Паровая мини турбина: , , , 250 , 400 , 500 , 630 , 800 —

Содержание

Паровые турбины PARSONS, турбоприводы, мини-ТЭЦ цена 15 000 000 руб

Описание

Конструкция паровых турбин защищена патентом №231.299.2. Изготовление турбин производиться в соответствии с требованиями ТУ 3111-001-84520207-2007 (Турбины паровые стационарные малой мощности с противодавлением типа «ТР»). Эффективность энергосберегающих паровых турбин собственного производства в 1,5-1,8 раза выше существующих паровых турбин на рынке! — Меньший расход пара на 1кВт эл/энергии за счет усовершенствованного лопаточного аппарата и снижения потерь! 1. Паровые турбины высокого давления (от 20-14атм) — до 2 атм; 2. Паровые турбины низкого давления от 2атм — до 0,05атм. Пример варианта №1: Параметры пара на входе в турбопривод Q – 20т.пара/ час, T-195 C, P-14 атм, генератор выдает 4 МВт электрической энергии; Пример варианта №2: Остаточный пар на ТЭЦ или паровой котельной. Параметры пара на входе в турбопривод Q-30т.пара/час, P-2,5 атм, генератор выдает 2,5 МВт электрической энергии. Окупаемость менее 3-х лет! В зависимости от мощности! «УГК-Энергетика» занимается разработкой технико-экономического обоснования ( бизнес-план), проектированием при строительстве котельных и мини-ТЭЦ, используя энергосберегающие паровые турбины, турбоприводы. Наши специалисты окажут профессиональную помощь при оценке целесообразности и эффективности Вашего проекта.


Связаться с продавцом

Конструкция паровых турбин PARSONS: Важной отличительной особенностью конструкции турбин является их быстрого производства под любые конкретные параметры эксплуатации. Турбина является основным элементом турбопривода и состоит: — Корпус турбопривода; — Двух крышек с направляющими сопловыми коробками; — Ротора с рабочими лопатками; — Двух корпусов с уплотнениями; — Четырех сопловых аппаратов; — Двух подшипниковых узлов вала ротора, закрепленных на несущей раме. Эксплуатационные характеристики: — Срок службыт — 40 лет; — Межремонтный период ремонта — 6 лет. Турбины комплектуются электрическими генераторами от ведущих российских и зарубежных производителей. Комплектно с паровой турбиной поставляются системы возбуждения, воздухоохладители, аппаратура термоконтроля, монтажные приспособления, фундаментная арматура и эксплуатационная документация. Для паровой турбины и котельной не требуется постоянный обслуживающий персонал, находящийся рядом с установками, поэтому контроль за работой оборудования будет выводиться на групповой щит мини-ТЭЦ, куда будут вынесены основные параметры работы энергетической установки (сигнализация о неисправностях, а также ключи управления).

Лицензии и сертификаты

Связаться с продавцом

Доставка и оплата

Транспорт, ж/д

Связаться с продавцом

Паровые электростанции мини-ТЭЦ

Малые теплоэлектроцентрали на паровом оборудовании весьма схожи с аналогичными сооружениями, работающими на газовом топливе. Функционал у паровой мини-ТЭЦ точно такой же – внутри комплексной установки вырабатывается не только электрическая, но и тепловая энергия, за счет чего источник потребления получает свет и обеспечивается горячим водоснабжением. Такое сооружение выгодно возводить непосредственно примыкающим к потребляющему объекту (например, жилой квартал, промышленное предприятие или крупная коммерческая организация), поскольку конструкция паровой мини-ТЭЦ технически позволяет это реализовать. Выгода заключается в том, что потери, неизбежные при транспортировке того или иного вида энергии, в данном случае сведены к нулю. Принципиальным отличием паровой мини-ТЭЦ от газовой является главный агрегат – здесь в качестве силовой установки чаще всего применяется паровая турбина.

 

Услуги строительства паровых мини-ТЭЦ

«БелЭнергоПроект» — это инжиниринговая компания, реализующая комплексные работы по строительству, обслуживанию и ремонту объектов энергетики. Среди услуг, оказываемых фирмой, фигурирует и возведение малых теплоэлектроцентралей на паровом оборудовании. Сотрудничество с «БелЭнергоПроект» по строительству мини-ТЭЦ подразумевает ведение процесса двумя путями, главное отличие которых является в том, готов ли предприниматель сразу выплатить стоимость заказа (а это, как известно, колоссальная сумма). В любом случае, оба варианта развития событий начинаются с обращения заказчика в компанию. Это можно сделать посредством телефонного звонка или с помощью размещения на сайте специального бланка-заявки, где клиент излагает технические требования к будущей паровой теплоэлектроцентрали.

Далее следуют составления проектных эскизов энергетического объекта, основанных на желаемых заказчиком характеристиках и территориальных возможностях. По достижении всех договоренностей между компанией и клиентом, а также утверждении обеими сторонами итогового проектного эскиза мини-ТЭЦ, наши инженеры приступают к непосредственному возведению паровой теплоэлектроцентрали.
Если финансирование работ проводит предприниматель, заказавший сооружение, то по окончании строительства объект сразу же переходит в собственность клиента. Если изначальное материальное обеспечение мероприятий со стороны заказчика невозможно, то нашей компанией в таком случае предусмотрено заключение специального энергосервисного контракта, по которому фирма оплачивает все расходы на возведение мини-ТЭЦ. Клиент, в свою очередь, постепенно будет гасить задолженность путем эксплуатационной аренды сооружения, право на которую он получает по завершении строительства (важно отметить, что спустя 9 лет аренды, заказчик также получает объект в собственность).

 

Наши преимущества

Обратившись в «БелЭнергоПроект», каждый клиент имеет право рассчитывать на следующие преимущества:

  • оказание услуг высококвалифицированными инженерами, имеющими сертификаты и допуски на проведение строительных мероприятий;
  • индивидуальный подход к заказчику и максимальное соблюдение при проецировании выдвинутых им технических требований;
  • сжатые сроки выполнения заказа, прописанные в договоре;
  • оптимальная цена, показатель которой достигается за счет наличия собственного склада оборудования и запасных частей;

юридическая чистота и гарантия.

как горячий пар превращается в электричество / Хабр

Учёные до сих пор бьются над поиском самых эффективных способов по выработке тока — прогресс устремился от гальванических элементов к первым динамо-машинам, паровым, атомным, а теперь солнечным, ветряным и водородным электростанциям. В наше время самым массовым и удобным способом получения электричества остаётся генератор, приводимый в действие паровой турбиной.

Паровые турбины были изобретены задолго до того, как человек понял природу электричества. В этом посте мы упрощённо расскажем об устройстве и работе паровой турбины, а заодно вспомним, как древнегреческий учёный опередил своё время на пятнадцать веков, как произошёл переворот в деле турбиностроения и почему Toshiba считает, что тридцатиметровую турбину надо изготавливать с точностью до 0,005 мм.

Как устроена паровая турбина

Принцип работы паровой турбины относительно прост, а её внутреннее устройство принципиально не менялось уже больше века. Чтобы понять принцип работы турбины, рассмотрим, как работает теплоэлектростанция — место, где ископаемое топливо (газ, уголь, мазут) превращается в электричество.

Сама по себе паровая турбина не работает, для функционирования ей нужен пар. Поэтому электростанция начинается с котла, в котором горит топливо, отдавая жар трубам с дистиллированной водой, пронизывающим котел. В этих тонких трубах вода превращается в пар.


Понятная схема работы ТЭЦ, вырабатывающей и электричество, и тепло для отопления домов. Источник: Мосэнерго

Турбина представляет собой вал (ротор) с радиально расположенными лопатками, словно у большого вентилятора. За каждым таким диском установлен статор — похожий диск с лопатками другой формы, который закреплён не на валу, а на корпусе самой турбины и потому остающийся неподвижным (отсюда и название — статор).

Пару из одного вращающегося диска с лопатками и статора называют ступенью. В одной паровой турбине десятки ступеней — пропустив пар всего через одну ступень тяжёлый вал турбины с массой от 3 до 150 тонн не раскрутить, поэтому ступени последовательно группируются, чтобы извлечь максимум потенциальной энергии пара.

На вход в турбину подаётся пар с очень высокой температурой и под большим давлением. По давлению пара различают турбины низкого (до 1,2 МПа), среднего (до 5 МПа), высокого (до 15 МПа), сверхвысокого (15—22,5 МПа) и сверхкритического (свыше 22,5 МПа) давления. Для сравнения, давление внутри бутылки шампанского составляет порядка 0,63 МПа, в автомобильной шине легковушки — 0,2 МПа.

Чем выше давление, тем выше температура кипения воды, а значит, температура пара. На вход турбины подается пар, перегретый до 550-560 °C! Зачем так много? По мере прохождения сквозь турбину пар расширяется, чтобы сохранять скорость потока, и теряет температуру, поэтому нужно иметь запас. Почему бы не перегреть пар выше? До недавних пор это считалось чрезвычайно сложным и бессмысленным —нагрузка на турбину и котел становилась критической.

Паровые турбины для электростанций традиционно имеют несколько цилиндров с лопатками, в которые подается пар высокого, среднего и низкого давления. Сперва пар проходит через цилиндр высокого давления, раскручивает турбину, а заодно меняет свои параметры на выходе (снижается давление и температура), после чего уходит в цилиндр среднего давления, а оттуда — низкого. Дело в том, что ступени для пара с разными параметрами имеют разные размеры и форму лопаток, чтобы эффективней извлекать энергию пара.

Но есть проблема — при падении температуры до точки насыщения пар начинает насыщаться, а это уменьшает КПД турбины. Для предотвращения этого на электростанциях после цилиндра высокого и перед попаданием в цилиндр низкого давления пар вновь подогревают в котле. Этот процесс называется промежуточным перегревом (промперегрев).

