Что такое двигатель паровая турбина

Паровые турбины

Паровые турбины — принцип работы

Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.

Электрическая мощность паровых турбин зависит от перепада давления пара на входе и выходе установки. Мощность паровых турбин единичной установки достигает 1000 МВт.

В зависимости от характера теплового процесса паровые турбины подразделяются на три группы: конденсационные, теплофикационные и турбины специального назначения. По типу ступеней турбин они классифицируются как активные и реактивные.

Конденсационные паровые турбины

Конденсационные паровые турбины служат для превращения максимально возможной части теплоты пара в механическую работу. Они работают с выпуском (выхлопом) отработавшего пара в конденсатор, в котором поддерживается вакуум (отсюда возникло наименование). Конденсационные турбины бывают стационарными и транспортными.

Стационарные турбины изготавливаются на одном валу с генераторами переменного тока. Такие агрегаты называют турбогенераторами. Тепловые электростанции, на которых установлены конденсационные турбины, называются конденсационными электрическими станциями (КЭС). Основной конечный продукт таких электростанций — электроэнергия. Лишь небольшая часть тепловой энергии используется на собственные нужды электростанции и, иногда, для снабжения теплом близлежащего населённого пункта. Обычно это посёлок энергетиков. Доказано, что чем больше мощность турбогенератора, тем он экономичнее, и тем ниже стоимость 1 кВт установленной мощности. Поэтому на конденсационных электростанциях устанавливаются турбогенераторы повышенной мощности.

Частота вращения ротора стационарного турбогенератора связана с частотой электрического тока 50 Герц. То есть на двухполюсных генераторах 3000 оборотов в минуту, на четырёхполюсных соответственно 1500 оборотов в минуту. Частота электрического тока вырабатываемой энергии является одним из главных показателей качества отпускаемой электроэнергии. Современные технологии позволяют поддерживать частоту вращения с точностью до трёх оборотов. Резкое падение электрической частоты влечёт за собой отключение от сети и аварийный останов энергоблока, в котором наблюдается подобный сбой.

В зависимости от назначения паровые турбины электростанций могут быть базовыми, несущими постоянную основную нагрузку; пиковыми, кратковременно работающими для покрытия пиков нагрузки; турбинами собственных нужд, обеспечивающими потребность электростанции в электроэнергии. От базовых требуется высокая экономичность на нагрузках, близких к полной (около 80 %), от пиковых — возможность быстрого пуска и включения в работу, от турбин собственных нужд — особая надёжность в работе. Все паровые турбины для электростанций рассчитываются на 100 тыс. ч работы (до капитального ремонта).

Схема работы конденсационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) попадает на рабочие лопатки паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия пара превращается в механическую энергию вращения ротора турбины, который расположен на одном валу (4) с электрическим генератором (5). Отработанный пар из турбины направляется в конденсатор (6), в котором, охладившись до состояния воды путём теплообмена с циркуляционной водой (7) пруда-охладителя, градирни или водохранилища по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Большая часть полученной энергии используется для генерации электрического тока.

Теплофикационные паровые турбины

Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Но основной конечный продукт таких турбин — тепло. Тепловые электростанции, на которых установлены теплофикационные паровые турбины, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с противодавлением, с регулируемым отбором пара, а также с отбором и противодавлением.

У турбин с противодавлением весь отработавший пар используется для технологических целей (варка, сушка, отопление). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от потребности производства или отопительной системы в греющем паре и меняется вместе с ней. Поэтому турбоагрегат с противодавлением обычно работает параллельно с конденсационной турбиной или электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.

В турбинах с регулируемым отбором часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а остальной пар идёт в конденсатор. Давление отбираемого пара поддерживается в заданных пределах системой регулирования. Место отбора (ступень турбины) выбирают в зависимости от нужных параметров пара.

У турбин с отбором и противодавлением часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а весь отработавший пар направляется из выпускного патрубка в отопительную систему или к сетевым подогревателям.

Схема работы теплофикационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) направляется на рабочие лопатки цилиндра высокого давления (ЦВД) паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины, который соединен с валом (4) электрического генератора (5). В процессе расширения пара из цилиндров среднего давления производятся теплофикационные отборы, и из них пар направляется в подогреватели (6) сетевой воды (7). Отработанный пар из последней ступени попадает в конденсатор, где и происходит его конденсация, а затем по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Большая часть тепла, полученного в котле используется для подогрева сетевой воды.

