Чему равен коэффициент полезного действия паровой турбины если


Коэффициенты полезного действия паровых турбин

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН  [c.365]

С аналогичным случаем мы уже встречались. Коэффициент полезного действия паровой турбины зависит от вакуума в конденсаторе, а последний определяется температурой охлаждающей воды. Чем ниже эта температура, тем выше вакуум, тем экономичнее работа паровой турбины.  [c.62]

Коэффициент полезного действия парового двигателя (как паровой поршневой машины, так и турбины) определяется выражением  [c.69]


На установке без промежуточного перегрева пара на выбор начального давления при данном уровне начальной температуры влияет допустимая величина конечной влажности пара в турбине, обычно равная 12%. Превышение этой величины приводит к снижению надежности работы ступеней в области влажного пара из-за повышенной эрозии (механического износа) лопаточного аппарата каплями влаги, выпадающими из общего парового потока. Коэффициент полезного действия ступеней турбины, работающих на влажном паре, снижается примерно на 1 % на каждый процент влажности пара.   [c.48]

Коэффициент полезного действия современных ТЭС с паровыми турбинами достигает 40 %, с газовыми турбинами — не превышает 34 %. На ТЭС с паротурбинным приводом возможно использование любого вида топлива газотурбинные станции пока используют только жидкое и газообразное. Однако паровая турбина не столь маневренна, как газовая. Дело в том, что давление пара, подаваемого в турбину, высокое — до 23,5 МПа и корпус турбины для обеспечения прочности очень массивен. Это не позволяет быстро и равномерно прогреть паровую турбину при пуске. Газовые турбины работают при давлениях рабочего тела не более 1 МПа, их корпус много тоньше, прогрев осуш,ествляется быстрее. Поэтому газотурбинные агрегаты на ТЭС рассматриваются в перспективе как пиковые — для обеспечения выработки электроэнергии при кратковременном увеличении в ее потребности — для снятия пиков электрической нагрузки.  [c.185]

Основными новыми направлениями технического развития в транспортном судостроении Советского Союза были совершенствование движителей и ру- лей применение дизельных силовых установок с более высоким коэффициентом полезного действия, чем у поршневых паровых машин и котлов на угольном отоплении, и реже — применение турбин для установок больших мощностей. Доля теплоходов в СССР к середине 1938 г. составляла около 31% от   [c.282]

В 1952 г. торговый флот СССР пополнился серией паровых сухогрузных судов типа Коломна , построенных в ГДР по советским проектам. По сравнению с пароходами довоенной постройки силовые установки этих судов имели существенные усовершенствования. Водотрубные котлы были оборудованы системой механизации подачи твердого топлива в топки, коэффициент полезного действия клапанных паровых машин мощностью 2500 и. л. с. с турбиной отработанного пара был несколько выше, чем у машин с золотниковым распределением, расход топлива на все судовые нужды составлял 0,75 кг на 1 и. л. с. в час.  [c.295]


Комбинированный цикл, включающий паровую турбину, работающую на паре, произведенном и перегретом в трубных пучках, непосредственно омываемых кипящим слоем, и газовую турбину, приводимую в движение отходящими газами от сжигания топлива, согласно расчетам, должен обеспечить коэффициент полезного действия преобразования энергии от 40 до 42 % по сравнению с 36—38 7о, достигаемыми на обычных угольных электростанциях. А это сулит 10 %-ную экономию топлива.  [c.171]

На Чигиринской ГРЭС будет установлено оборудование, выпускаемое отечественными предприятиями паровая турбина мощностью 800 МВт, с параметрами пара 240 кгс/см , 540° С котлоагрегаты паропроизводительностью 2650 т/ч, с параметрами пара 255 кгс/см , 540/540° С (промперегрев 36,5 кгс/см и 545°С) котлы с уравновешенной тягой. Компоновка котла Т-образная, с топкой, вытянутой по фронту котла. Коэффициент полезного действия (брутто) котла при работе на угле равен 91,5%.  [c.113]

Вроде бы, очень мало по сравнению с тем, что мы ожидали, недопустимо мало Сможет ли газовая турбина с таким коэффициентом полезного действия конкурировать с паровой турбиной  [c.60]

Но ведь это была всего лишь первая опытная модель Коэффициент полезного действия первых паровых турбин тоже был ниже, чем у паровой машины, которую они заменили и вытеснили.  [c.60]

К последней четверти XIX в. паровой двигатель для морских судов уже по сути исчерпал возможности принципиального совершенствования. Дальнейшее развитие морского флота стало зависеть от внедрения принципиально новых видов двигателей. Кроме того, переход к использованию гребного винта в качестве основного движителя корабля поставил проблему совершенствования двигателя. Паровой двигатель, имевший прямолинейное движение рабочего штока, требовал специального механизма перевода такого движения во вращательное, что снижало коэффициент полезного действия. Двигатель типа турбины внес революционное изменение во всю систему двигатель — движитель — корабль . Это объясняется тем, что возрастание скоростей вращения винта требует перестройки форм движителя, а изменение формы винта в совокупности с увеличением скорости вращения вызывает рост скорости судна, что приводит к существенной модернизации всей конструкции кораблей.   [c.237]

Коэффициент полезного действия цикла составлял 33% и к. п. д. станции 10% (при конденсационном режиме). По проекту к. п. д. цикла с начальным давлением ртутного пара 10 ата повышается до 55% и к. п. д. станции до 34%, что дает уменьшение удельного расхода топлива в три раза. Внутренний относительный к. п. д. ртутно-паровой турбины мощностью 4 ООО кет был принят в проекте рав-  [c.532]

В турбокомпрессоре сжимается пар 3,5 ата, 180° до 6 ата. Компрессор приводится в действие паровой турбиной, в которой пар расширяется с 29 ата, 400° до 6 ата. Коэффициент полезного действия турбины  [c.69]

Изменение давления пара в барабане рй осуществлялось в интервале от 80 до 160 ата. Коэффициент полезного действия установки в рассматриваемом интервале возрастает с увеличением давления примерно на 1,5 абс.%. Сравнительно малое изменение к.п.д. объясняется снижением внутреннего относительного к.п.д. паровой турбины вследствие уменьшения объемного расхода пара с ростом его давления. Кривая отчислений от капиталовложений в установку имеет минимум, соответствующий Рс = 80 ата минимум величины отчислений от капиталовложений  [c.145]