Цилиндров среднего и низкого давления в одной турбине может быть несколько. Пар на них может подаваться как с края цилиндра, проходя все лопатки последовательно, так и по центру, расходясь к краям, что выравнивает нагрузку на вал.

Вращающийся вал турбины соединён с электрогенератором. Чтобы электричество в сети имело необходимую частоту, валы генератора и турбины должны вращаться со строго определённой скоростью — в России ток в сети имеет частоту 50 Гц, а турбины работают на 1500 или 3000 об/мин.

Упрощённо говоря, чем выше потребление электроэнергии, производимой электростанцией, тем сильнее генератор сопротивляется вращению, поэтому на турбину приходится подавать бо́льший поток пара. Регуляторы частоты вращения турбин мгновенно реагируют на изменения нагрузки и управляют потоком пара, чтобы турбина сохраняла постоянные обороты. Если в сети произойдет падение нагрузки, а регулятор не уменьшит объём подаваемого пара, турбина стремительно нарастит обороты и разрушится — в случае такой аварии лопатки легко пробивают корпус турбины, крышу ТЭС и разлетаются на расстояние в несколько километров.

Как появились паровые турбины

Примерно в XVIII веке до нашей эры человечество уже укротило энергию стихии, превратив её в механическую энергию для совершения полезной работы — то были вавилонские ветряные мельницы. К II веку до н. э. в Римской империи появились водяные мельницы, чьи колёса приводились в движение нескончаемым потоком воды рек и ручьёв. И уже в I веке н. э. человек укротил потенциальную энергию водяного пара, с его помощью приведя в движение рукотворную систему.


Эолипил Герона Александрийского — первая и единственная на следующие 15 веков реактивная паровая турбина. Источник: American Mechanical Dictionary / Wikimedia

Греческий математик и механик Герон Александрийский описал причудливый механизм эолипил, представляющий собой закреплённый на оси шар с исходящими из него под углом трубками. Подававшийся в шар из кипящего котла водяной пар с силой выходил из трубок, заставляя шар вращаться. Придуманная Героном машина в те времена казалась бесполезной игрушкой, но на самом деле античный учёный сконструировал первую паровую реактивную турбину, оценить потенциал которой удалось только через пятнадцать веков. Современная реплика эолипила развивает скорость до 1500 оборотов в минуту.

В XVI веке забытое изобретение Герона частично повторил сирийский астроном Такиюддин аш-Шами, только вместо шара в движение приводилось колесо, на которое пар дул прямо из котла. В 1629 году схожую идею предложил итальянский архитектор Джованни Бранка: струя пара вращала лопастное колесо, которое можно было приспособить для механизации лесопилки.


Активная паровая турбина Бранка совершала хоть какую-то полезную работу — «автоматизировала» две ступки.

Несмотря на описание несколькими изобретателями машин, преобразующих энергию пара в работу, до полезной реализации было еще далеко — технологии того времени не позволяли создать паровую турбину с практически применимой мощностью.

Турбинная революция

Шведский изобретатель Густаф Лаваль много лет вынашивал идею создания некоего двигателя, который смог бы вращать ось с огромной скоростью — это требовалось для функционирования сепаратора молока Лаваля. Пока сепаратор работал от «ручного привода»: система с зубчатой передачей превращала 40 оборотов в минуту на рукоятке в 7000 оборотов в сепараторе. В 1883 году Лавалю удалось адаптировать эолипил Герона, снабдив-таки молочный сепаратор двигателем. Идея была хорошая, но вибрации, жуткая дороговизна и неэкономичность паровой турбины заставили изобретателя вернуться к расчетам.



Турбинное колесо Лаваля появилось в 1889 году, но его конструкция дошла до наших дней почти в неизменном виде.

Спустя годы мучительных испытаний Лаваль смог создать активную паровую турбину с одним диском. На диск с лопатками из четырех труб с соплами под давлением подавался пар. Расширяясь и ускоряясь в соплах, пар ударял в лопатки диска и тем самым приводил диск в движение. Впоследствии изобретатель выпустил первые коммерчески доступные турбины с мощностью 3,6 кВт, соединял турбины с динамо-машинами для выработки электричества, а также запатентовал множество новшеств в конструкции турбин, включая такую их неотъемлемую в наше время часть, как конденсатор пара. Несмотря на тяжёлый старт, позже дела у Густафа Лаваля пошли хорошо: оставив свою прошлую компанию по производству сепараторов, он основал акционерное общество и приступил к наращиванию мощности агрегатов.

Параллельно с Лавалем свои исследования в области паровых турбин вёл англичанин cэр Чарлз Парсонс, который смог переосмыслить и удачно дополнить идеи Лаваля. Если первый использовал в своей турбине один диск с лопатками, то Парсонс запатентовал многоступенчатую турбину с несколькими последовательно расположенными дисками, а чуть позже добавил в конструкцию статоры для выравнивания потока.

Турбина Парсонса имела три последовательных цилиндра для пара высокого, среднего и низкого давления с разной геометрией лопаток. Если Лаваль опирался на активные турбины, то Парсонс создал реактивные группы.

В 1889 году Парсонс продал несколько сотен своих турбин для электрификации городов, а еще пять лет спустя было построено опытное судно «Турбиния», развивавшее недостижимую для паровых машин прежде скорость 63 км/ч. К началу XX века паровые турбины стали одним из главных двигателей стремительной электрификации планеты.


Сейчас «Турбиния» выставляется в музее в Ньюкасле. Обратите внимание на количество винтов. Источник: TWAMWIR / Wikimedia

Турбины Toshiba — путь длиной в век

Стремительное развитие

электрифицированных железных дорог

и текстильной промышленности в Японии заставило государство ответить на возросшее электропотребление строительством новых электростанций. Вместе с тем начались работы по проектированию и производству японских паровых турбин, первые из которых были поставлены на нужды страны уже в 1920-х годах. К делу подключилась и Toshiba (в те годы: Tokyo Denki и Shibaura Seisaku-sho).

Первая турбина Toshiba была выпущена в 1927 году, она имела скромную мощность в 23 кВт. Уже через два года все производимые в Японии паровые турбины выходили из фабрик Toshiba, были запущены агрегаты с общей мощностью 7500 кВт. Кстати, и для первой японской геотермальной станции, открытой в 1966 году, паровые турбины также поставляла Toshiba. К 1997 году все турбины Toshiba имели суммарную мощность 100000 МВт, а к 2017 поставки настолько возросли, что эквивалентная мощность составила 200000 МВт.

Такой спрос обусловлен точностью изготовления. Ротор с массой до 150 тонн вращается со скоростью 3600 оборотов в минуту, любой дисбаланс приведёт к вибрациям и аварии. Ротор балансируется с точностью до 1 грамма, а геометрические отклонения не должны превышать 0,01 мм от целевых значений. Оборудование с ЧПУ помогает снизить отклонения при производстве турбины до 0,005 мм — именно такая разница с целевыми параметрами среди сотрудников Toshiba считается хорошим тоном, хотя допустимая безопасная погрешность на порядок больше. Также каждая турбина обязательно проходит стресс-тест при повышенных оборотах — для агрегатов на 3600 оборотов тест предусматривает разгон до 4320 оборотов.


Удачное фото для понимания размеров ступеней низкого давления паровой турбины. Перед вами коллектив лучших мастеров завода Toshiba Keihin Product Operations. Источник: Toshiba

Эффективность паровых турбин

Паровые турбины хороши тем, что при увеличении их размеров значительно растёт вырабатываемая мощность и КПД. Экономически гораздо выгодней установить один или несколько агрегатов на крупную ТЭС, от которой по магистральным сетям распределять электричество на большие расстояния, чем строить местные ТЭС с малыми турбинами, мощностью от сотен киловатт до нескольких мегаватт. Дело в том, что при уменьшении габаритов и мощности в разы растёт стоимость турбины в пересчёте на киловатт, а КПД падает вдвое-втрое.

Электрический КПД конденсационных турбин с промперегревом колеблется на уровне 35-40%. КПД современных ТЭС может достигать 45%.

Если сравнить эти показатели с результатами из таблицы, окажется, что паровая турбина — это один из лучших способов для покрытия больших потребностей в электричестве. Дизели — это «домашняя» история, ветряки — затратная и маломощная, ГЭС — очень затратная и привязанная к местности, а водородные топливные элементы, про которые мы уже писали — новый и, скорее, мобильный способ выработки электроэнергии.

Интересные факты


Самая мощная

паровая турбина: такой титул могут по праву носить сразу два изделия — немецкая Siemens SST5-9000 и турбина производства ARABELLE, принадлежащей американской General Electric. Обе конденсационных турбины выдают до 1900 МВт мощности. Реализовать такой потенциал можно только на АЭС.


Рекордная турбина Siemens SST5-9000 с мощностью 1900 МВт. Рекорд, но спрос на такие мощности очень мал, поэтому Toshiba специализируется на агрегатах с вдвое меньшей мощностью. Источник: Siemens

Самая маленькая паровая турбина была создана в России всего пару лет назад инженерами Уральского федерального университета — ПТМ-30 всего полметра в диаметре, она имеет мощность 30 кВт. Малютку можно использовать для локальной выработки электроэнергии при помощи утилизации избыточного пара, остающегося от других процессов, чтобы извлекать из него экономическую выгоду, а не спускать в атмосферу.


Российская ПТМ-30 — самая маленькая в мире паровая турбина для выработки электричества. Источник: УрФУ

Самым неудачным применением паровой турбины стоит считать паротурбовозы — паровозы, в которых пар из котла поступает в турбину, а затем локомотив движется на электродвигателях или за счет механической передачи. Теоретически паровая турбина обеспечивала в разы больший КПД, чем обычный паровоз. На деле оказалось, что свои преимущества, как то высокая скорость и надежность, паротурбовоз проявляет только на скоростях выше 60 км/ч. При меньшей скорости движения турбина потребляет чересчур много пара и топлива. США и европейские страны экспериментировали с паровыми турбинами на локомотивах, но ужасная надежность и сомнительная эффективность сократили жизнь паротурбовозов как класса до 10-20 лет.