Паровые турбины специального назначения

Паровые турбины специального назначения обычно работают на технологическом тепле металлургических, машиностроительных, и химических предприятий. К ним относятся турбины мятого (дросселированного) пара, турбины двух давлений и предвключённые (форшальт).

Турбины мятого пара используют отработавший пар поршневых машин, паровых молотов и прессов, имеющих давление немного выше атмосферного.
Турбины двух давлений работают как на свежем, так и на отработавшем паре паровых механизмов, подводимом в одну из промежуточных ступеней.
Предвключённые турбины представляют собой агрегаты с высоким начальным давлением и высоким противодавлением; весь отработавший пар этих турбин направляют в другие с более низким начальным давлением пара. Необходимость в предвключённых турбинах возникает при модернизации электростанций, связанной с установкой паровых котлов более высокого давления, на которое не рассчитаны ранее установленные на электростанции турбоагрегаты.
Также к турбинам специального назначения относятся и приводные турбины различных агрегатов, требующих высокой мощности привода. Например, питательные насосы мощных энергоблоков электростанций, нагнетатели и компрессоры газокомпрессорных станций и т. д.

Обычно стационарные паровые турбины имеют нерегулируемые отборы пара из ступеней давления для регенеративного подогрева питательной воды. Паровые турбины специального назначения не строят сериями, как конденсационные и теплофикационные, а в большинстве случаев изготовляют по отдельным заказам.

Кафедра турбин и двигателей

Кафедра «Турбины и двигатели» (ранее «Турбиностроение» — до 1990 года и «Паровые и газовые турбины» — до 1998 года) создана в 1962 году. Организатор и первый заведующий кафедрой – лауреат Государственной премии, профессор Бауман Николая Яковлевич, бывший зам. главного инженера ПО «Турбомоторный завод».

С 1979 по 1989 год кафедрой заведовал доцент, кандидат технических наук Похорилер Валентин Леонидович, перешедший на эту работу с должности главного специалиста Уралтехэнерго.

С 1989 года кафедрой заведует действительный член Академии инженерных наук Российской Федерации и Международной энергетической академии, доктор технических наук, профессор Бродов Юрий Миронович – выпускник кафедры 1967 года.

Читать еще: Автоматическая характеристика тягового двигателя

Первыми преподавателями кафедры, внесшими большой вклад в ее становление и развитие, были: доцент, кандидат технических наук Янченко Виктор Федорович; доцент, кандидат технических наук Успенский Евгений Николаевич; старший преподаватель Абрамов Вячеслав Михайлович; доцент, кандидат технических наук Радько Константин Иванович; доцент, кандидат технических наук Линецкий Виктор Николаевич; ассистент Ощепков Николай Александрович; ассистент Марковский Валентин Менделеевич.

Кафедра готовит специалистов по специальностям «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» и «Двигатели внутреннего сгорания» (с 1996 года). Основная направленность работы кафедры, несомненно, учебная. Кафедра является базовой в системе подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов по направлению «Энергетическое машиностроение» и по специальности «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» в Урало-Сибирском энергетическом регионе.
Возможны заочная и заочная ускоренная формы обучения с организацией системы обучения в различных регионах России для конкретных предприятий ТЭК.

За время своего существования кафедра подготовила свыше 4000 инженеров, которые работают по всей России, в ряде стран СНГ и дальнего зарубежья.

Коллектив кафедры высокопрофессионален, он состоит из 60 человек, в том числе 35 преподавателей.

