povećane brzine, povećat će se gubici trenja
- Ima minimalnu učinkovitost, što znači da udio oštrice u brzini pare nije optimalan
Primjene parne turbine
- Turbine s mješovitim tlakom
- Primijenjeno u inženjerskim domenama
- Alati za proizvodnju električne energije
Najčešća pitanja
1). Što je učinkovitost parne turbine?
Definiran je kao udio obavljenog rada na rotirajućim lopaticama u cjelokupnoj isporučenoj energiji, izračunat za kilogram pare.
2). Koja je turbina učinkovitija?
Najučinkovitije turbine su impulsne turbine.
3). Kako povećati učinkovitost parne turbine?
Učinkovitost se može povećati podgrijavanjem parne turbine, povratom zagrijavanja turbine i binarnim ciklusom pare.
4). Što je generator parne turbine ?
To je početni uređaj za pretvorbu snage u elektrani.
5). Kako para može okretati turbinu?
Zagrijavanjem vode do temperature koja se pretvara u paru.
Ovdje se radi o parnim turbinama. Dobra rotacijska ravnoteža i minimalan udarac čekića omogućuju upotrebu ovih uređaja u raznim industrijama. Pitanje koje se ovdje postavlja je znati o primjene parnih turbina .