Угольный паротурбовоз C&O 500 ломался почти каждую поездку, из-за чего уже спустя год после выпуска был отправлен на металлолом. Источник: Wikimedia

Паровые турбины малой мощности от 100 до 1 000 кВт — пт турбина на мини тэц

Главная → Каталог → Производство паровых турбин → Паровые турбины малой мощности 100 – 1 000 кВт (паровые микротурбины)

ГК ТУРБОПАР производит паровые турбины малой мощности от 100 кВт до 1000 кВт, предназначенных для утилизации избыточной энергии пара от паровых котлов. Внедрение паровых турбин малой мощности является эффективным мероприятием по энергосбережению. 

Паровые турбины ТУРБОПАР. Изготовлено в России

Номинальное давление свежего пара: до 3,9МПа 

 Конденсационные турбины 100-1000кВт

Номинальная мощность турбины:800 — 1000кВт

Номинальное давление свежего пара: до 3,9МПа

Расход пара на турбину: 14-36т/ч

Номинальная мощность турбины:100 — 1000кВт

Номинальное давление свежего пара: до 3,9МПа

Расход пара на турбину: 3-6,5т/ч

Основные технические характеристики паровой микро турбины TURBOPAR (паровые микротурбины) от 100кВт до 1 000кВт:

Мощность, кВт

100 – 1000

Частота вращения ротора:

-турбины, об/мин

-генератора, об/мин


3000
3000

Давление пара перед стопорным клапаном турбины, МПа

0,7 – 3,43

Температура пара перед стопорным клапаном турбины, °С

170 – 435

Давление пара в отборе, МПа
(поставляется с отбором или без отбора на выбор Заказчика)

0,2 – 0,8

Давление пара за турбиной, МПа

0,006 – 0,8

Расход пара, т/ч

2,5 – 35

Тип генератора

Асинхронный/Синхронный

Напряжение генератора, В

400/6300 (-5%+10%)

Тип охлаждения генератора

Воздушное, по разомкнутому контуру

Срок службы, не менее лет

25

Гарантийный срок эксплуатации, мес

18

Отправить ЗАПРОС на ПАРОВУЮ ТУРБИНУ прямо сейчас!
(заполните данные формы и мы сделаем подбор подходящего оборудования)

При использовании данной технологии (паровой турбины низкого давления), получение пара требуемых параметров на технологию происходит не путем дросселирования пара после котла (или снижением рабочего давления котла), как делают в большинстве котельных, а при помощи срабатывания пара в турбине с получением дополнительной энергии (тепло и электричество).

Таким образом, если Ваше предприятие приняло решение приобретать паровые котлы на давлении 10бар, 12бар, 16бар, 18бар и выше, целесообразно одновременно устанавливать паровую микро турбину и вырабатывать бесплатно до 1МВт электрической энергии. В большинстве Европейских стран такой политики придерживаются уже много лет. В том, числе и паровая турбина 200 кВт.

Паровую микро турбину все равно когда устанавливать: или когда только выбирают паровые котлы или в уже работающую котельную. Габариты турбины очень малы, поэтому ее можно ставить на любой свободной площадке размером 3х3м непосредственно возле котла.

Окупаемость внедрения мероприятия «паровая турбина низкого давления» зависит от тарифа на электроэнергию в вашем регионе и составляет 2-3 года. Паровая турбина цена от производителя.

Примеры паровых турбин низкого давления TURBOPAR установленных на промышленных предприятиях

Паровая турбина 310кВт установленная на сельхозперерабатывающем предприятии, в г. Дворец, вид топлива солома, костра.  Паровая турбина 150кВт установленная на перерабатывающем предприятии, в г. Дубровно, вид топлива солома, костра.  Паровая турбина 700кВт установленная на химическом заводе, в г. Чирчик, вид топлива газ.  Паровая турбина 250кВт установленная на заводе в г. Слоним, вид топлива газ.  Паровая турбина 150кВт установленная на спиртовом заводе в г. Чашники, вид топлива газ.

Энергосберегающая Турбина экономит 30 000 – 50 000$ в год!

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ! По данным технико-экономических расчетов Энергосберегающая Турбина 250 кВт (паровые турбины низкого давления или паровые микротурбины) экономит 30 000 – 50 000$ в год на внедряемых предприятиях.

Пример подбора паровой турбины малой мощности

Если на Вашем предприятии установлен котел производства БИКЗ или другой, Viessman, Wartsila, Ferroli, ICI Caldaie, Bderus и т.п. (главное, чтобы котел был паровой), который, к примеру, работает с параметрами свежего пара на выходе 13 атм. и расходом 10 т/час, а для технологии требуется давление пара 2 -4 атм., то устанавливается редукционная установка (РУ), которая снижает давление с 13 атм. до 2 -4 атм. При этом бесполезно теряется потенциальная энергия пара. Если вместо РУ установить паровую микро турбину, то будет получен источник электроэнергии мощностью около 250 кВт, что покроет собственные нужды котельной. Стоимость такой электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем покупаемая у энергосистемы. Потребление газа на таких мини-ТЭЦ возрастает в сравнении с исходным режимом работы котельной ориентировочно на 4-7 %. Паровая турбина 160 кВт.

Если в здании котельной не достаточно места для размещения можно использовать вертикальную паровую турбину. Вертикальная паровая турбина изготавливается только на мощности от 100кВт до 200кВт. Паровая турбина 180 кВт.

Малые паровые турбины  TURBOPAR производства ООО «Ютрон производство» предназначены для привода насосов, вентиляторов и других механизмов вместо электропривода, а также электрогенераторов для собственного производства электроэнергии (мини-ТЭЦ). Малые паровые турбины «Ютрон – Паровые турбины» можно использовать вместо РОУ.

Отработавший в турбине пар используется для технологических нужд и теплоснабжения.

Паровая турбина низкого давления имеет следующие показатели надежности:

  • срок службы между капитальными ремонтами – не менее 5 лет;
  • средняя наработка на отказ — не менее 7000 ч;
  • коэффициент готовности — не менее 0,98;
  • полный установленный срок службы — не менее 25 лет, за исключением быстроизнашивающихся деталей.

Система управления. Шкаф управления и защит

Система управления паровой турбины осуществляет измерение технологических параметров установки и параметров пара для обеспечения автоматического управления технологическим процессом и безопасных условий работы.

Паровая турбина низкого давления, примеры габаритных размеров далее:

Наши достижения:

Энергосберегающая паровая турбина 750 кВт и паровая турбина 850 ЮТРОН выиграла конкурс «ЛУЧШИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЭНЕРОЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ — 2009 » учрежденный Государственным комитетом Республики Карелия по энергетике и регулированию тарифов. Подробнее… >>  Продукция ГК ТУРБОПАР рекомендована Комитетом по энергетике и Инженерному обеспечению при Правительстве Санкт-Петербурга, для применения при проектировании и строительстве энергетических объектов. Подробнее … >>

Полезная информация: 

ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ

Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, 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. Общая эффективность паровых турбин (электроэнергия + тепло) доходит до ~85% в расчете на единицу потраченного топлива.


Фирма “Gandras Energoefektas” оказывает услуги по подбору и поставке паротурбогенераторов (далее ПТГ) с противодавлением (давление пара на выходе турбины до 0,7 бар абс.), а также конденсационных (давление пара на выходе турбины ниже 0,7 бар абс.).


ПТГ могут быть включены в тепловую схему котельных, пар которых используется для теплофикационных и технологических целей. Тем самым удается получить с минимальными капитальными затратами независимый от энергосистемы источник промышленной и бытовой электроэнергии, превратив котельную в мини – ТЭС.


При этом ПТГ должен работать параллельно с энергосистемой или другими источниками электрического тока, а в случае аварии в энергосистеме, ПТГ должен автоматически переходить в автономный режим, а после устранения аварии в системе, автоматически восстанавливать режим параллельной работы. Пар, отработавший в турбине, поступает на теплофикационные или технологические нужды.


Основные преимущества предлагаемых нами паровых турбин (производители: Германия, Италия, Россия, Украина):

  • Широкий выбор различных типов турбин: конденсационные, с противодавлением, с производственным отбором для пара низких, средних и высоких параметров.
  • Конструкция предлагаемых нами ПТГ позволяет использовать энергию пара низких параметров — давление 13 бар абс, температура насыщения, срабатываемую, как правило, в редукционных устройствах котельных. Такой пар, как правило, производится в котельных установках, работающих на биотопливе.
  • ПТГ электрической мощностью до 5 МВт представляет собой автоматизированный агрегат, все основные элементы и вспомогательные системы которого смонтированы на единой раме (свыше 5 МВт также все монтируется на единой раме, кроме генератора). ПТГ включает в себя паровую турбину, редуктор, электрогенератор, систему регулирования и автоматики, масляную систему, силовую раму. Сравнительно малые габариты позволяют устанавливать ПТГ на небольших площадках и низком фундаменте, при этом могут быть использованы свободные площади в котельной или других производственных зданиях.
    Основным преимуществом является сопловое регулирование расхода пара – возможность работы турбины в  зимнем режиме, когда турбина работает на 100 % мощности, и в летнем режиме, когда тепловая нагрузка уменьшается до 10 %.
  • Все типы турбин, в том числе и конденсатные, могут поставляться с выхлопом направленным вверх или вниз (по желанию Заказчика). Выхлоп направленный вверх, позволяет существенно сократить объем строительных и проектных работ,  по сравнению  с турбиной, у которой выхлоп направлен вниз или по оси – экономия составляет до 800 %; при этом нет необходимости высоко задирать подкрановые пути – будет экономия на строительстве каркаса машинного зала и подкрановых путей до 200 %.
  • Поставляемые нами турбины предназначена для эксплуатации в тяжелых условиях работы (heavy-duty design) – выдаваемая турбиной характеристика остается стабильной (не падает  КПД). На стадии подписания договора, по желанию Заказчика, может быть оговорено не ограниченное количество  пусков и остановок турбины (при этом время работы до капремонта и общий ресурс работы не будут сокращены). Турбины имеют сертификат NATO AQAP-110 (высший стандарт качества в проектировании и производстве машинного оборудования для использования в вооруженных силах НАТО), или технические условия, согласованные с военно-морским флотом Российской Федерации, что говорит о надежности, высочайшем качестве и простоте обслуживания.
  • Общая маслосистема для подачи масла на регулирование и смазку, расположение маслобака в раме турбины и сокращение длины маслопроводов до минимально возможной величины позволяют уменьшить объем масла, используемого на объекте. Это облегчит процесс согласования с пожарными инстанциями во время проектирования, строительства и эксплуатации, а также снизит во много раз риск протечек масла и его возгорания. Также данная конструкция ликвидирует необходимость строительства / монтажа маслопроводов, которые должны быть либо из нержавеющей стали (дорогостоящие), либо фосфатироваными (грязное, вредное производство требующее дополнительных затрат на проведение данных работ).
  • Ресурс паротурбогенераторов до капитального ремонта составляет до 120000 часов. Полный ресурс — до 40 лет.

