Turbiny





'); //-->







 



Ważne strony


Energetyka.net
Cire.pl
 

 



Pytanie



Chcesz zadać pytanie autorowi strony?



Napisz na adres:

[e-mail]




Co to jest
turbina?
Turbina parowa jest silnikiem
cieplnym wirnikowym. W niej przetwarza siÄ™ energia "cieplna" pary wodnej,
która dopływa do turbiny z kotła na pracę mechaniczną.
W turbinie zachodzi
podwójna przemiana energii:
- przez rozprężanie pary następuje
zamiana energii "cieplnej" pary na energiÄ™ kinetycznÄ… strumienia pary
(zachodzi to głównie w nieruchomych kanałach międzyłopatkowych).
- w kanałach międzyłopatkowych
wirnika zachodzi z kolei przetwarzanie tej energii kinetycznej na pracÄ™
mechanicznÄ….
Układ łopatkowy turbiny jest złożony z nieruchomych wieńców łopatkowych
(kierownice i kadłub) oraz wieńców wirujących (wirnik).
Po co jest turbina?
Zasadniczym zadaniem turbin parowych jest napęd prądnic elektrycznych
(generatorów).
Jaki jest podział turbin?
Ze względu na zasadę działania:
- akcyjne
- reakcyjne

Ze względu na kierunek przepływu pary:
- osiowe
- promieniowe

Ze względu na stan czynnika termodynamicznego:
- na parę przegrzaną z ciśnieniem podkrytycznym
- na parę przegrzaną z ciśnieniem nadkrytycznym
- na parÄ™ nasyconÄ… (stosowane w elektrowniach jÄ…drowych)
Wyjaśnienie:

Obecny poziom sprawności wytwarzania w
konwencjonalnych blokach (35-38%) ograniczony jest generalnie przez podkrytyczne
parametry pary świeżej i pojedynczy przegrzew pary wtórnej, przy temperaturach
przegrzewu 540/540°C, ale energetyka Å›wiatowa dostarcza licznych przykÅ‚adów
jednostek eksperymentalnych na wysokie parametry z zastosowaniem stali
austenicznych (np. zainstalowane w latach 50-tych: w USA Elektrownia Eddystone
649°C/316 bar z podwójnym przegrzewem miÄ™dzystopniowym, czy w Niemczech
Elektrownia Huels 620°C/323 bar).
Kilkudziesięcioletnie prace eksperymentalne w dziedzinie żarowytrzymałych stali
stopowych doprowadziły do opracowania nowej generacji stali ferrytyczno -
martenzytycznych typu P91, HCM12 i NF616, wolnych od podstawowej wady -
niedostatecznej żywotności stali austenicznych.
Wykonanie z powyższych stali: przegrzewaczy pierwotnych i wtórnych, rurociągów
pary świeżej oraz wysokoprężnych korpusów turbin, umożliwia podwyższenie
projektowych parametrów bloków do ok. 270 bar i 580/600°C, przynoszÄ…c zysk na
sprawności ogólnej obiegu cieplnego w wysokości około 3,5 punktu procentowego.
Wyższy koszt tych elementów kompensowany jest w znacznej mierze oszczędnościami
na paliwie.
Podobna kompensacja ma miejsce w przypadku innych środków usprawniających, jak
np.: zmiany ułopatkowania turbin, optymalizacja układu kondensacji przez
powiększenie chłodni kominowych, obniżenie temperatury spalin wylotowych z kotła
itp.
Osiągalne obecnie sprawności, będące wynikiem łącznego stosowania ww. środków
technicznych kształtują się na poziomie 43-49% (wartość niższa dotyczy bloków na
węgiel brunatny).
Prace studialne wskazują także - w odniesieniu do elektrowni na węgiel kamienny
- na możliwość zaprojektowania bloków na parametry ultra - nadkrytyczne z
podwójnym przegrzewem miÄ™dzystopniowym, tj.: 350 bar, 700°C/720°C/720°C, pod
warunkiem zastosowania żarowytrzymałych stali stopowych na bazie niklu (np.:
Inconel 617).


Ze względu na liczbę:
- kadłubów (korpusów): wysokoprężne, średnioprężne, niskoprężne
- wylotów pary i wałów

Ze względu na specyfikę konstrukcji:
- komorowe, bębnowe lub ich kombinacje, tzn.: wirnik turbiny może być
tarczowy - turbina komorowa, bębnowy - turbina bębnowa lub może być ich
kombinacją - jedna część wirnika jest wykonana jako tarczowa, a druga jako
bębnowa

Ze względu na sposób realizacji obiegu cieplnego:
- kondensacyjne
- przeciwprężne
- upustowo-kondensacyjne
- upustowo-przeciwprężne
- kondensacyjno-ciepłownicze
- upustowo-ciepłownicze

Ze względu na ilość stopni:
- jednostopniowe
- wielostopniowe

Ze względu na liczbę wałów:
- jednowałowe
- dwuwałowe
każdy z wałów napędza oddzielny odbiornik