Коэффициент полезного действия ПГУ по рассматриваемой схеме примерно такой же, как в схеме с высоконапорным парогенератором при одинаковых газотурбинных и паротурбинных установках. Объясняется это тем, что удельный расход уходящих газов в обеих схемах практически одинаков, одинакова и их температура. Примерно одинакова степень вытеснения паровой регенерации. Некоторое различие к. п. д. вызывается тем, что в схеме с высоконапорным парогенератором массовый расход газа через турбину при одинаковой подаче воздуха компрессором ГТД на несколько процентов больше, чем в схеме с обычным парогенератором, за счет того, что в ВП сжигается все топливо, расходуемое ПГУ, а при ПГУ с обычным парогенератором только часть этого топлива. Большему расходу газа соответствует большая мощность газовой турбины (при про-  [c.134]

Выше были рассмотрены основные характерные схемы ПГУ, которые, понятно, могут иметь различные модификации. Возможны и более сложные схемы, в которых комбинируются рассмотренные схемы или их отдельные элементы. Существенного повышения экономии топлива по сравнению с рассмотренными схемами ПГУ эти схемы не дают и распространения не получили. Не получили пока распространения и ПГУ с турбинами на парогазовой смеси, при которых вода вводится непосредственно в камеру сгорания [48]. Коэффициент полезного действия таких ПГУ ниже, чем ПГУ с высоконапорным парогенератором и ПГУ с обычным парогенератором. Преимуществом таких ПГУ является отсутствие паровых турбин, конденсаторов и пр.  [c.138]

Двигатель развивает полезную могцность в 6000 л. с. и имеет коэффициент полезного действия на режиме минимального удельного расхода топлива 22%. Канонерская лодка, для которой проектировался двигатель, ранее имела паровые турбины. Сейчас на ней установлены два газотурбинных двигателя (каждый работает на отдельный винт). Такая замена двигателей позволила при увеличении мощности в полтора раза уменьшить вес машины на 50% и освободить четвертую часть площади машинного отделения. В настоящее время судно находится в опытной эксплуатации. Строятся еще две такие же установки для эскортного корабля водоизмещением 1700 т.   [c.387]

Коэффициенты полезного действия хороших современных турбин колеблются в пределах от 0,85 до 0,90. Заметим, кстати, что паровые турбины используют подаваемый пар также либо при равном давлении, либо при избыточном давлении. Конечно, вследствие сжимаемости пара картина явлений, происходящих внутри рабочего колеса паровой турбины, более сложная, чем в водяной турбине.  [c.331]

Потери тепла в паровой турбине учитываются ее коэффициентом полезного действия.  [c.104]

Различают следующие коэффициенты полезного действия турбоагрегата. Отношение количества теоретически использованного в паровой турбине тепла к количеству подведенного к ней тепла за вычетом количества 104  [c.104]

На рис. 6-1,а изображена принципиальная тепловая схема конденсационной электростанции. Особенностью электростанции этого типа является то, что только небольшая часть поданного в турбину пара (примерно до 30%) используется из промежуточных ступеней турбины для подогрева питательной воды, а остальное количество пара направляется в конденсатор паровой турбины, где его тепло передается охлаждающей воде. При этом потери тепла с охлаждающей водой составляют весьма значительную величину (до 55% всего количества тепла, полученного в котле при сжигании топлива). Коэффициент полезного действия конденсационных электростанций высокого давления не превышает 40%.  [c.130]

Паровая турбина имеет ряд преимуществ по сравнению с паровым поршневым двигателем большая мощность при меньших габаритах, более простое устройство и более высокий коэффициент полезного действия (20—25% против 8—13% у парового поршневого двигателя).  [c.7]

Расход пара турбины. Экономичность паровой тур-зины оценивается как коэффициентом полезного действия, так и удельным расходом пара.  [c.135]

Коэффициент полезного действия турбинной установки без учета собственного расхода электроэнергии (с учетом расхода тепла на паровой привод питательного насоса)  [c.175]

Конденсат турбины 5 Мвт последовательно проходит эти элементы парогенератора и в виде пара, перегретого до 260° С при 12,5 ат, подводится к турбине (рис. 27-10). Перегрев пара позволяет использовать привычные надежные конструкции паровых турбин и способствует повыщению к. п. д. электростанции. Коэффициент полезного действия этой АЭС невелик и  [c.378]

Рнс. 28-9. Зависимость относительного коэффициента полезного действия на лопатках активной ступени паровой турбины от д —отношения окружной скорости и к абсолютной скорости выхода пара из  [c.446]

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ РАБОТУ ПАРОВЫХ ТУРБИН  [c.484]

Основное оборудование Чигиринской ГРЭС состоит из новейших типов машин, выпускаемых отечественными предприятиями. Например, паровая турбина 800 МВт Ленинградского металлического завода высокого давления. Котлоагрегаты паропроизводительно-стью 2650 т/ч, газоплотные работают под наддувом от воздуходувок, поэтому могут работать без дымососов. Коэффициент полезного действия (брутто) котла при работе на мазуте равен 94,1% и на природном газе — 94,66%.  [c.129]

Авиация — молодая отрасль техники, наименее консервативная, наименее застойная. Новейшие открытия науки и достижения техники нередко в первую очередь в авиации находят еебе применение, а уже затем нисходят на землю. И многие решили, что газовая турбина в ближайшие годы станет самым распространенным двигателем на всех видах транспорта. Ведь она, по расчетам специалистов, может обеспечить невиданный не только по сравнению с паровой турбиной, а и вообще с любым другим тепловым двигателем коэффициент полезного действия — 55—60 процентов, а то и еще выше  [c.61]