 

Основные параметры паровых турбин

  • Номинальная мощность — 0,4 — 35 МВт
  • Давление свежего пара — 8 — 120 бар а
  • Диапазон измерения производственного отбора — по запросу
  • Заказчика Давление пара за турбиной — 0,13 — 25 бар а

 

Фирма “Gandras Energoefektas” предлагает полный комплекс услуг по установке оборудования на объекте у Заказчика: рекомендации по проектированию, монтаж, сборка, пуско-наладочные работы, испытательная эксплуатация, обучение персонала.

 

 

 

 

Конденсационные турбины

 

Турбины с противодавлением

Паровые турбины малой мощности

Паровые турбины небольшой мощности

Паровые микротурбины 50 — 3000 кВт

Паровые микротурбины относятся к турбинам небольшой мощности, и ставятся на существующих энергоисточниках с целью утилизации избыточной энергии пара с целью рационализации применения топлива и денег и являются важнейшим направлением в энергосберегающей технологии. Эта технология дает возможность получить добавочную электроэнергию, при рационализации инновационной схемы паровой теплогенерирующей установке.

К примеру, если на существующей теплогенерирующей установке есть паровой котел на давлении 4 бар абс и выше, если есть наличие излишка пара целесообразна установка паровой микротурбинуы мощностью от 50 кВт с целью выработки электрической энергии без внеочередных затрат на установку котлов, делая больше при этом суммарный КПД энергопредприятия. Цена этого электричества будет в несколько раз меньше, чем приобретение его у энергосистемы. Внедрение такой турбины возмещается на протяжении 2-3 лет.

Большой комплект вариантов конструкций микротурбин в диапазоне мощностей от 50 до 3000 кВт дает возможность подобрать модель, необходимую показателям эксплуатации. Так, к примеру, уже разработаны турбины мощностью в диапазонах 50 — 200 кВт; 200 — 700 кВт и 700 — 3000 кВт.

Если Ваше предприятие решило о покупке современных паровых котлов на давлении от 10 бар и выше, лучше также ставить паровую микро турбину и генерировать на тепловом потреблении до 3 МВт электроэнергии. Во множестве Стран Евросоюза такой политики придерживаются уже на протяжении многих лет. Паровую микро турбину можно ставить как во время строительства новой, так и на работающей паровой теплогенерирующей установке. Размеры турбины достаточно малы, ее разрешено устанавливать без больших расходов по реструкуризации всего помещения на любой свободной площадке рядом с котлом.

Турбоустановки производства Европы — это безопасная и экономичная работа как минимум 100 000 часов !

Важные свойства

  • Высокоэкономичное производство электричества из энергии пара
  • Безопасная и экономичная работа
  • Возможность регулирования расхода пара через турбину
  • Модульная конструкция с обычный монтаж
  • Малые капитальные расходы на процесс установки и эксплуатационный ввод
  • Служебный срок как минимум 100 000 часов.

Паровые микротурбины 50 — 200 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 50 – 200 кВт

Температура пара при входе: 130 — 350°C

Давление пара при входе: 4,0 — 35,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C — 315 °C

Давление пара на выходе: 1,1 — 6,0 бар.абс

Расход пара: 1,1 – 20,0 т/ч

Вес с рамой (нетто): 1,5 – 12,5 т

Время подъема нагрузки на всю мощность 10 мин

Паровые микротурбины 200 — 700 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 200 – 700 кВт

Температура пара при входе: 130 — 420°C

Давление пара при входе: 6,0 — 63,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C — 400 °C

Давление пара на выходе: 0,5 — 14,0 бар.абс

Расход пара: 4,0 – 25 ,0 т/ч

Вес с рамой (нетто): 6 – 8 т

Время подъема нагрузки на всю мощность 10 мин

Паровые микротурбины 700 — 3000 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 700 – 3000 кВт

Температура пара при входе: 130 — 380°C

Давление пара при входе: 6,0 — 40,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C — 280 °C

Давление пара на выходе: 0,5 — 14,0 бар.абс

Расход пара: 10 – 30 т/ч

Вес с рамой (нетто): 9 – 13 т

Время подъема нагрузки на всю мощность 15 мин.

Паровые микротурбины могут применяться на всех фирмах в которых есть источник пара:

  • Металлургические производства, имеющие контур охлаждения
  • Химические и фармацевтические заводы, использующие систему выпаривания
  • Паровые котельные установки, ТЭЦ и ГРЭС
  • Предприятия обработки дерева
  • Предприятия переработки сельхозпродукции
  • Предприятия по переработке отходов органики
  • Мусоросжигающие заводы

Copyright © 2012-2015 ООО «Хансаэнерго»
Поставки энергетического оборудования.

Мини-ТЭЦ с паровыми турбинами — решение существенных проблем небольшой энергетики

Мини-ТЭЦ с паровыми турбинами — решение существенных проблем небольшой энергетики

Главный энергетик ОАО «СКАИ» — Васюк О. А.

Главный инженер ООО «Промпривод» — Спагар И. Н.

Сейчас наряду с использованием электрогенерирующих устройств на базе газотурбинных установок и газопоршневых агрегатов в промышленной энергетике находят очень большее использование турбогенераторные установки с паровыми турбинами небольшой мощности.

Сейчас в мире как никогда важен вопрос энергосбережения. Постоянный рост расценок на источники энергии заставил по-иному посмотреть на результативность эксплуатации объектов небольшой энергетики — промышленно-отопительных теплогенерирующих установок. Для получения 1 МВт тепла применяется, в зависимости от мощности теплогенерирующей установке, от 17 до 40 кВт электрической энергии. При систематическом росте стоимости последней, это обстоятельство заставляет подумать о повышении рабочей эффективности теплогенерирующих установок. Лучшим решением вопроса считается реализация комбинированной выработки тепловой и электроэнергии на теплогенерирующих установок. Организация своей электрогенерации для большинства фирм – не только успешный, но порой и жизненно нужный способ оснащения безотказной подачи электрической энергии и удовлетворения растущих потребностей в новых мощностях, стоит еще сказать что это прекрасная возможность значительно уменьшить затраты на электричество. Когенерированный процесс находит все больше собственных приверженцев в силу существенного плюсы если сравнивать с раздельной выработкой электрической энергии и тепла.

Вот и на предприятии ОАО «Себряковский комбинат асбестоцементных изделий» (ОАО «СКАИ»), решили осуществить строительство мини-ТЭЦ. На теплогенерирующей установке установлены три паровых котла ДКВР-20-13, которые предоставляют паром производство, и были установлены два котла ПТВМ-30м, которые работали только во время зимы и обеспечивали отопительную нагрузку предприятия. Работа паровых котлов велась на режимах с давлением 7-8 кгс/см 2 . На производство пар отпускался после редукционной установки (РУ) давлением не больше 2 кгс/см 2 . Эти режимы паровых котлов в значительной степени ухудшали экономические показатели теплогенерирующей установке, а включение генераторов тепла в зимний отопительный сезон намного больше усугубляло результативность топливоиспользования.

Руководством предприятия была установлена задача, увеличить рабочую эффективность теплогенерирующей установке, путем снижения себестоимости отпускаемого тепла. Проанализировав самые разные мероприятия, служба главного энергетика пришла к выводу, что эту задачу можно сделать только посредством строительства своей мини-ТЭЦ.

Установка газотурбинных установок (ГТУ) «настойчиво попросила» бы значительных инвестиционных вложений. Да и печальный опыт смежного предприятия ОАО «Себряковцемент», сразу исключил установку ГТУ.

Установка газопоршневых агрегатов (ГПА) в большой мере позволила бы уменьшить покупку электрической энергии из сети, но не смогла бы обеспечить нагрузку тепла теплогенерирующей установке. Для покрытия тепловых нагрузок все равно понадобилось бы использовать паровые котлы. Да и анализ работы ГПА показал, что рабочие расходы на работы по обслуживанию ГПА значительно выделяются в большую сторону в отличие от паровых турбин. Благодаря этому, строительство когенерационной установки в составе ГПА, также отпал сам собой.

Профессионалы остановились на турбогенераторах с паровыми противодавленческими турбинами. Проанализировав все предлагаемые турбогенераторы, выбор был остановлен на турбогенераторах производства белорусского предприятия ООО «Промпривод». В выгоду данных турбин был создан по следующим причинам:

— низкая цена оборудования;

— надежность работы турбогенераторов;

— минимальные периоды времени изготовления и эксплуатационного ввода;

— легкость обслуживания;

— большой диапазон работы турбин;

При рассмотрении вопроса про выбор турбин, главную роль сыграло ознакомление с работающим оборудованием. Профессионалы ОАО «СКАИ» посетили предприятия в Республике Беларусь, где установлены и работают турбогенераторы, конкретно увидели в работе оборудование и получили отзывы от эксплуатирующего персонала.

