Turbina parowa jest to silnik (maszyna cieplna) wykorzystujący energię cieplną pary wodnej, wytworzonej zwykle w kotle parowym lub wytwornicy pary, do wytworzenia energii mechanicznej, odprowadzanej wałem do innej maszyny, np. generatora elektrycznego.
Przepływ pary przez kolejne rzędy łopatek turbiny wiąże się ze spadkiem entalpii pary. Entalpia zamieniana jest na inną formę energii a mianowicie mechaniczną – odprowadzoną na wał: turbina==generator gdzie następuje przemiana energii mechanicznej w elektryczną.
Na wirniku turbiny są zabudowane łopatki zwieńczone tzw. bandażem, w energetyce zawodowej wirnik turbiny posiada wiele rzędów łopatek – zwiększa to rozmiar turbiny i powoduje to, że konieczny staje się podział turbiny na kilka części połączonych ze sobą sprzęgłami. Wyróżnia się następujące części: wysokoprężna (WP), średnioprężna (SP) oraz niskoprężna (NP). W części niskoprężnej spadek entalpii w turbinie jest największy – czyli w tej części jest wykonywana największa praca pracy. Pomiędzy rzędami łopatek w turbinie znajdują się nieruchome elementy przymocowane do korpusu turbiny tzw. kierownicami.
Para po „przejściu” przez wszystkie stopnie turbiny z części niskoprężnej odprowadzana jest do skraplacza w którym utrzymuje się warunki próżniowe i następuje jej całkowite skroplenie, kondensat ze skraplacza kierowany jest z powrotem do zbiorników zasilających a i obieg zamykamy poprzez powtórne wytworzenie pary z kotła (ale dziś nie o tym).
Skraplacz jest to zbiornik w którym panuje próżnia, a przez jego wężownice przepływa woda chłodząca, która umożliwia skroplenie się pary w skraplaczu. Ważne jest utrzymywanie w skraplaczu wysokiej próżni która jest ściśle związana z pracą jaką wykonuje para przepływając przez turbinę – co rzutuje na sprawność całego turbozespołu. Ciepło odebrane przez wodę chłodzącą jest kierowane na chłodnie kominowe/wentylatorowe/zalewy i niestety jest tracone do otoczenia. Próżnia oczywiście ściśle zależy od temperatury wody chłodzącej i jest wytwazrana w skraplaczu za pomocą smoczków parowych/pomp próżniowych.
Turbiny parowe dzieli się ze względu na wykorzystywanie pary odlotowej z turbiny i rozróżnia się:
-turbiny kondensacyjne,
-tutbiny upustowo-kondensacyjne,
-turbiny przeciwprężne.
W turbinie kondensacyjnej całe ciepło które jest w parze odlotowej jest tracone do otoczenia przez chłodnie kominowe, natomiast w turbinie upustowo-kondensacyjnej część pary o niższych parametrach niż para dolotowa jest używana do różnych celów (technologicznych, ogrzewania, etc.
Wyjątkiem jest turbina przeciwprężna która nie posiada skraplacza a para odlotowa kierowana jest na wymienniki ciepła gdzie wytworzona jest np. ciepła woda użytkowa, woda grzewcza – moc turbozespołu ściśle zależy od poboru pary przez wymiennik na wylocie.
W elektrowniach zawodowych wykorzystuje się turbiny upustowo-kondensacyjne, a w elektrociepłowniach dodatkowo turbiny przeciwprężne.
Istnieje jeszcze jeden rodzaj turbiny z tzw. pogorszoną próżnią – zamiast wody chłodzącej na skraplacz jest kierowana woda grzewcza ze stacji ciepłowniczej – ciepła nie tracimy na chłodniach tylko wykorzystujemy je ponownie (elektrociepłownie).
Zabezpieczenia turbiny realizują tzw. zawory szybko zamykające pary, zabezpieczenia turbiny są następujące:
– przed nadmiernym wzrostem prędkości obrotowej,
– przed nadmiernym spadkiem ciśnienia oleju smarującego łożyska,
– przed wzrostem ciśnienia pary przy wylocie z turbiny i spadkiem próżni w skraplaczu,
– przed zwrotnym przepływem pary upustowej do turbiny – w razie awaryjnego obciążenia turbiny,
– przed przedostaniem się wody z podgrzewaczy regeneracyjnych do turbiny
Na poniższym zdjęciu widzimy turbinę z Elektrowni Opole. Jak widać jest to ogromny silnik cieplny który, skala przedsięwięcia robi wrażenie. ( ͡° ͜ʖ ͡°) (byłem w Kozienicach i jest jeszcze większe wrażenie)
W komentarzu schemat obiegu cieplnego Rankine’a dla niezorientowanych ( ͡° ͜ʖ ͡°)
Zagadka na dziś:
Dlaczego ciepło odbierane w skraplaczu w elektrowniach jest tracone do otoczenia (w chłodniach) a nie wykorzystane do jakichś celów?
#ciekawostki #gruparatowaniapoziomu #energetyka #elektrownie #qualitycontent #ejboners