Тепловые аккумуляторы — третий вид аккумуляторов, предложенный Ветчинкиным и Уфимцевым,— представляют собой большие цистерны с прочными и хорошо теплоизолированными стенками. В них находится вода, нагреваемая злектроподогревателями до высокой температуры. Тепловая энергия, запасенная в этих цистернах, может использоваться и для отопительных и для энергетических целей снижая давление, превращая воду в пар, можно потом заставлять ее работать в паровых машинах или турбинах. По расчетам авторов предложения, тепловые аккумуляторы могут оказаться в некоторых случаях в 300—500 раз экономичнее, чем электрические той же емкости. Общим недостатком всех этих проектов аккумуляторов является, кроме их громоздкости, необходимости держать в резерве крупные мощности дублирующих двигателей другого типа, которые простаивают во время работы ветродвигателя, и их сравнительно невысокий коэффициент полезного действия. Поднятая в водохранилище вода будет испаряться, не говоря уж о том, что часть энергии потеряется при работе насосной и гидротурбинной установок. Коэффициент полезного действия гидроаккумулятора составляет всего 40—50 процентов, а резервной станции с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде в качестве горючего, вряд ли превзойдет 35 процентов. Еще ниже будет коэффициент полезного действия станции с паровой машиной или турбиной, не говоря уже о потерях тепла при хранении горячей воды в цистернах— теплоаккумуляторах. Ни одно из рассмотренных устройств при практическом исполнении не сможет, видимо, превратить в электрическую энергию свыше 50 процентов от затраченной.   [c.213]

Для того чтобы достигнуть в газовых турбинах значения коэффициента полезного действия того же порядка, что и в паровых, начальная температура газа должна быть на 100—150° выше, чем температура пара. Высокая температура, низкие давления, большие расходы и малое число ступеней придают конструкциям газовых турбин специфический характер. Как правило, облопачивание первых ступеней газовых турбин выполняется из жаропрочной стали аустенитного класса. Это относится как к рабочим, так и к направляющим лопаткам, так как при температуре 650—750°, характерной для современных газовых турбин, даже при сравнительно невысоких напряжениях в направляющих лопатках приходится выбирать окалиностойкие материалы. По тем же соображениям горячие газовпускные патрубки турбин, внутренние части камер сгорания и внутренние обечайки горячих газопроводов выполняются из жаростойкой аустенитной стали.  [c.16]

Турбина — одноцилиндровая, активная с одним двухвенечным диском скорости. Пар поступает в паровую турбину при абсолютном давлении = 9 кгскм ( = 9 бар) и температуре = 240° С. Конечное абсолютное давление пара на выходе из турбиныРг = 3 кгс1см (г =г 3 бар). Расход пара D = 7000 кг ч удельный расход пара d = = 32 кг кет-ч). Коэффициент полезного действия насосной установки т д у = 4,8%.  [c.264]

Турбину можно иметь с очень высоким коэффициентом полезного действия, например паровая турбина с котлом Велокс имела к.п.д. больше 90% (относительный к.п.д.).  [c.57]

Известны следующие параметры р"1=12 МПа, "1=550 °С Р1=11 МПа 1= 540 °С Р1=9 МПа рг=40 гПа. Коэффициент полезного действия относительный внутренний турбины Т) о1=0,85, насоса Т1 о =0,90, механический Т1м=0,96, электрогенератора Т1т= =0,97. Теплота сгорания топлива СРв=30 ООО кДж/кг. Коэффицишт полезного действия парового котла т]п.к=0,92.  [c.156]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом.  [c.16]

К внутренним относятся потери в клапанах св ежего пара, перепускных клапанах, в соплах, на ]забочих лопатках, с выходной скоростью, на трение диска в паре и др. К внешним потерям относятся механические потер1И от преодоления трения в опорных и упорных подшипниках, а также потери от утечки пара через концевые лабиринтовые уплотнения. Потери тепла в паровой турбине учитываются ее коэффициентом полезного действия. Различают следующие коэффициенты полезного действия турбоагрегата.  [c.126]

Принципиально иной тип ПГУ показан на схеме рис. 10-6, в. Пар, получающийся в парогазогенераторе, расширяется в противодавленчес-кой паровой турбине от начального давления (11 —13 МПа) до давления за компрессором (3 МПа). Затем этот пар возвращается в парогенератор, где смешивается с продуктами сгорания, и нри температуре 750 °С поступает в парогазовую турбину, в которой расширяется до 0,6 МПа. При этом давлении осуществляется промежуточный перегрев. Затем рабочее тело поступает в ТНД, где расширяется до атмосферного давления. Уходящая парогазовая смесь охлаждается питательной водой. Коэффициент полезного действия ПГУ со смешением на 6—8% (относительных) ниже, чем паротурбинных установок, ио применение их позволяет снизить капиталовложения примерно на 25%-  [c.150]

С), и их тепло используют не толь1ф для подогрева воздуха, но и получения пара для паровых турбин. Коэффициент полезного действия хМГДУ может достичь 50—55%. Около 50% мощности генерируется в канале, а остальное — в паровой турбине, использующей пар, получаемый в котле-утилизаторе.  [c.152]


Что такое паровая турбина и как она работает?

Паровая турбина - это первичный двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую. В обычном цикле паровых турбин в качестве рабочего тела используется вода. Вода в котле нагревается за счет сжигания топлива. Он испаряется в пар, который расширяется в турбине, где вырабатывается механическая энергия. Образующийся пар имеет высокую температуру и высокое давление. Температура обычно находится в диапазоне от 450 до 540 градусов по Цельсию.Давление колеблется от 60 до 120 бар.

Важнейшими частями всех паровых турбин являются сопла и лопатки.

И температура, и давление падают, когда пар проходит через турбину. Чем больше перепад давления, тем больше энергии можно получить из пара. Более эффективные электростанции конденсируют пар обратно в воду в конце турбины.

Теоретический максимальный КПД электростанции на основе паровой турбины определяется разницей между температурой, при которой пар входит в турбину высокого давления, и температурой, при которой он выходит из турбины низкого давления.Чем больше разница температур, тем больше энергии можно извлечь.

Паровые турбины находят все более широкое применение в обрабатывающей промышленности (например, в сталелитейной и химической), производящей большое количество отработанного тепла. Вырабатываемое отработанное тепло можно использовать для выработки пара, а также электроэнергии. Капитальные затраты на такие установки могут быть немного выше, но выработка электроэнергии представляет собой полезный побочный продукт, когда отходы в любом случае необходимо сжигать.