Это турбогенераторы, не всегда отвечают современным требованиям установки на котельных для промышленности. Их технические параметры и габаритным характеристики не всегда соответствуют для маленьких промышленных и муниципальных теплогенерирующих установок. В силу конструкции паротурбинных установок, большие пропуски пара на неженатый ход, они имеют ограничение по эксплуатированию летом.

Турбогенераторы с паровыми турбинами, изготавливаемые в государствах запада, в основном подходят сегоднящним требованиям. Они мобильны, имеют большой к.п.д., оборудованы современными САУ. Но их цена во много раз больше цены подобного оборудования, производимого в Российской Федерации. Стоимость 1 кВт установленной мощности может достигать 1000 евро и более, без учета затрат на монтажные и пуско-наладочные работы.

Проанализировав все на данное время, выпускаются турбогенераторные установки, профессионалы ОАО «СКАИ» выполнили выбор в выгоду довольно дешевых, мобильных и обычных в работе турбогенераторов, производимых в Республике Беларусь предприятием ООО «Промпривод».

Конструктивно турбогенераторные установки сделаны в виде миниатюрного блока 100% заводской готовности, состоящего из противодавленческой паровой турбины и генератора который работает от электричества, расположенных на общей раме (рис.1).

Рис.1 Блочная турбогенераторная установка мощностью 315кВт

с паровой противодавленческой турбиной

Характеристики в техническом плане турбогенераторных установок показаны в таблице 1.

Паровые турбины небольшой мощности от 100 до 20 000 кВт

ГК ТУРБОПАР создает паровые турбины небольшой мощности от 100 кВт до 1000 кВт, которые предназначены для утилизации избыточной энергии пара от паровых котлов. Внедрение паровых турбин небольшой мощности считается практичным мероприятием по энергосбережению.

Паровые турбины


100 кВт – 1 МВт

Паровые турбины


1 МВт – 20 МВт

Турбопривод


1 – 20 МВт

Вертикальные приводные турбины 100-200 кВт

Паровая турбина 100 – 250 кВт

Паровая турбина 250 – 400 кВт

Противодавленческие турбины 800-1000кВт

Ключевые характеристики в техническом плане паровой микро турбины TURBOPAR (паровые микротурбины) от 100кВт до 1 000кВт:

Отправьте заполненный опросный лист на электронную почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас обязан быть включен JavaScript для просмотра.

Или выберите паровую турбину по телефону: +7 (495) 518-94-16

При эксплуатации этой технологии (паровой турбины малого давления), получение пара требуемых показателей на технологию происходит не путем дросселирования пара после котла (или снижением рабочего давления котла), как выполняют во множестве теплогенерирующих установок, а с помощью срабатывания пара в турбине с получением добавочной энергии (тепло и электричество).

Подобным образом, если Ваше предприятие решило покупать паровые котлы на давлении 10бар, 12бар, 16бар, 18бар и выше, лучше одновременно ставить паровую микро турбину и генерировать бесплатно до 1МВт электроэнергии. Во множестве Стран Евросоюза такой политики придерживаются уже на протяжении многих лет. В том, числе и паровая турбина 200 кВт.

Паровую микро турбину все равно когда ставить: или когда только подбирают паровые котлы или в уже работающую котельную установку. Размеры турбины достаточно малы, благодаря этому ее разрешено устанавливать на любой свободной площадке размером 3х3м конкретно возле котла.

Окупаемость внедрения мероприятия «паровая турбина малого давления» зависит от тарифа на электрическую энергию у вас в регионе и составляет 2-3 года. Паровая турбина цена от изготовителя.

Варианты паровых турбин малого давления TURBOPAR установленных на предприятиях промышленности

Энергосберегающая Турбина экономит 30 000 – 50 000$ в течении года!

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ! Согласно данным технико-экономических расчетов Энергосберегающая Турбина 250 кВт (паровые турбины малого давления или паровые микротурбины) экономит 30 000 – 50 000$ в течении года на внедряемых фирмах.

Пример выбора паровой турбины небольшой мощности

Если на Вашем предприятии поставлен котел производства БИКЗ или остальной, Viessman, Wartsila, Ferroli, ICI Caldaie, Bderus и т.п. (основное, чтобы котел был паровой), который, например, не прекращает работу с параметрами свежего пара на выходе 13 атм. и расходом 10 т/час, а для технологии требуется давление пара 2 -4 атм., то ставится редукционная установка (РУ), которая уменьшает давление с 13 атм. до 2 -4 атм. При этом бесполезно теряется возможная энергия пара. Если взамен РУ установить паровую микро турбину, то будет получен источник электрической энергии мощностью около 250 кВт, что покроет свои нужды теплогенерирующей установке. Цена такой электрической энергии в несколько раз меньше, чем приобритаемая у энергосистемы. Употребление газа на подобных мини-ТЭЦ увеличивается по сравнению с исходным рабочий режим теплогенерирующей установке примерно на 4-7 %. Паровая турбина 160 кВт.

Если в здании теплогенерирующей установке не много места для локации можно применять вертикальную паровую турбину. Вертикальная паровая турбина делается исключительно на мощности от 100кВт до 200кВт. Паровая турбина 180 кВт.

Малые паровые турбины TURBOPAR производства ООО «Ютрон производство» предназначаются для привода насосов, вентиляторов и остальных механизмов взамен электрического привода, и также электрических генераторов для своего производства электричества (мини-ТЭЦ). Малые паровые турбины «Ютрон – Паровые турбины» можно применять взамен РОУ.

Отработавший в турбине пар применяется для инновационных нужд и теплоснабжения.

Паровая турбина малого давления имеет следующие уровни надежности:

  • служебный срок между капитальными ремонтами – не меньше 5 лет;
  • средняя наработка на отказ — не меньше 7000 ч;
  • показатель готовности — не меньше 0,98;
  • полный четкий срок службы — не меньше 25 лет, кроме быстроизнашивающихся деталей.

Система управления. Силовой распределительный шкаф и защит

Система управления паровой турбины выполняет измерение инновационных показателей установки и показателей пара для оснащения автоматизированного управления инновационным процессом и безопасных рабочих условий.

Испытание самодельной паровой турбины на холостом ходу.


Навигация по записям

Противодавленческие турбины — ООО Промпривод

Увеличить

Противодавленческие турбины

Увеличить

Противодавленческие турбины

Увеличить

Противодавленческие турбины

Увеличить

Противодавленческие турбины

Увеличить

Противодавленческие турбины

Увеличить

Противодавленческие турбины

Противодавленческие турбины с повторным подводом рабочего тела

Паровая турбина выполнена на основе ступени давления с повторным подводом рабочего тела (рисунок 1).


Рисунок 1 

Такое конструктивное исполнение  позволяет реализовать на одном рабочем колесе принцип многоступенчатой турбины (от 3 до 7 ступеней).   После   любой  из ступеней  паровой  турбины могут быть организованы промежуточные отборы пара одного или нескольких давлений для нужд промышленных потребителей.

Сплошной контроль в ходе изготовления установок обеспечивает их высокое качество изготовления и высокие технические характеристики.

В силу применения в турбине  подшипников качения вместо подшипников скольжения система смазки значительно упростилась. Вместо громоздкой традиционной системы смазки с баками, насосами и пр. оборудованием в предлагаемой установке применена консистентная смазка подшипников качения. Это позволило снизить пожарную опасность системы смазки до нуля. Периодическое обслуживание заключается в пополнении объема смазки в обоймах подшипников.  Для смазки подшипников паровой турбины и генератора применяется высококачественная консистентная смазка, сохраняющая свои гарантированные свойства до температуры 150°С, что значительно превышает максимально-допустимую рабочую температуру металла подшипников (70 — 80°С).

Система удаления паровоздушной смеси от концевых уплотнений обеспечивает удаление и утилизацию протечек пара через концевые уплотнения вращающихся деталей. Удаление пара от концевых уплотнений производится  паровым эжектором отсоса уплотнений.

Трубопроводы пара, конденсата оборудованы фланцами для разъемного присоединения трубопроводов  первичного пара и  отработанного пара. Для отвода удаляемого пара от концевых уплотнений также предусмотрены фланцевые соединения.

Система дренажей с арматурой включает дренажную трубку с установленным запорным вентилем и фланцем для присоединения внешнего трубопровода. Эта конструкция обеспечивает отвод дренажа при прогреве паровой турбины и рабочего пара  при ее охлаждении из нижней части корпуса турбины.

Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду и обеспечения безопасности эксплуатации предусмотрен теплоизолирующий кожух турбины. Конструктивно он разъемный, состоящий из отдельных элементов.

Технические характеристики

Наименование показателя

Типы установок — Р

Рабочий диапазон

Мощность, кВт

100 – 350

Частота вращения валопровода ТГУ, об/мин

3000 +30

Параметры пара перед турбиной:   

— давление абс., МПа

— температура, 0С

— давление за турбиной абс., МПа

 

1,3 – 2,4

190 – 250

0,2 – 1,1

Расход пара, не более, т/ч

6 – 25

Аксиальные противодавленческие турбины

Аксиальные паровые турбины с противодавлением оснащены одним или двумя турбинными модулями с высокооборотистыми валами, на выступающем конце которых всегда установлено одно рабочее колесо турбины радиального или аксиального турбинного уровня. Тихоходный вал редуктора (с оборотами — обычно 3 000 об/мин или 1 500 об/мин) связан с ротором электрического генератора или иного приводимого агрегата.