Ze względu na
prędkość kątową:
- turbiny normalnoobrotowe (50 Hz lub 60 Hz)
- turbiny o połówkowej liczbie obrotów (25 Hz lub 30 Hz)
- turbiny szybkoobrotowe z przekładniami zębatymi

Ze względu na rodzaj odbiornika:
- do napędu generatorów elektrycznych
- do napędu maszyn roboczych (pomp, sprężarek itp.)
- do napędu środków transportu (statki i inne)

Ze względu na
strukturę rozpływu pary (z podziałem tym łączy się
inna klasyfikacja dotycząca ilości i rodzajów kadłubów, ilości wylotu do
skraplacza)

Ze względu na parametry pary świeżej:
- na ciśnienie podkrytyczne i nadkrytyczne
- na parę nasyconą (siłownie jądrowe z wodnymi reaktorami wrzącymi i
ciśnieniowymi)
- w układach z jednokrotnym i wielokrotnym przegrzewem pary

Ze względu na funkcję w systemie elektroenergetycznym:
- turbiny bloków podstawowych
- turbiny do pokrywania obciążeń podszczytowych i szczytowych.

Ze względu na udział w pokrywaniu obciążeń
dobowych w systemie elektroenergetycznym; turbiny takie dzielÄ… siÄ™ na:
turbiny do obciążeń:
- podstawowych
- podszczytowych
- szczytowych - do szybkich uruchomień

Turbiny kondensacyjne -
budowane sÄ… w celu uzyskania maksymalnej mocy mechanicznej
(elektrycznej) z energii cieplnej zawartej w parze. Turbiny te sÄ…
wyposażone w nieregulowane upusty pary (zwykle od 3 do 8 upustów),
służące do wielostopniowego podgrzewania wody zasilającej. Upust tworzy
szczelina na całym obwodzie wraz z komorą pierścieniową znajdująca się
za wybranym wieńcem wirnikowym, po którym utworzony jest wieniec stojanowy następnego stopnia turbiny odpowiednio przesunięty.

Turbiny przeciwprężne -
wytwarzają moc mechaniczną bilansującą się z każdorazowym
zapotrzebowaniem pary przeciwprężnej do celów technologicznych i
grzewczych. Często współpracują one ze stacjami
redukcyjno-schładzającymi. Turbiny przeciwprężne są proste w konstrukcji
i w przypadku małych mocy wykonywane są jako wysokoobrotowe.

Turbiny upustowo-kondensacyjne
- pozwalają odbierać z upustów znacznych strumieni pary do celów
grzewczych i technologicznych, przy określonych regulowanych ciśnieniach
pary. Turbina ta wyposażona jest także w upusty nieregulowane do
zasilania regeneracyjnych podgrzewaczy wody lub zasilania odbiorców
ciepła nie wymagających regulowanych parametrów pary.

Turbiny upustowo-przeciwprężne
- są wyposażone w upusty lub upust pary, do zasilania odbiorców
technologicznych, a pozostała część pary jest oddawana do celów
grzewczych (para przeciwprężna).


Jaka
jest różnica między turbiną akcyjną a reakcyjną?
W turbinach rozróżnia się akcyjne i reakcyjne stopnie, które różnią

siÄ™
przede wszystkim profilami kanałów międzyłopatkowych wieńców wirnika.
Patrząc na poniższy rysunek widać, że w stopniu akcyjnym (kolumna a)
kanały mają stałe przekroje, czyli są symetryczne, więc nie zachodzi w
nich rozprężanie pary. KÄ…ty β1 i β2 sÄ… wyznaczone
poprzez styczne do przekroju łopatki w miejscu wpływu i wypływu pary. Kąty
β1 i β2 sÄ… sobie prawie równe. W stopniu reakcyjnym
przekroje tych kanałów zmniejszają się wraz z kierunkiem przepływu pary,
gdzie nastÄ™puje rozprężanie pary. Tutaj widać, że kÄ…t wylotowy β2
jest znacznie mniejszy od wlotowego β1(kolumna b).


Źródło: D.
Laudyn, M. Pawlik, F. Strzelczyk - "Elektrownie" - WNT 2000


Najlepszym przykładem
konstrukcji turbiny reakcyjnej jest turbina
18K360:



 
Źródło: Katalog firmy ZAMECH - Elbląg

Turbiny takie pracujÄ… aktualnie w
Elektrowni Bełchatów i
Elektrowni Opole.

C.D.N.


Aktualności


12-12-2002 - dodałem przykładowy schemat konstrukcji
turbiny reakcyjnej
01-12-2002 - rozbudowałem podział turbin na nowe kategorie
25-11-2002 - zaczynam coś tworzyć, wykorzystując do
tego celu teksty i rysunki wcześniej zeskanowane z książek.





Zobacz to

O kotle:
       -KocioÅ‚
O turbinie:
       -Turbina
Automatyzacja elektrowni:
       -WykÅ‚ady
SÅ‚ownik:
       -PojÄ™cia


Galeria:

      
-Zdjęcia
Strona główna
       -PoczÄ…tek