Паровые турбины также могут успешно применяться в отраслях с более высокими требованиями как к пару, так и к энергии.Они используются в когенерации или комбинированном производстве тепла и электроэнергии, где технологический пар также используется в турбине для выработки электроэнергии. Это также приводит к существенному повышению общей эффективности процесса.

1. Ротор
2. Корпус
3. Паровой резервуар
4. Подшипники
5. Муфта
6. Сальники
7. Клапан аварийной остановки
8. Регулирующие клапаны
9. Система управления

1. РОТОР:

Лопасти служат для преобразования тепловой энергии пара в механическую.Ротор турбины, как носитель лопаток, передает импульсы механической энергии на движущиеся лопатки, передает импульсы механической энергии на движущихся лопатках в виде энергии вращения на приводимое оборудование.

Ротор турбины изготовлен из хромомолибденовой легированной стали. Подвижные лопасти установлены в пазах, выполненных на роторе. В турбине используются движущиеся и неподвижные лопатки. Неподвижные лопатки либо прикреплены непосредственно к корпусу турбины, либо находятся в держателях.К внешним краям неподвижных лопастей прикрепляются короткие полосы металла, закрывающие их. Этот кожух используется для поддержания жесткости лопастей. Импульсное колесо на входном конце ротора оборудовано лопастями другого типа и служит ступенью регулирования.

Радиальное отверстие с резьбой, просверленное в шпильке шейки переднего подшипника, предназначено для установки датчика превышения скорости. Кулачки, выступающие из цилиндрической поверхности шпильки с каждой стороны резьбового отверстия, служат защитой от чрезмерного осевого смещения ротора.Когда во время работы турбины происходит такое недопустимое осевое смещение ротора, любой из двух кулачков входит в зацепление с рычагом устройства аварийного отключения и, таким образом, вызывает прекращение подачи пара.

Зубчатое колесо, установленное путем усадки на задний конец ротора, позволяет в сочетании с механическим блокирующим механизмом медленно вращать ротор вручную во избежание деформации.

2. КОРПУС:

Корпус турбины изготовлен из литой стали и разделен по горизонтали, стык находится на уровне оси ротора.Корпус турбины вмещает и поддерживает ротор турбины, лабиринтные уплотнения и подшипники. Корпус отлит из двух половин и скреплен болтами с металлической посадкой. Корпус обратного давления турбины поддерживается на отдельных опорных тумбах с уровнем опорной поверхности с осью ротора. Это гарантирует, что положение корпуса относительно ротора всегда остается постоянным при всех рабочих температурах. Таким образом, радиальный зазор лезвия не изменяется. Чтобы позволить неограниченное горизонтальное расширение кожуха без смещения его центра.

3. ПАРОВОЙ СУНДУК:

В паровом ящике находится узел дроссельной заслонки. Здесь основной пар сначала входит в турбину. Узел дроссельной заслонки регулирует количество пара, поступающего в турбину. Пройдя через дроссельную заслонку, пар попадает в сопловой блок.

4. ПОДШИПНИКИ:

Для выдерживания веса турбины и управления радиальной и осевой центровкой используются два различных типа подшипников.

A. ПОДШИПНИК ЖУРНАЛА:

Подшипник скольжения поддерживает радиальное выравнивание турбины и выдерживает вес ротора.Подшипники имеют сферическую посадку, допускающую небольшое радиальное смещение только во время установки. Они расположены на переднем и заднем конце ротора турбины.

B. УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК:

Упорный подшипник расположен в опоре переднего подшипника и предназначен для восприятия остаточного осевого усилия, присутствующего в турбине, которое не было устранено балансирным поршнем, а также для поддержания осевого положения. ротора в кожухе.

Упорные подшипники двойного действия, сегментные башмаки, типа Кингсбери, обладают преимуществами компактности и равномерного распределения давления на всех упорных подушках.

5. САЛЬНИКИ:


Сальники с лабиринтными уплотнениями установлены на обоих концах, где вал проходит через корпус турбины. Лабиринт состоит из уплотнительных лент в неподвижной части сальника и канавок, обработанных на валу.

6. КЛАПАН АВАРИЙНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ:


Клапан аварийного останова предусмотрен на входе пара в турбину. Он устанавливается непосредственно на корпусе с целью уменьшения количества пара, удерживаемого между запорным клапаном и регулирующими клапанами.В случае внезапного сброса нагрузки большее количество захваченного пара может привести к превышению скорости турбины.

7. РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ:


Регулирующие клапаны регулируют количество пара, поступающего в турбину, в зависимости от нагрузки. Конусы регулирующих клапанов подвешены к балке. Балка поддерживается двумя шпинделями, которые поднимаются и опускаются через систему рычагов с помощью серводвигателя, расположенного рядом с клапанами. Расстояние подвешивания каждого регулирующего клапана регулируется относительно его седла клапана на балке, так что, когда балка поднимается, клапаны последовательно открываются, и пар постепенно поступает в различные группы сопел.

8. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ:


Самая важная и важная часть паровой турбины - это система управления. Система управления должна быть простой по конструкции, стабильной во время работы и высоконадежной. Система управления состоит из ряда основных элементов управления и защиты. Элементами регулирования скорости являются регулятор датчика скорости с соответствующим трансформаторным усилителем, серводвигатель и регулирующие клапаны.

Прилагаются дополнительные усилия для повышения эффективности паровых турбин.Области:

1. Развитие сверхкритических технологий с целью повышения эффективности на 50 процентов.
2. Ремонт и модернизация для большего соотношения цены и качества.
3. Комбинация тепла и электроэнергии для низкой стоимости и большей гибкости.
4. Паровые турбины парогазового цикла - новый рынок.
5. Чистые угольные технологии FBC, PFBC, IGCC и др. Для повышения общей эффективности и снижения уровня загрязнения.


.

Турбина | Британника

Турбина , любое из различных устройств, преобразующих энергию потока жидкости в механическую энергию. Преобразование обычно осуществляется путем пропускания жидкости через систему неподвижных каналов или лопаток, которые чередуются с каналами, состоящими из лопастей, похожих на ребра, прикрепленных к ротору. За счет организации потока так, чтобы на лопасти ротора действовала касательная сила или крутящий момент, ротор вращается, и работа извлекается.