Турбины серии I имеют один турбинный модуль, встроенный с высокооборотистым торцевым редуктором, который имеет один высокооборотистый вал с оборотами до 28 000 об/мин. Турбины серии II имеют два турбинных модуля, встроенных с высокооборотистым торцевым редуктором, который имеет два параллельных высокооборотистых вала с оборотами до 28 000 об/мин.

Основным преимуществом таких турбоагрегатов является более высокая эффективность по сравнению со стандартными одноколесными турбинами благодаря использованию высоких оборотов и широкому регистру турбинных уровней различных типов, которые как правило сконструированы на заказ, в целях достижения максимальной эффективности турбины.

В зависимости от диапазона регулируемых параметров пара аксиальные паровые турбины с противодавлением могут быть укомплектованы поворотными распределительными лопатками статора. Эта поворотная регулировка значительно повышает общую эффективность парового турбоагрегата в режимах работы турбины с отклонением от оптимальных.

Аксиальные паровые турбины с противодавлением типа позволяют использование регулируемого или нерегулируемого отбора пара из передающего трубопровода, соединяющего на стороне пара высоконапорный и низконапорный модуль. Давление в отборе может в широком диапазоне протока регулироваться при помощи поворотных распределительных лопаток низконапорного модуля.

Аксиальные турбины типа являются оптимальными для следующих параметров 

Входящий пар

  • давление: макс. 6,5 МПа абс.
  • температура: макс. 535 °C
  • проточное количество: макс. 60 т/час

Выходящий пар

  • давление: с 0,12 МПа абс. до 2,5 МПа абс.

Мощность на валу

  • с 500 кВт до 3 MBт

Amazon.com: Goshfun Mini Steam Turbine Engine JT-II Настольная модель, Металл Изысканный физический научный эксперимент Обучающий игрушечный двигатель Декор Подарок: игрушки и игры


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
Марка Гошфун
Размеры изделия ДхШхВ 3.82 х 2,24 х 2,83 дюйма
Вес предмета 235 грамм

  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Скорость около 40 000 об / мин. Турбинное колесо из латуни и алюминия.
  • Ротор из латуни, диаметр 41 мм. Шпиндель из нержавеющей стали 6мм. Есть два подшипника из нержавеющей стали.
  • Основание выполнено из алюминия, а поверхность окислена. Конструкция впускного фланца и середина кольцевого уплотнения.
  • Использовались четыре винта с шестигранной головкой из нержавеющей стали. Диаметр трансмиссионного колеса из нержавеющей стали составляет 12 мм.
  • С помощью инструмента для запуска паровой турбины принцип работы паровой турбины можно увидеть более интуитивно. Подходит для учебных пособий, настольных моделей, а также для любителей моделей. Для возраста: 14+
Паровые турбины модели

и мини-паровые турбины

На этой странице есть мои заметки о моделях паровых турбин.Я еще не построил, но планирую когда-нибудь.

Предупреждение : Будьте осторожны с паровыми и особенно паровыми турбинными двигателями. Двигатели работают за счет энергии и могут генерировать значительные силы. Паровые взрывы, поломки подшипников и другие заболевания могут быть чрезвычайно опасными!

В моем списке есть и полноценная газовая турбина, но модельные паровые турбины построить намного проще. Я считаю, что Богстандарт был первым, кто сообщил мне об их существовании через свои посты на доске HMEM, поэтому я посвящаю эту страницу как дань уважения ему и его замечательным «блестящим» проектам.

Справочный материал для паровой турбины

Первая современная паровая турбина была изобретена в 1884 году англичанином Чарльзом А. Парсонсом:

Первая турбина Парсона…

Есть два типа турбин, импульсные и реактивные:

Два вида паровых турбин. Большинство моделей будут «импульсными» турбинами…

Большинство моделей будут импульсными из-за трудностей построения сложных кривых для реактивной турбины.Большинство коммерческих турбин являются реактивными. В импульсной турбине скорость пара — это все, но есть компромиссы. Двигатель с пневматическим приводом будет генерировать наибольшую скорость с помощью сужающегося сопла, такого как описано для трехроторной турбины ниже. Однако пар нагревается и может расширяться. В этом случае предоставление большего объема непосредственно перед впрыском в лопасти ротора преобразует как можно больше тепла в скорость. Таким образом, расширяющееся сопло (такое как «трубное» сопло на турбине де Лаваля ниже) работает там лучше.

Еще одна проблема — эффективность работы по сравнению с числом оборотов в минуту. Одним из важных идей Парсона было использование последовательных стадий, каждая из которых немного увеличивала пар для извлечения максимальной энергии от расширения пара, а также спроектировал турбину, которая могла бы работать с немного более медленными оборотами, чем турбина его предшественника. Доктор де Лаваль:

В турбине де Лаваля использовались сопла в форме трубы для извлечения большей части энергии расширения из пара, но она работала со скоростями, которые были слишком высокими для материалов того времени, за исключением очень небольших применений.Хотя может получиться интересная модель!

Фактически, это использование нескольких ступеней и более постепенного расширения пара между ступенями, что приводит к большей эффективности при более низких скоростях, как в конструкции Парсона. Различные диаметры на каждой ступени позволяют расширить ротор паровой турбины мощностью 70000 л.с.:

Увеличение диаметра ротора учитывает расширение пара…

Вот ротор первой турбины Парсона:

Ротор с прямыми лопастями, должно быть, было сложно построить без ЧПУ!

Лезвия изготовлены из тянутой латуни.Каждое лезвие вставлялось в канавку с помощью клина, называемого на чертеже «дистанционной» деталью. Вот еще несколько лабиринтов, соединяющих каждую ступень:

Направляющие лезвия изменяют направление пара для следующего этапа…

В наше время я уверен, что форма лопастей основывается на аэродинамике, подобной тем, которые использовались при конструировании крыльев самолетов, но во времена Парсона такого понимания не было. Его формы были созданы методом проб и ошибок в сочетании с интуицией.Тем не менее, они не были лишены сложных знаний в других отношениях. Например, они определили, что оптимальная скорость лопасти составляет от 1/2 до 3/4 скорости пара, отсюда и очень высокие рабочие скорости этих турбин. Первая модель Парсона работала со скоростью 18 000 об / мин.

Разве это не прекрасная пышная турбина Парсонса?

Модели паровых турбин, которые я видел, не являются турбинами Парсона, это импульсные турбины, и, следовательно, ветер достигает смехотворно высоких скоростей.Хватит задуть подшипники, так что будьте осторожны! Было бы интересно увидеть модель Parsons, но проблема будет в значительно повышенной сложности многих роторов для постепенного расширения, а также в сложных формах для обработки на лопатках ротора и статора. Конечно, не невозможно, как мы видим модели газовых турбин, но не просто.

Однороторная импульсная паровая турбина Богстандарта

Богстандарт — (был, возможно, уже покинул форум) один из настоящих гениев на доске HMEM. Я многому научился у него и всегда восхищался прекрасным мастерством его моделей двигателей.

Вот фотографии из первой резьбы, одинарной турбины, которая действительно крутая.

Сырье и обработка «ковшей» на роторе…

Детали. Обратите внимание на отверстия для пара на корпусе. У первой версии с обеих сторон был плексиглас…

Мне финальная версия нравится больше. Тыльная сторона — плексиглас. Есть маленький швейцарский мотор, настроенный как генератор, и по мере увеличения оборотов вы видите, что светодиоды загораются один за другим.Модель прекрасна и украшена фирменными штрихами Богстандарта, делающими ее более декоративной.

Вот видео:

Этот был сделан «по спецификации» для модели яхтсменов. В конечном итоге они пришли к выводу, что доступное пространство на лодке и характеристики мощности сделали ее непрактичной. Эти турбины не вырабатывают большой мощности, пока не наберут более 10 000 оборотов в минуту, и чем больше оборотов вы им дадите, тем они более склонны к разгону. Понадобится редуктор 15 или 20: 1, а также какой-либо регулятор скорости, чтобы турбина не взорвалась своими подшипниками.Вот как это выглядит, когда дует модельная турбина:

Обратите внимание на измельченный корпус при взрыве ротора. Будьте осторожны при эксплуатации этих маленьких двигателей, чтобы не выйти за их пределы!

Возвращаясь к трем роторам, вот несколько фотографий (на этом гораздо больше!):

Эскиз. Обратите внимание, что крайний левый ротор — это реверсивный ротор, поэтому «ковши» идут в другую сторону?

Токарная обработка основной формы из фосфористой бронзы

В стекле ротора просверлены отверстия для облегчения…

Зеленые области на валу имеют накатку, чтобы удерживать вал и ротор вместе…

При запрессованном валу выполняются поверхностные пропилы для обеспечения баланса относительно вала…

Сейчас ведра режут.Получается довольно экзотично и красиво, не правда ли?

Квадратный блок помещается в токарный станок и выравнивается по центру насоса…

Сначала большие сверла, потом расточные. Вот хитрость, если вы не держите свои скучные стержни целиком в держателях. Используйте обычный инструмент, который, как известно, правильно установлен по центру, чтобы отметить заготовку…

Теперь выровняйте планку по этой отметке. Умный!

Ротор в сборе подходит сразу после расточки.Обратите внимание на балансировочные отверстия на роторе.

Отверстия сопла имеют размер 1/8 дюйма, за ними следует концевая фреза 3/16 дюйма для зенковки места для установки разъема. Далее идет работа с делительной головкой. Лицо с отметкой «верх» совмещалось по оси вращения с квадратом машиниста. Циферблатный индикатор повернут, чтобы убедиться, что ось параллельна оси X мельницы…

Теперь мельница выровнена по исходным отверстиям, стол перемещен на 3/8 ″, а головка повернута на 20 градусов для достижения правильного тангенциального угла для входного отверстия….