Преподавательский состав кафедры (8 проф., д.т.н.; 20 доц., к.т.н.) включает в себя как штатных преподавателей, так и ведущих специалистов-производственников (совместителей), которые работают на предприятиях ТЭК и энергомашиностроения в качестве главных специалистов, главных технологов, начальников отделов и т.п.
В преподавательской деятельности на кафедре, в т.ч. в составе Государственных экзаменационных комиссий (ГЭК-ГАК), активное участие всегда принимали яркие личности, высококвалифицированные специалисты-производственники:
— Лауреат Ленинской и Государственных премий Д.П.Бузин;
— Лауреаты Ленинской премии – к.т.н. Е.Н.Бененсон, к.т.н. А.В.Рабинович, И.В.Лобанов;
— Лауреаты Государственной премии В.И.Водичев, В.И.Великович, И.И.Гольдберг;
— профессор, доктор техн. наук Г.Д.Баринберг;
— кандидаты технических наук Г.В.Проскуряков, Б.Е.Мурманский, В.А.Липчук, С.А.Корж, В.Б.Новоселов, А.Ю.Култышев, Ю.А.Русецкий;
— ИНЖЕНЕРЫ – В.В.Лошманов, Ю.А.Сахнин, Ю.П.Зырянов, Ю.А.Габов, А.Б.Карасик, М.П.Орфани, Н.Д.Тимошенко, Д.В.Солнцев, В.И.Наливайко.
Ведущими преподавателями кафедры, в т.ч. совместно с вышеназванными высококвалифицированными работниками промышленности, подготовлен и издан ряд монографий, учебных и справочных пособий по турбинам, турбинному оборудованию и двигателям внутреннего сгорания. Большинство этих изданий используются во всех вузах России, а также на курсах переподготовки и повышения квалификации специалистов в области энергетики, энергомашиностроения и транспорта газа.
Учебно-лабораторная база кафедры включает в себя ряд уникальных лабораторий, в том числе полномасштабный тренажер цеха компрессорной газоперекачивающей станции, лабораторию динамики и прочности, классы персональных компьютеров. На действующем оборудовании проводятся, например, испытания паровой турбины в условиях эксплуатации. Все учебные и лабораторные занятия полностью обеспечены необходимой учебно-методической литературой и пособиями.

Производственной базой кафедры являются практически все ведущие предприятия Урало-Сибирского энергетического (и энергомашино-строительного) региона: ЗАО «Уральский турбинный завод», ООО «Уральский дизель-моторный завод», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», ООО «Газпром трансгаз Югорск», ООО «Газпром трансгаз Ухта», ООО «Газпром трансгаз Надым», ОАО «Теплоэнергосервис», ОГК-1, ОГК-2, ОГК-4, ТГК-9, ОГК-5 (Енел) и другие.
В течение учебного года, а также во время прохождения студентами производственной практики, часть учебных занятий проводятся высококвалифицированными специалистами-производственниками в специализированных учебных центрах вышеназванных предприятий.
Научно-исследовательская работа преподавателей и сотрудников кафедры направлена на разработку и исследование методов совершенствования турбин, турбинного оборудования и двигателей внутреннего сгорания (ДВС); это является непременным условием высокой эрудиции и квалификаций современного преподавателя вуза.

Основные научные направления работ кафедры:
— повышение маневренности паровых турбин;
— повышение динамической надежности турбоагрегатов;
— повышение экономичности и надежности ГТУ и ГПА;
— совершенствование теплообменного оборудования турбоустановок;
— совершенствование технологии изготовления и монтажа паровых турбин;
— разработка новых информационных технологий для проектирования и эксплуатации оборудования ТЭС;
— разработка автоматизированных обучающих систем по эксплуатации газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов;
— совершенствование двигателей внутреннего сгорания и их систем.

По большинству научных направлений ведутся сквозные разработки от теоретических моделей и стендовых исследований до реального внедрения результатов на турбинных заводах, предприятиях, производящих турбинное оборудование и ДВС, а также на ТЭС, АЭС и КС. В научной работе активное участие принимают студенты кафедры.
Ряд преподавателей и сотрудников кафедры за свои научные разработки в областях энергомашиностроения и энергетики награждены Государственными и региональными наградами, в том числе: премией Правительства РФ (проф., д.т.н. Урьев Е.В.), премией Черепановых (профессора, д.т.н. Бродов Ю.М., Аронсон К.Э., Плотников П.Н., Рябчиков А.Ю.; доцент, к.т.н. Брезгин В.И.). Ряд научно-технических разработок коллектива кафедры отмечен золотыми медалями на авторитетных выставках в области энергомашиностроения и энергетики, в т.ч. на выставках «Энергопромэкспо» (2008, 2009, 2010, 2011 гг.).
Результаты разработок кафедры реализованы и используются более чем на 45 предприятиях энергомашиностроения и топливно-энергетического комплекса России, на предприятиях СНГ, в КНР и Монгольской республике.

По результатам научных исследований сотрудниками кафедры получено свыше 100 патентов и авторских свидетельств на изобретения и опубликовано свыше 600 научных статей и докладов.

На базе кафедры подготовлено и защищено 42 кандидатских и 6 докторских диссертаций.
Сотрудники кафедры поддерживают творческие контакты с учебными заведениями и учеными ряда зарубежных стран: Чехии, Словакии, КНР, Монголии, Израиля, Англии, Германии и других.
Выпускники кафедры работают: конструкторами, технологами, исследователями на предприятиях турбо- и двигателестроения; инженерами по эксплуатации и ремонту турбин и двигателей; инженерами-исследователями и научными сотрудниками в научных, исследовательских и проектных организациях; менеджерами и аналитиками рынка в подразделениях маркетинга и продвижения продукции на рынок.
Многие из выпускников кафедры стали высококвалифицированными специалистами и руководителями крупных предприятий и объединений в России. Большинство из них участвуют в учебной и методической работе кафедры, оказывая ей тем самым большую помощь.