Ветряные турбины возле Техачапи, Калифорния. © Greg Randles / Shutterstock.com

Турбины можно разделить на четыре основных типа в зависимости от используемых жидкостей: вода, пар, газ и ветер. Хотя одни и те же принципы применимы ко всем турбинам, их конкретные конструкции достаточно различаются, чтобы заслужить отдельное описание.

Водяная турбина использует потенциальную энергию, возникающую в результате разницы в высоте между верхним водным резервуаром и уровнем воды на выходе из турбины (отводящий трубопровод), для преобразования этого так называемого напора в работу.Водяные турбины - современные преемники простых водяных колес, которым около 2000 лет. Сегодня гидротурбины в основном используются для производства электроэнергии.

Однако наибольшее количество электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, соединенными с электрогенераторами. Турбины приводятся в действие паром, вырабатываемым либо в генераторе, работающем на ископаемом топливе, либо в атомном генераторе. Энергию, которую можно извлечь из пара, удобно выражать через изменение энтальпии в турбине.Энтальпия отражает как тепловую, так и механическую энергию в процессе потока и определяется как сумма внутренней тепловой энергии и произведение давления на объем. Доступное изменение энтальпии через паровую турбину увеличивается с увеличением температуры и давления парогенератора и с уменьшением давления на выходе из турбины.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Для газовых турбин энергия, извлекаемая из текучей среды, также может быть выражена через изменение энтальпии, которое для газа почти пропорционально перепаду температуры в турбине.В газовых турбинах рабочим телом является воздух, смешанный с газообразными продуктами сгорания. Большинство газотурбинных двигателей включает, по крайней мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Обычно они монтируются как единое целое и работают как законченный первичный двигатель в так называемом открытом цикле, когда воздух всасывается из атмосферы, а продукты сгорания, наконец, снова выбрасываются в атмосферу. Поскольку успешная работа зависит от интеграции всех компонентов, важно учитывать все устройство, которое на самом деле является двигателем внутреннего сгорания, а не только турбину.По этой причине газовые турбины рассматриваются в статье двигатель внутреннего сгорания.

Энергия ветра может быть извлечена ветровой турбиной для производства электроэнергии или для откачки воды из скважин. Ветряные турбины являются преемниками ветряных мельниц, которые были важным источником энергии с позднего средневековья до 19 века.

Фред Лэндис

Водяные турбины обычно делятся на две категории: (1) импульсные турбины, используемые для высокого напора воды и низкого расхода, и (2) реакционные турбины, обычно используемые для напора ниже примерно 450 метров и умеренного или высокого расхода.Эти два класса включают в себя основные типы, обычно используемые, а именно, импульсные турбины Пелтона и реактивные турбины типа Фрэнсис, пропеллер, Каплана и Дериаза. Турбины могут иметь горизонтальный или, чаще, вертикальный вал. Для каждого типа возможны широкие вариации конструкции для соответствия конкретным местным гидравлическим условиям. Сегодня большинство гидравлических турбин используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Импульсные турбины

В импульсной турбине потенциальная энергия или напор воды сначала преобразуется в кинетическую энергию путем выпуска воды через сопло тщательно продуманной формы.Струя, выбрасываемая в воздух, направляется на изогнутые ковши, закрепленные на периферии бегунка, для извлечения энергии воды и преобразования ее в полезную работу.

Современные импульсные турбины основаны на конструкции, запатентованной в 1889 году американским инженером Лестером Алленом Пелтоном. Свободная водная струя попадает в лопасти турбины по касательной. Каждый ковш имеет высокий центральный гребень, так что поток разделяется, оставляя желоб с обеих сторон. Колеса Пелтона подходят для высоких напоров, обычно выше 450 метров при относительно низком расходе воды.Для максимальной эффективности скорость конца рабочего колеса должна составлять примерно половину скорости ударной струи. КПД (работа, производимая турбиной, деленная на кинетическую энергию свободной струи) может превышать 91 процент при работе с 60–80 процентами полной нагрузки.

Мощность одного колеса можно увеличить, используя более одного жиклера. Для горизонтальных валов характерны двухструйные устройства. Иногда на одном валу устанавливаются два отдельных бегунка, приводящих в движение один электрогенератор. Агрегаты с вертикальным валом могут иметь четыре или более отдельных форсунок.

Если электрическая нагрузка на турбину изменяется, ее выходная мощность должна быть быстро отрегулирована в соответствии с потребностями. Это требует изменения расхода воды, чтобы поддерживать постоянную скорость генератора. Скорость потока через каждое сопло регулируется расположенным в центре наконечником или иглой аккуратной формы, которая скользит вперед или назад под управлением гидравлического серводвигателя.

Правильная конструкция иглы гарантирует, что скорость воды, выходящей из сопла, остается практически неизменной независимо от отверстия, обеспечивая почти постоянную эффективность в большей части рабочего диапазона.Нецелесообразно внезапно уменьшать поток воды, чтобы соответствовать уменьшению нагрузки. Это может привести к разрушительному скачку давления (гидроудар) в подающем трубопроводе или водопроводе. Таких скачков можно избежать, добавив временное сопло для разлива, которое открывается при закрытии основного сопла, или, что более часто, частично вставляя отражающую пластину между соплом и колесом, отклоняя и рассеивая часть энергии, пока игла медленно закрывается.

Другой тип импульсной турбины - турбина турго.Струя падает под косым углом на бегунок с одной стороны и продолжает двигаться по единственному пути, выходя на другую сторону бегуна. Этот тип турбины использовался в установках среднего размера с умеренно высоким напором.

Реакционные турбины

В реакционной турбине силы, приводящие в движение ротор, достигаются за счет реакции ускоряющегося потока воды в рабочем колесе при падении давления. Принцип реакции можно наблюдать в роторном оросителе для газонов, где выходящая струя вращает ротор в противоположном направлении.Из-за большого разнообразия возможных конструкций рабочего колеса реактивные турбины могут использоваться в гораздо большем диапазоне напоров и расходов, чем импульсные турбины. Реакционные турбины обычно имеют спиральный впускной кожух, который включает регулирующие заслонки для регулирования потока воды. На входе часть потенциальной энергии воды может быть преобразована в кинетическую энергию по мере ускорения потока. Впоследствии энергия воды отбирается в роторе.