Вот выхлопные отверстия, которые намного больше, чем входные, для снижения противодавления…

Далее идут заглушки. Корпус наносится на материал торцевой крышки, а затем с помощью разделителей рисуется круг…

Торцевые заглушки обрезаны близко к контуру на ленточной пиле, чтобы избежать слишком частого прерывистого резания на токарном станке…

Посмотрите этот интересный трюк, чтобы закрепить заготовку. Во-первых, липкая лента на обратной стороне заготовок обеспечивает некоторое трение с патроном.Поместите кусок заготовки в челюсти достаточно большого размера, чтобы при затягивании челюстей они были немного меньше наружного диаметра заготовки…

Теперь прижмите заготовку к патрону с помощью подвижного центра, и все готово! Это еще одна причина, по которой Бог избежал неприятного прерывистого разреза: этот малярный скотч обеспечивает такое сильное трение!

Торцевые детали закрыты. Толщина примерно на 1/8 дюйма. Далее идет обработка гнезда подшипников. Это делается с помощью мягких кулачков на 4-кулачковом патроне (этот самоцентрирующийся, независимые губки не нуждаются в мягких кулачках), чтобы сделать его максимально точным.

Посадка подшипника хорошая, деталь переворачивается, и теперь повернута втулка, которая будет «отжиматься» к отверстию…

Отжим хороший, все начинает складываться…

Следующий этап — крышки подшипников. Инструмент с круглой пластиной дает довольно большой радиус…

Разошлись и вы можете посмотреть, как они выглядят…

Они должны быть одинаковой толщины, поэтому разница измеряется на поверхности плиты…

И они столкнулись в цанговом патроне…

Карманы подшипников вырезанные…

Пробная посадка выглядит хорошо.Вот крепеж для крепления торцевых крышек и крышек подшипников…

Довольно изысканно выглядит, не правда ли? Мне не хотелось бы пытаться пронести кого-нибудь за пределы службы безопасности аэропорта!

Только подумайте: вся эта кропотливая компоновка и настройка были бы тривиальными с ЧПУ…

Это проставки ротора. Они установлены с зазором 0,002 дюйма на обоих концах, чтобы учесть тепловое расширение…

Вот сужающееся сопло Бога, которое увеличивает скорость воздуха или пара, поступающего в турбину.Фактическая насадка крошечная!

Пора еще доработать концевые пластины. Сначала они помечаются на внутренней стороне (там, где это не видно!). Затем внешняя сторона подвергается окончательной облицовке, чтобы избавиться от старых следов писцов и оставить красивую блестящую поверхность. Это создает отличного босса для внешнего вида.

«Богстандарт» работает с ленточной пилой. Я все думаю, почему он не проделал больше работы на мельнице и не начал с квадратной детали, но, полагаю, ему нужна была точность и более тонкая обработка токарного станка…

Хорошая стрижка делает все лучше.На самом деле, это очень похоже на цельный кусок металла…

Более чистая и слегка закругленная концевая фреза приводит к монтажным блокам…

Результат не выглядит приятным? Требуется немного очистителя тормозов, чтобы избавиться от синих в отверстиях…

Выпускной коллектор — довольно сложная деталь…

Глубокий вырез для кармана. Бог изо всех сил старался обработать, не повредив параллели.Лучшим решением будет набор мягких губок с шагом в тисках…

Woohoo, хорошо смотрятся с этими большими выхлопными трубами! Вороненая деталь представляет собой латунную пластину: больше шика!

Отверстия аккуратно просверливаются, при этом пластина удерживается на месте двусторонней лентой…

Ooooohhhhh, Shiiiiinnnnnnyyyyyy!

Эскизы регулирующего клапана…

Корпус доводится до нужного размера, разбирается и вставляется в цанговый блок для поиска кромок…

3 отверстия просверливаются и затем возвращаются на токарный станок для расточки.Хммм, а почему бы не потрудиться первым? Думаю, он не допускает заусенцев из канала ствола…

Обрезаются две торцевые крышки…

На последней фотографии показано, как будет вырезаться канавка под уплотнительное кольцо…

Вал подходит, все хорошо…

Проверка посадки катушки.

Стержень для прецизионного сверла, удерживаемый деревянным клином, позволяет производить индикацию относительно отверстий. Прямая деталь в сверлильном патроне позволяет расположить центральное отверстие до 0.002 ″ под осью токарного станка. Я бы использовал для этого свой коаксиальный кабель Blake Coax, но не думаю, что на заводе Bog’s так много места Z…

Последний набор, чтобы очистить это 0,002, и крепежные отверстия можно просверлить…

Золотниковый клапан — это маленький острый кусок водопровода, не так ли?

Но бесполезно без катушки!

Паз с обеих сторон для соединения проходов….

Немного «сухой посадки» и пора серебряный припой…

Полностью покрывается пятнами, но его можно быстро очистить небольшой подушечкой из скотчбрайта…

Мрамор — отличная ручка для управления клапаном!

Готовая паровая турбина…

Смотри!

Вернуться на главную страницу проектов…

Присоединяйтесь к более чем 100 000 ЧПУ! Получайте наши последние сообщения в блоге, которые доставляются прямо на ваш почтовый ящик один раз в неделю бесплатно.Кроме того, мы предоставим вам доступ к некоторым отличным справочным материалам по ЧПУ, включая:

Как работает паровая турбина?

Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается с помощью паротурбинных двигателей — по данным Министерства энергетики США, более 88 процентов энергии в США производится с помощью паротурбинных генераторов на центральных электростанциях, таких как солнечные тепловые электрические, угольные и атомные электростанции. Предлагая более высокий КПД и низкую стоимость, паровые турбины стали неотъемлемой частью многих американских производств электроэнергии.

Первая паровая турбина

Первая современная паровая турбина была разработана сэром Чарльзом А. Парсонсом в 1884 году. Эта турбина использовалась для освещения выставки в Ньюкасле, Англия, и вырабатывала всего 7,5 кВт энергии. Теперь паротурбинные генераторы могут производить более 1000 МВт энергии на крупных электростанциях. Несмотря на то, что генерирующая мощность значительно увеличилась со времен Парсонса, конструкция осталась прежней. Но, как бы интуитивно ни был дизайн Парсонса, это не так просто, как пар, движущийся по лопастям.Он был основан на втором законе термодинамики и теореме Карно (), которая утверждает, что чем выше температура пара, тем выше эффективность электростанции. Давайте рассмотрим, как пар помогает приводить в действие большинство электростанций страны.

Как так много энергии забирают из пара?

Возвращаясь к школьной физике, вода кипит при 100 ° C. В этот момент молекулы расширяются, и мы получаем испаренную воду — пар. Используя энергию, содержащуюся в быстро расширяющихся молекулах, пар обеспечивает замечательную эффективность выработки энергии.

Учитывая высокую температуру и давление пара, неудивительно, что были случаи, когда аварии происходили из-за ненадлежащего использования или установки предохранительных клапанов. Один из самых заметных инцидентов произошел на атомной электростанции Три-Майл-Айленд. Все произошло из-за повышения давления пара, когда насосы, подающие воду на парогенераторы, перестали работать.

Как работает паровая турбина?

Проще говоря, паровая турбина работает с использованием источника тепла (газового, угольного, атомного, солнечного) для нагрева воды до чрезвычайно высоких температур до тех пор, пока она не превратится в пар.Когда этот пар проходит мимо вращающихся лопастей турбины, пар расширяется и охлаждается. Таким образом, потенциальная энергия пара во вращающихся лопатках турбины превращается в кинетическую энергию. Поскольку паровые турбины генерируют вращательное движение, они особенно подходят для привода электрических генераторов для выработки электроэнергии. Турбины соединены с генератором с осью, которая, в свою очередь, вырабатывает энергию через магнитное поле, которое производит электрический ток.

Как работают лопатки турбины?

Лопатки турбины предназначены для управления скоростью, направлением и давлением пара при его прохождении через турбину.Для крупномасштабных турбин к ротору прикреплены десятки лопастей, как правило, в разных наборах. Каждый набор лопастей помогает извлекать энергию из пара, а также поддерживает давление на оптимальном уровне.

Этот многоступенчатый подход означает, что лопатки турбины снижают давление пара очень небольшими приращениями на каждой ступени. Это, в свою очередь, снижает действующие на них силы и значительно улучшает общую мощность турбины.

Важность гибких средств управления для вращающегося турбинного оборудования

При таком большом количестве энергии, проходящей через паровые турбины, необходимы механизмы управления, которые могут регулировать их скорость, управлять потоком пара и изменять температуру внутри системы.Поскольку большинство паровых турбин находится на крупных электростанциях, которым требуются нагрузки по требованию, возможность регулировать поток пара и общую выработку энергии является необходимостью.

Как системы управления Petrotech могут повысить эффективность вашего паротурбинного генератора

Изобретение паровой турбины изменило нашу способность производить энергию в больших масштабах. И даже с такой, казалось бы, простой задачей, как пар, проходящий через набор лопастей, легко увидеть, что эти механизмы довольно сложны.Таким образом, им нужна рефлексивная интеллектуальная система управления паровой турбиной, в которой можно будет отслеживать и контролировать их работу. Усовершенствованные системы управления паровыми турбинами Petrotech для приводов компрессоров и генераторов имеют интегрированный пакет управления, который обеспечивает управление скоростью и производительностью. Наша продукция включает интегрированные системы управления для газовых и паровых турбин, генераторов, компрессоров, насосов и связанного вспомогательного оборудования. Чтобы узнать больше о наших элементах управления паровой турбиной, ознакомьтесь с нашими техническими документами по усовершенствованным элементам управления паровой турбиной для генераторов и механических приводов.