«География» стран, где живут и работают выпускники кафедры, весьма обширна; из того, что известно – это:
— США;
— Германия;
— Израиль;
— Монголия;
— Австралия;
— Литва;
— Латвия;
— Украина;
— Казахстан;
— Венгрия;
— Чехия;
-Таджикистан;
— Белоруссия, а далее – смотри карту МИРА!

На базе кафедры функционирует Институт переподготовки и повышения квалификации инженерно-технических работников предприятий ТЭК и энергомашиностроения Урало-Сибирского энергетического региона.
Перспективы развития кафедры – открытие новых специализаций, расширение и совершенствование учебно-лабораторной базы, подготовка новых методических материалов и научных изданий.
Фундаментальные знания, умение учиться, высокие современные профессионализм и коммуникабельность, приобретенные на кафедре, позволяют выпускникам кафедры успешно реализовывать себя и во многих других, кроме техники, видах деятельности – от коммерции до политики.

СТИЛЬ РАБОТЫ КАФЕДРЫ – ДИНАМИЗМ И ТРАДИЦИИ!
В жизнедеятельности кафедры «море» проблем, «океан» трудностей, но в будущее коллектив смотрит ОПТИМИСТИЧНО, тем более, что все выпускники и сотрудники кафедры убеждены, что кафедра «Турбины и двигатели» УралЭНИН УрФУ – ЛУЧШАЯ КАФЕДРА В МИРЕ.

Паровая турбина

Паровая турбина — вид двигателя, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу.
Паровая турбина состоит из двух основных частей — ротор с лопатками (подвижная часть турбины) и статор с соплами (неподвижная часть).

Читать еще: Nissan гуляют обороты двигателя

В паровой турбине потенциальная энергия сжатого или нагретого пара (обычно водяного) преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую через вращение вала турбины — пар, вырабатываемей паровым котельным аппаратом, поступает (через специальные направляющие) на лопатки турбины, закрепленные по окружности ротора, и приводит к его вращению.

Турбины бывают:

Конденсационные – предназначены для преобразования максимально возможной части тепла пара в механическую энергию. Бывают стационарными и транспортными.
Теплофикационные — предназначены для получения электрической и тепловой энергии.
Специального назначения — работают на уходящем тепле от предприятий различного вида (пар, выхлопы и т.д.).

Паровые турбины, как и поршневые двигатели, используются в качестве приводов для различных устройств:

Стационарные паровые турбины обычно используют как привода турбогенераторов – устанавливаются на одном валу с генераторами. В качестве конечного продукта системы рассматривается, главным образом, электроэнергия. Тепловая энергия используется лишь в небольшой части. Паровые турбины для электростанций имеют назначенный ресурс в 270 тыс. ч. с капитальным ремонтом в период около 4 лет.
Теплофикационные паровые турбины предназначены для одновременного получения как электрической, так и тепловой энергии (по аналогии с когенерационными электростанциями, базирующимися на газопоршневых двигателях). Такие системы называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от фактической нагрузки производства или его потребности в паре. Поэтому ТЭЦ обычно работает параллельно с электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.
Транспортные паровые турбины применяются как главные и дополнительные двигатели на кораблях и судах. В отличие от большинства стационарных турбин, транспортные паровые турбины работают с переменной частотой вращения, зависящей от требуемой скорости судна.

Основные отличия турбины от поршневого двигателя.

Паровые турбины и поршневые двигатели имеют ряд существенных отличий, связанных с конструкционными особенностями. Эти отличия существенно влияют на выбор того или иного принципа работы приводного двигателя в разных системах:

Электрический КПД в электростанциях. Наивысший электрический КПД – до 34% у турбины и 42% и более у газопоршневого двигателя – достигается при работе со 100%-ной нагрузкой. При снижении нагрузки до 50 % электрический КПД газовой турбины снижается почти в 2 раза (50%). Для газопоршневого двигателя такое же изменение режима нагрузки приведет к снижению КПД всего на 4-5%.
Номинальный выход мощности, и поршневого двигателя, и турбины зависит от высоты площадки над уровнем моря и температуры окружающего воздуха. При повышении температуры от –30 °С до +30 °С электрический КПД у турбины снижается на 15–20 %. В отличие от турбины, поршневой двигатель практически не меняет электрический КПД в данном интервале температур.
Количество пусков: турбину, из-за резких изменений термических напряжений, возникающих в наиболее ответственных узлах и деталях горячего тракта при пусках агрегата из холодного состояния, предпочтительнее использовать для покрытия базовой нагрузки, не предусматривающей остановы и пуски, так как каждый пуск ведет к снижению назначенного ресурса.
Поршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не отражается на его моторесурсе. Поэтому поршневой двигатель лучше приспособлен для покрытия пиковых нагрузок.
Ресурс до капитального ремонта у турбины — порядка 30 000 рабочих часов (около 4 лет), у поршневого двигателя этот показатель равен 60 000 рабочих часов (около 8 лет).
Стоимость капитального ремонта турбины с учётом затрат на запчасти и материалы несколько выше, чем ремонт поршневой установки — он требует значительно меньше финансовых и людских ресурсов.
Капитальный ремонт может проводиться только на специально подготовленном стенде (обычно – на заводе производителе), в отличие от газопоршневого двигателя, который может ремонтироваться на месте.
Эксплуатационные затраты на ТЭЦ с поршневыми машинами ниже, чем на ТЭЦ с турбинами. Резкие скачки на графике ГТД — капитальные ремонты двигателя. У эксплуатационных затрат ГПД таких скачков нет.
Строительство ТЭЦ на базе поршневых двигателей электрической мощностью до 15 МВт, как правило, ниже чем на базе турбин. Это связано с более сложной монтажной и технологической частью, требующей применение пара.

Паровая турбина

Парова́я турби́на (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение) — тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.

Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и, воздействуя на них, приводит ротор во вращение.

Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ). Отдельные типы паровых турбин также предназначены для обеспечения потребителей тепла тепловой энергией.

Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.

Содержание

Основные конструкции паровых турбин

Паровая турбина состоит из двух основных частей. Ротор с лопатками — подвижная часть турбины. Статор с соплами — неподвижная часть.

По направлению движения потока пара различают аксиальные паровые турбины, у которых поток пара движется вдоль оси турбины, и радиальные, направление потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены параллельно оси вращения. В России и странах СНГ используются только аксиальные паровые турбины. [источник не указан 441 день]

По числу цилиндров турбины подразделяют на одноцилиндровые и двух—трёх-, четырёх-пятицилиндровые. Многоцилиндровая турбина позволяет использовать бо́льшие располагаемые тепловые перепады энтальпии, разместив большое число ступеней давления, применить высококачественные материалы в частях высокого давления и раздвоение потока пара в частях среднего и низкого давления. Такая турбина получается более дорогой, тяжёлой и сложной. Поэтому многокорпусные турбины используются в мощных паротурбинных установках.

По числу валов различают одновальные, двувальные, реже трёхвальные, связанных общностью теплового процесса или общей зубчатой передачей (редуктором). Расположение валов может быть как коаксиальным, так и параллельным с независимым расположением осей валов.

Неподвижную часть — корпус (статор) — выполняют разъёмной в горизонтальной плоскости для возможности выемки или монтажа ротора. В корпусе имеются выточки для установки диафрагм, разъём которых совпадает с плоскостью разъёма корпуса турбины. По периферии диафрагм размещены сопловые каналы (решётки), образованные криволинейными лопатками, залитыми в тело диафрагм или приваренными к нему.

В местах прохода вала сквозь стенки корпуса установлены концевые уплотнения для предупреждения утечек пара наружу (со стороны высокого давления) и засасывания воздуха в корпус (со стороны низкого). Уплотнения устанавливают в местах прохода ротора сквозь диафрагмы во избежание перетечек пара из ступени в ступень в обход сопел.

На переднем конце вала устанавливается предельный регулятор (регулятор безопасности), автоматически останавливающий турбину при увеличении частоты вращения на 10—12 % сверх номинальной.

Процесс расширения пара в паровой турбине

P1 h1 s1 — давление, энтальпия и энтропия пара на входе в турбину;

Читать еще: Асинхронный двигатель 4 провода схема подключения

P2 h2 s2 — давление, энтальпия и энтропия отработанного пара на выходе из турбины;

1 — расширение пара в турбине;

3 — вода в состоянии насыщения (кипения);

4 — изотерма начальной температуры;

5 — изотерма конечной температуры;

6 — изобара начального давления;

7 — изобара конечного давления;

8 — критическая точка

(в критической точке происходит превращение всего объёма воды в пар (исчезает различие между жидкой и газообразной фазами воды).);

9 — кривая постоянной влажности пара.