Как отмечалось выше, широко используются четыре основных типа реактивных турбин: турбины Каплана, Фрэнсиса, Дериаза и пропеллерные.В турбинах Каплана с фиксированными лопастями и с регулируемыми лопастями (названными в честь австрийского изобретателя Виктора Каплана) через машину, по существу, существует осевой поток. Турбины типа Фрэнсиса и Дериаза (в честь американского изобретателя британского происхождения Джеймса Б. Фрэнсиса и швейцарского инженера Поля Дериаза, соответственно) используют «смешанный поток», когда вода поступает радиально внутрь и выпускается в осевом направлении. Рабочие лопасти на турбинах Фрэнсиса и пропеллера состоят из неподвижных лопастей, в то время как в турбинах Каплана и Дериаза лопасти могут вращаться вокруг своей оси, которая находится под прямым углом к ​​главному валу.

.

Типы паровых турбин - Информация о турбинах

Все паровые турбины можно разделить на две категории; отборная (конденсационная) паровая турбина и неконденсирующаяся паровая турбина, также известные как паровые турбины с противодавлением. Оба типа паровых турбин имеют свои собственные схемы работы и преимущества, которые подробно описаны здесь.

Отборная паровая турбина

Рисунок 1: Отводная (конденсационная) паровая турбина

Отборная турбина имеет два выхода, как показано на рисунке 1.Первое выпускное отверстие отводит пар с промежуточным давлением для подпитки процесса нагрева, а второе выпускное отверстие отводит оставшийся пар с паром низкого давления для конденсации. Отбор тепла из первого выхода может быть остановлен для увеличения производительности. Регулирующие клапаны пара на этом выходе делают этот пар очень гибким и позволяют регулировать производительность в соответствии с потребностями. Пар из второго выхода поступает в камеру конденсации, где охлаждающая вода снижает температуру пара.Затем конденсированная вода возвращается в котел для регенерации электроэнергии, поэтому она также известна как регенеративная паровая турбина . Схема вытяжной турбины с когенерационной системой представлена ​​на рисунке 1. Эта турбина имеет следующие преимущества и недостатки.

Преимущества:

  • Этот тип паровой турбины может использоваться для выработки большого количества электроэнергии.
  • Это гибкая турбина с возможностью регулирования мощности в соответствии с меняющимися потребностями.

Недостатки :

  • Это дорогостоящая турбина с большим количеством вспомогательных компонентов.
  • Отвод тепла в процессе конденсации снижает общую эффективность системы.
  • Обычно используется на промышленном уровне и требует сложной конфигурации.

Рисунок 1: Отводная (конденсационная) паровая турбина с когенерационной системой

Паровая турбина с обратным процессом

В паровой турбине без конденсации используется высокое давление пар для вращения лопастей.Затем этот пар покидает турбину при атмосферном или более низком давлении. Давление выходящего пара зависит от нагрузки, поэтому эта турбина также известна как паровая турбина с противодавлением. Этот пар низкого давления используется для обработки, а пар не используется для конденсации. Принципиальная схема паровой турбины с обратным технологическим процессом и когенерационной системой показана на рисунке 2. У этой паровой турбины много преимуществ, но в то же время у нее есть несколько недостатков, которые перечислены ниже.

Преимущества:

  • Конфигурация этой паровой турбины очень проста
  • Она относительно недорога по сравнению с паровой турбиной с отбором паров
  • Она требует меньше или совсем не требует охлаждающей воды
  • Ее эффективность выше, чем у нее не отводит тепло в процессе конденсации.

Недостатки:

  • Самым большим недостатком паровой турбины этого типа является то, что она очень негибкая.Мощность этой турбины нельзя регулировать, так как она не позволяет изменять давление и температуру пара в турбине, поэтому лучше всего работает при постоянной нагрузке.
  • Тепловая нагрузка этой турбины определяет массовый расход пара, что затрудняет изменение выходного значения. Другие методы регулирования выпуска снижают эффективность всей системы.

Рис. 2: Паровая турбина без конденсации (противодавление)

.

Производство электроэнергии с использованием паровых турбин

В основном пар получают из ископаемых источников топлива, три из которых показаны на диаграмме выше, но можно использовать любой удобный источник тепла.

  • Химическая трансформация
  • На заводах, работающих на ископаемом топливе, пар получают за счет сжигания топлива, в основном угля, но также нефти и газа в камере сгорания. В последнее время эти виды топлива были дополнены ограниченным количеством возобновляемого биотоплива и сельскохозяйственных отходов.

    При химическом процессе сжигания топлива выделяется тепло за счет химического преобразования (окисления) топлива. Это никогда не может быть идеальным. Будут потери из-за примесей в топливе, неполного сгорания и потерь тепла и давления в камере сгорания и котле. Обычно эти потери составляют около 10% доступной энергии в топливе.

  • Атомная энергетика
  • Пар для приведения в действие турбины также может быть увеличен за счет улавливания тепла, выделяемого в результате управляемого ядерного деления.Более подробно это обсуждается в разделе, посвященном атомной энергетике.

  • Солнечная энергия
  • Точно так же солнечная тепловая энергия может использоваться для повышения пара, хотя это встречается реже.

  • Геотермальная энергия
  • Выбросы пара из природных водоносных горизонтов также используются для питания паротурбинных электростанций.

  • Паровая турбина (тягач)

    Первые практические паровые турбины были изготовлены Густавом де Лавалем в 1882 году и Чарльзом Парсонсом в 1884 году.


    Схема паровой импульсной турбины де Лаваля 1882

    Пар входит с одной стороны ротора турбины через сопла, направляя его на поверхность лопаток турбины, и выходит с противоположной стороны ротора. Воздействие пара на изогнутые лопатки турбины вызывает вращение ротора турбины.

    Скорость вращения 30 000 об / мин.

    Первоначальная турбина де Лаваля имела одноступенчатый ротор, который использовался в качестве испытательного стенда для испытания различных количеств и различных конструкций сопел.

    Подробнее о Густаве де Лавале

    Реакционная паровая турбина и электрогенератор Parsons Compound 1884

    (На переднем плане показана верхняя половина корпуса турбины)

    Турбина Парсонса была предшественницей современных паровых турбин.Он имел несколько ступеней и приводил в движение генератор собственной конструкции, установленный на том же валу и вырабатывающий 7,5 кВт электроэнергии.

    Скорость вращения 18000 об / мин

    Подробнее о Charles Parsons

    Авторские права на изображение - Музей науки / Библиотека изображений науки и общества

    Ротор паровой реактивной турбины Парсонса 1884

    Крошечные лопасти на секциях высокого давления ротора и статора составляют всего четверть дюйма (6 мм) квадрата.Они были криволинейными в поперечном сечении с заостренной передней кромкой и утолщенной задней частью.

    Оригинальные образцы этих турбин хранятся в Музее науки в Лондоне и Немецком музее в Мюнхене.

    Авторские права на изображение - Музей науки / Библиотека изображений науки и общества


    • Принцип работы паровой турбины
    • Пар высокого давления подается через набор неподвижных сопел в статоре турбины к ротору турбины (рабочему колесу) и проходит вдоль оси машины через несколько рядов поочередно закрепленных и движущихся лопаток.От впускного отверстия для пара турбины к месту выпуска лопасти и полость турбины постепенно увеличиваются, чтобы обеспечить расширение пара.

      Лопатки статора на каждой ступени действуют как сопла, в которых пар расширяется и выходит с повышенной скоростью, но с более низким давлением. Когда высокоскоростной пар воздействует на движущиеся лопасти, он передает часть своей кинетической энергии движущимся лопастям.

      Существует два основных типа паровых турбин, импульсные турбины и реактивные турбины, конструкция лопастей которых регулирует скорость, направление и давление пара, проходящего через турбину.

      • Форсунки
      • Ключом к достижению высокого КПД как импульсных, так и реактивных турбин является конструкция сопел. Обычно они имеют сходящуюся-расходящуюся форму (песочные часы), которая увеличивает скорость входящего пара при одновременном снижении его давления.Увеличение скорости пара с помощью расширяющегося выходного отверстия сопла может показаться нелогичным, поскольку вода течет быстрее через суженную часть ручья или трубы, а сжатие конца шланга приводит к тому, что вода брызгает струей в течение длительного времени. быстрая струя. Это происходит потому, что вода - несжимаемая жидкость. С другой стороны, пар - это газ, и его объем не фиксирован, а зависит от его температуры и давления. Таким образом, газовая динамика сильно отличается от гидродинамики, однако принцип сохранения энергии по-прежнему сохраняется для обеих жидкостей, и закон Бернулли указывает, что кинетическая энергия газа увеличивается с уменьшением энергии давления.

        Эта конструкция расширяющегося сопла была открыта де Лавалем и в равной степени применима к соплам ракетных двигателей, рабочим телом которых является горячий выхлопной газ. См. Раздел «Ракетные сопла» для получения дополнительной информации об используемых принципах.

      • Импульсные турбины
      • Паровые форсунки в импульсной турбине направляются неподвижными соплами на лопасти ротора турбины в форме лопатки, где сила, действующая со стороны форсунок, заставляет ротор вращаться, в то же время скорость пара уменьшается, поскольку он передает свою кинетическую энергия к лезвиям.Лопасти, в свою очередь, изменяют направление потока пара, и это изменение количества движения соответствует увеличению количества движения ротора. (Декарт - Сохранение импульса). Полный перепад давления в ступени турбины происходит в неподвижных соплах статора, и при прохождении пара через лопасти ротора падение давления отсутствует, поскольку поперечное сечение камеры между лопатками постоянно. Поэтому импульсные турбины также известны как турбины постоянного давления.

        Паровые импульсные турбины обычно работают на чрезвычайно высоких частотах вращения 30 000 об.вечера. или более, и поэтому на них действуют огромные центробежные силы. Для большинства практических приложений скорость должна быть понижена. Помимо этого, конструкция относительно проста, и корпус турбины не обязательно должен быть устойчивым к давлению.

        В составной турбине следующий ряд неподвижных лопастей меняет направление пара на противоположное, прежде чем он перейдет ко второму ряду лопастей ротора.

      • Реакционные турбины
      • Как неподвижные, так и роторные лопасти реактивной турбины имеют форму, больше напоминающую аэродинамические крылья, расположенные так, что поперечное сечение лопаток уменьшается от впускной стороны к выпускной стороне лопастей.Это означает, что поперечное сечение паровых каналов между обоими наборами неподвижных лопаток и лопаток ротора увеличивается по всей ступени турбины. Таким образом, оба набора лопастей по существу образуют сопла, так что по мере прохождения пара через статор и ротор его давление уменьшается, вызывая увеличение его скорости. Ротор представляет собой набор вращающихся сопел.

        Когда пар выходит в виде струи между каждым набором лопастей ротора, он создает реактивную силу на лопастях, которая, в свою очередь, создает вращающий момент на роторе турбины, как в паровом двигателе Героя.(Третий закон Ньютона - на каждое действие есть равное и противоположное противодействие)

        Реакционные турбины обычно намного эффективнее импульсных турбин и работают на более низких скоростях, что означает, что они не обязательно нуждаются в понижающей передаче. Однако они более сложные, и пар под высоким давлением делает их более уязвимыми к утечкам между ступенями.

      • Составная паровая турбина с
      • В составной турбине используется ряд ступеней турбины, в которых пар, выходящий из каждой ступени, подается в следующую ступень.Посредством соответствующей формы лопаток ротора и статора для образования сопел давление или скорость пара можно постепенно снижать в серии стадий, а не за одну стадию. Это позволяет использовать очень высокие давления и скорости пара, обеспечивая очень высокую выходную мощность турбины

        Компаундирование под давлением

        Для решения проблемы очень высокой скорости лопастей в одноступенчатых импульсных турбинах используется серия реактивных ступеней турбины.Давление пара падает на каждой ступени, поскольку он отдает свою энергию давления, в то время как скорость пара остается довольно постоянной, меняя направление при прохождении через каждую ступень. Поскольку давление пара падает с каждой ступенью турбины, объем пара соответственно увеличивается с каждой ступенью, так что в турбинах большой мощности лопатки и корпус турбины должны, в свою очередь, быть соответственно больше для каждой последующей ступени более низкого давления, чтобы приспособиться к этому более высокому давлению. объемный расход.