Классификация паровых турбин

В зависимости от характера теплового процесса паровые турбины подразделяются на 3 основные группы:

конденсационные — без регулируемых (с поддержанием давления) отборов пара;
теплофикационные — с регулируемыми отборами;
турбины специального назначения.

Конденсационные паровые турбины

Частота вращения ротора стационарного турбогенератора пропорциональна частоте электрического тока 50 Герц (синхронная машина). То есть на двухполюсных генераторах 3000 оборотов в минуту, на четырёхполюсных соответственно 1500 оборотов в минуту. Частота электрического тока является одним из главных показателей качества отпускаемой электрической энергии. Современные технологии позволяют поддерживать частоту сети с точностью до 0,2 % (ГОСТ 13109-97). Резкое падение электрической частоты влечёт за собой отключение от сети и аварийную остановку энергоблока, в котором наблюдается подобный сбой.

Транспортные паровые турбины используются в качестве главных и вспомогательных двигателей на кораблях и судах. Неоднократно делались попытки применить паровые турбины на локомотивах, однако паротурбовозы распространения не получили. Для соединения быстроходных турбин с гребными винтами, требующими небольшой (от 100 до 500 об/мин) частоты вращения, применяют зубчатые редукторы. В отличие от стационарных турбин (кроме турбовоздуходувок), судовые работают с переменной частотой вращения, определяемой необходимой скоростью хода судна.

Схема работы конденсационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) попадает на рабочие лопатки паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия пара превращается в механическую энергию вращения ротора турбины, который расположен на одном валу (4) с электрическим генератором (5). Отработанный пар из турбины направляется в конденсатор (6), в котором, охладившись до состояния воды путём теплообмена с циркуляционной водой (7) пруда-охладителя, градирни или водохранилища по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Бо́льшая часть полученной энергии используется для генерации электрического тока.

Теплофикационные паровые турбины

Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Тепловые электростанции, на которых установлены теплофикационные паровые турбины, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с:

противодавлением;
регулируемым отбором пара;
отбором и противодавлением.

У турбин с противодавлением весь отработанный пар используется для технологических целей (варка, сушка, отопление). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от потребности производства или отопительной системы в греющем паре и меняется вместе с ней. Поэтому турбоагрегат с противодавлением обычно работает параллельно с конденсационной турбиной или электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.

Схема работы теплофикационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) направляется на рабочие лопатки цилиндра высокого давления (ЦВД) паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины, который соединен с валом (4) электрического генератора (5). В процессе расширения пара из цилиндров среднего давления производятся теплофикационные отборы и из них пар направляется в подогреватели (6) сетевой воды (7). Отработанный пар из последней ступени попадает в конденсатор, где и происходит его конденсация, а затем по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Бо́льшая часть тепла, полученного в котле используется для подогрева сетевой воды.

Паровые турбины специального назначения

Паровые турбины специального назначения обычно работают на отбросном тепле металлургических, машиностроительных, и химических предприятий. К ним относятся турбины мятого (дросселированного) пара, турбины двух давлений и предвключённые (форшальт).

Турбины мятого пара используют отработавший пар поршневых машин, паровых молотов и прессов, имеющих давление немного выше атмосферного.

Турбины двух давлений работают как на свежем, так и на отработавшем паре паровых механизмов, подводимом в одну из промежуточных ступеней.

Предвключённые турбины представляют собой агрегаты с высоким начальным давлением и высоким противодавлением; весь отработавший пар этих турбин направляют в другие с более низким начальным давлением пара. Необходимость в предвключённых турбинах возникает при модернизации электростанций, связанной установкой паровых котлов более высокого давления, на которое не рассчитаны ранее установленные на электростанции турбоагрегаты.

Также к турбинам специального назначения относятся и приводные турбины различных агрегатов, требующих высокой мощности привода. Например питательные насосы мощных энергоблоков электростанций, нагнетатели и компрессоры газокомпрессорных станций и т. д.

Часто стационарные паровые турбины имеют регулируемые или нерегулируемые пиковые отборы пара из ступеней давления для регенеративного подогрева питательной|сетевой пиковой воды.

Паровые турбины специального назначения не строят сериями, как конденсационные и теплофикационные, а в большинстве случаев изготовляют по отдельным заказам.

голоса

Рейтинг статьи