        Импульсные турбины также составлены аналогичным образом, однако в большинстве турбин используется комбинация импульсных и реактивных ступеней.

        Скоростной компаундирование
        Компаундирование скорости использует серию импульсных ступеней турбины. Входные сопла направляют пар с высокой скоростью на первый набор движущихся лопастей, и, когда пар течет по лопасти, он передает часть своего импульса лопастям, теряя некоторую скорость, передавая свою кинетическую энергию движущимся лопастям. При прохождении пара через неподвижные лопасти скорость пара не меняется.Таким образом, скорость пара уменьшается, когда он проходит через комплекты движущихся лопаток турбины, в то время как давление пара остается относительно постоянным в турбине.

  • Конденсатор
  • Отработанный пар из турбины низкого давления конденсируется в воду в конденсаторе, который отбирает скрытую теплоту парообразования из пара.Это приводит к тому, что объем пара становится равным нулю, что резко снижает давление до почти вакуума, тем самым увеличивая перепад давления в турбине, позволяя извлечь из пара максимальное количество энергии. Затем конденсат перекачивается обратно в котел в качестве питательной воды для повторного использования.

    Само собой разумеется, что конденсаторные системы нуждаются в постоянной и достаточной подаче охлаждающей воды, которая подается в отдельном контуре от градирни, которая охлаждает охлаждающую воду конденсатора за счет прямого контакта с воздухом и испарения части охлаждающей воды. в открытой башне.

    Водяной пар, выходящий из электростанций, испаряет охлаждающую воду, а не рабочую жидкость.

    Турбины с противодавлением, , часто используемые для выработки электроэнергии в перерабатывающих отраслях, не используют конденсаторы. Также называемые Атмосферные турбины или без конденсации, они не тратят впустую энергию пара, выходящего из выхлопа турбины, однако вместо этого она направляется для использования в приложениях, требующих большого количества тепла, таких как нефтеперерабатывающие заводы, целлюлозно-бумажные заводы. , опреснительные установки и установки централизованного теплоснабжения.Эти отрасли могут также использовать имеющийся пар для привода механических приводов насосов, вентиляторов и погрузочно-разгрузочных работ. Разумеется, котел и турбина должны быть рассчитаны на большую электрическую нагрузку, чтобы компенсировать мощность, отведенную для других целей.

  • Практические машины
  • Паровые турбины бывают разных конфигураций. Большие машины обычно построены с несколькими ступенями, чтобы максимизировать передачу энергии от пара.

    Для уменьшения осевых нагрузок на подшипники ротора турбины пар может подаваться в турбину в средней точке вала, так что он течет в противоположных направлениях к каждому концу вала, таким образом уравновешивая осевую нагрузку.

    Выходной пар проходит через градирню, через которую пропускается охлаждающая вода для конденсации пара обратно в воду.

    Источник: Правительство Австралии

    .

    Выходная мощность турбины 1000 МВт или более типична для электростанций.

  • Паровая турбина как тепловой двигатель
  • Системы паровых турбин, по сути, являются тепловыми двигателями для преобразования тепловой энергии в механическую энергию путем попеременного испарения и конденсации рабочего тела в процессе в замкнутой системе, известном как цикл Ренкина.Это обратимый термодинамический цикл, в котором тепло прикладывается к рабочему телу в испарителе, сначала для его испарения, а затем для повышения его температуры и давления. Затем высокотемпературный пар подается через тепловой двигатель, в данном случае турбину, где он передает свою энергию лопастям ротора, заставляя ротор вращаться из-за расширения пара при падении его давления и температуры. Пар, покидающий турбину, затем конденсируется и перекачивается обратно в жидкой форме в качестве сырья в испаритель.
    В этом случае рабочая жидкость - вода, а пар - пар, но принцип применим к другим рабочим жидкостям, таким как аммиак, который может использоваться в низкотемпературных приложениях, таких как геотермальные системы. Таким образом, рабочая жидкость в цикле Ренкина следует замкнутому контуру и постоянно используется повторно.
    Эффективность теплового двигателя определяется только разницей температур рабочего тела между входом и выходом двигателя (закон Карно).

    Карно показал, что максимальный доступный КПД = 1 - T c / T h , где T h - температура в градусах Кельвина рабочего тела в самом горячем состоянии (после воздействия тепла) и T c - его температура в самом холодном состоянии (после того, как тепло было снято).

    Для максимального повышения эффективности температура пара, подаваемого в турбину, может достигать 900 ° C, в то время как конденсатор используется на выходе из турбины для снижения температуры и давления пара до как можно более низкого значения. превратив его обратно в воду.Конденсатор является важным компонентом, необходимым для максимального повышения эффективности паровой машины за счет увеличения разницы температур рабочей жидкости в машине.


    Используя закон Карно, для типичной паротурбинной системы с температурой пара на входе 543 ° C (816K) и температурой конденсированной воды 23 ° C (296K) максимальный теоретический КПД можно рассчитать следующим образом:

    КПД Карно = (816 - 296) / 816 = 64%

    Но это не учитывает потери тепла, трения и давления в системе.Более реалистичное значение КПД паровой турбины было бы около 50%

    Таким образом, тепловая машина несет ответственность за большую часть потерь при преобразовании энергии в системе.

    Примечание: Это включает только преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию на валу турбины. Он не включает потерю эффективности в камере сгорания и котле при преобразовании химической энергии топлива в тепловую энергию пара, а также не включает потери эффективности, возникающие в генераторе, если турбина используется для выработки электроэнергии.Принимая во внимание эти потери, общая эффективность преобразования химической энергии топлива угольных и мазутных электростанций в электрическую энергию обычно составляет около 33%.

    См. Также Гидравлические турбины, газовые турбины и тепловые двигатели

  • Электромеханическая передача энергии (генератор)
    Паровая турбина приводит в действие генератор для преобразования механической энергии в электрическую.Обычно это синхронная машина с вращающимся полем. Эти машины описаны более подробно в разделе «Генераторы».
    Эффективность преобразования энергии этих генераторов высокой мощности может достигать 98% или 99% для очень большой машины.
  • Примечание: Это означает, что генератор мощностью 1000 МВт должен рассеивать 20 МВт отработанного тепла, и для таких генераторов требуются специальные методы охлаждения.

    .

    Смотрите также