Прототип паровой турбины для производства солнечной энергии

Изготовление прототипа паровой турбины с прямым приводом с использованием местных материалов обеспечивает средства для подачи энергии и обработки тепла в автономные районы, недоступные из-за пересеченной местности. Использование технологий солнечной энергии для производства чистой энергии и тепла уменьшит загрязнение окружающей среды и глобальное потепление, вызванное сжиганием ископаемого топлива и других источников энергии на основе углерода. Плотность энергии ископаемого топлива выше, чем у неконцентрированной солнечной энергии, что делает их лучшим вариантом по сравнению с неконцентрированными солнечными источниками энергии.Высокая стоимость паровых тепловых турбин и ограниченные технические навыки использования местных материалов для строительства паровых турбин препятствовали реализации потенциала производства как малой, так и крупной энергии в Африке. Конструкция солнечной тепловой турбины с одноступенчатыми лопастными колесами была выполнена с использованием AutoCAD 2010. Лопасти были изготовлены из герметизированных древесностружечных плит рисовой шелухи, а кожух для пара был изготовлен из оцинкованного листа черного железа толщиной 0,0015. Компенсация для большего количества ступеней была сделана путем отправки жидкости, выходящей из турбины, в солнечный коллектор для повторного нагрева.Он был соединен с однофазным генератором и редуктором. Ротор был изготовлен из оцинкованной железной трубы. Средний КПД турбины составил 61,6%, а средний изоэнтропический КПД — 55,3%. Примерный КПД комбинированного редуктора и генератора составил 54,7%. Для сбора солнечного тепла использовались местные теплоносители. Прототип турбины был рассчитан на мощность 500 Вт. Он имел коэффициент тепловыделения 0,08. Условия на входе в турбину были следующие: средняя температура 112.8 ° C, среднее давление 2,7 × 10 5 Нм -2 , средняя энтальпия 3156 кДж / кг и средний расход пара 243,3 кг / час. Условия на выходе были следующими: средняя температура на выходе 97,3 ° C, средний расход пара 102,0 кг / час, среднее давление 1,20 × 10 5 Нм -2 и энтальпия 2103 кДж / кг. При использовании 6 М раствора хлорида натрия условия на входе в турбину были следующими: энтальпия 3789,1 кДж / кг при давлении 3,0 × 10 5 Нм –2 и энтальпия на выходе 2346.3 кДж / кг при давлении 1,05 × 10 5 м −2 , что может обеспечить технологическое тепло и электроэнергию для внесетевых областей.

1. Введение

Неблагоприятные изменения климата и загрязнение окружающей среды являются одними из ключевых вопросов, представляющих международный интерес из-за продуктов сгорания ископаемых энергоресурсов и материалов на основе биомассы, которые вызывают глобальное потепление и загрязнение окружающей среды. Технологии возобновляемых источников энергии позволяют решить проблему загрязнения окружающей среды и изменения климата, поскольку они имеют большое значение в смягчении последствий кризиса, связанного с загрязнением окружающей среды и изменением климата.

Благодаря согласованным усилиям по индустриализации, особенно со стороны развивающихся стран, спрос на электроэнергию в мире, по сути, огромен. Спрос на энергию, который постоянно увеличивался на протяжении многих лет, делает развитие технологий использования возобновляемых источников энергии необходимостью, а не вариантом, который действительно ведет к истощению запасов ископаемого топлива. В настоящее время на возобновляемые источники энергии приходится 18,2% мирового потребления энергии, а остальные 79,5% приходится на нефть, газ, уголь и 2.2% производится за счет ядерной энергии [1]. В частности, по сравнению с типичными SEGS, солнечные электростанции, использующие PTC, хорошо известны, а технология многообещающая [2]. Парниковые газы, такие как оксид углерода (IV) и оксид углерода (II), образующиеся при сгорании указанных материалов, повышают глобальную температуру, что затрудняет развитие концентрированной солнечной энергии и изменение парадигмы от традиционных видов топлива на основе углерода к возобновляемым источникам энергии. необходимость. Помимо сжигания, Jackson et al.[3] обнаружили, что сжигание ископаемого топлива вместе с производством цемента высвобождает около 90% всех выбросов оксида углерода (IV) в результате деятельности человека. Обезуглероживание с помощью солнечной энергии предсказывалось как единственный важный способ решения экологических и экономических проблем, вызванных изменением климата [4]. Спрос на энергию растет с увеличением населения мира, и в настоящее время технологии возобновляемых источников энергии могут не только обеспечивать электроэнергию, но и обеспечивать технологическое тепло. Повышенный спрос на чистую энергию и декарбонизацию еще больше обострил проблему энергетической безопасности [5].Экономические, экологические факторы и факторы безопасности учитываются при принятии решения о типе источника энергии для использования для производства электроэнергии и технологического тепла с учетом разнообразных потребностей политического направления, которое зависит от того, отдает ли страна приоритет обрабатывающим отраслям и переработке продукции или нет. Согласно Калогиру [6], среди альтернативных источников энергии инвестиции в солнечную энергию должны быть приоритетными, даже несмотря на то, что первоначальная стоимость установки выше. С точки зрения экономической жизнеспособности установлено, что солнечные энергетические системы обеспечивают электроэнергию, которая намного дешевле, чем обычная энергия, полученная из ископаемого топлива и биомассы, помимо солнечной энергии, не выделяющей загрязняющих веществ, которые производятся последней.В обычных обстоятельствах углеродные источники энергии, такие как уголь, являются предпочтительными и более привлекательными по сравнению с неконцентрированными солнечными источниками из-за их более высокой плотности энергии, что делает их более часто используемыми для производства электроэнергии с использованием котлов. Однако исследования возобновляемых источников энергии показывают, что солнечная энергия является наиболее подходящим ресурсом [7], где изучалась модель аналитического иерархического процесса. Кроме того, недавние исследования показали, что производство энергии с использованием технологии винтового детандера может обеспечить хороший КПД при низких и средних температурах источника тепла [2].В этом исследовании были получены 12,6% и 17,8% максимальной эффективности солнечной тепловой энергии и эксергетической эффективности, соответственно. Технология винтового детандера состоит из устройства прямого вытеснения роторного типа, которое отличается отсутствием высокоскоростных рабочих жидкостей, но при этом достаточно эффективно для удовлетворения потребности в энергии. Паровые турбины с противодавлением могут использоваться не только для выработки электроэнергии, но и для производства технологического тепла. Механическая энергия пара использовалась для перемещения ротора, который был связан со статором в магнитном поле.Преимущество использования паровых турбин с противодавлением состоит в том, что они могут быть модернизированы для совместного производства электроэнергии и технологического тепла в отраслях с высокими требованиями к технологическому теплу, таких как предприятия по переработке чая, в то время как, с другой стороны, они могут производить энергию для добычи полезных ископаемых, таких как медь. В целях производства рентабельной энергии цикл паровой турбины мощностью 900 МВт для внепроектной работы с использованием дымовых газов был использован для производства пара, что значительно повысило КПД электростанции [8]. Многоступенчатые паровые турбины, работающие по принципу цикла Ренкина, гарантируют, что выпуск пара высвобождает большую часть тепловой энергии перед выходом из турбины.Конвекционный идеальный цикл Ренкина работает при давлении от 30 кПа до 6 МПа при температуре на входе около 550 ° C. При проектировании паровой турбины, если фазовый угол между лопастями составляет от -45 ° до + 90 °, регистрируется вероятность возникновения флаттера сваливания [9]. Отношение фактической мощности, вырабатываемой турбиной, к мощности, которая вырабатывалась бы идеальной турбиной, соответствует термодинамической эффективности. Повышение КПД паровой турбины на 1% на мощность 500 МВт привело к минимальным выбросам оксидного газа углерода (IV) в окружающую среду [10].Для выработки промышленной энергии используются многоступенчатые паровые турбины, поскольку расширение пара происходит на всех стадиях, что приводит к большому преобразованию энергии. Однако паровые турбины не так конкурентоспособны, как винтовые детандеры, когда полезная потребляемая мощность меньше 2 МВт и для низкопотенциальных источников тепла [11]. Исследование показало, что паровые турбины производят около 90% всей электроэнергии, используемой в Соединенных Штатах Америки [12]. При исследовании солнечных систем было установлено, что вход в любую солнечную систему состоит из эксергии [13].Интенсивность солнечной энергии, которая меняется в зависимости от времени суток, определяет выходную мощность устройства, использующего технологию преобразования солнечной энергии, и в настоящее время возобновляемые источники энергии характеризуются низкими температурами и низкой теплотой сгорания, которые вызывают все больший интерес из-за их высокой доступности. для эксплуатации. Технологическое тепло пользуется большим спросом в таких отраслях, как переработка сельскохозяйственной продукции, где производятся материалы. В Индии 70% энергии в виде тепловой энергии используется для приложений при температуре ниже 250 ° C.Исследование по определению загрязнения окружающей среды от движения морских судов путем оценки производства и рассеивания выхлопных газов, выбрасываемых судами, в режиме маневрирования и при переключении с тяжелосернистого остаточного топлива на низкосернистое дистиллятное жидкое топливо в интересах смягчения последствий Загрязнение морской среды вызывает интерес к снижению загрязнения моря [14]. В этом исследовании доля выбросов загрязняющих газов в атмосферу оксида серы (IV) из-за портовой деятельности Неаполя составляет почти 40%, что является существенным показателем.В связи с этим становятся необходимыми технологии использования возобновляемых источников энергии для смягчения последствий загрязнения и изменения климата.

2. Материалы и методы
2.1. Изготовление турбины

Средства изготовления турбины были выполнены с использованием руководящих принципов проектирования Jawad [15]. В данном исследовании единый кожух был изготовлен из оцинкованных черных листов толщиной 2 мм. Ротор был соединен с генератором и коробкой передач. Для его изготовления использовалась оцинкованная железная труба толщиной 1,5 мм. Солнечный тепловой коллектор и теплообменник были спроектированы, изготовлены и испытаны [16,17].

При проектировании лопасти использовались следующие факторы: материал лопасти, центробежное изгибающее напряжение, а также нагрузка и динамическое давление. Прочность и вибрационные характеристики лопасти были проверены с использованием процесса определения времени срабатывания лопасти [18]. Изготовленная турбина представляла собой турбину с прямым приводом и одноступенчатой ​​системой лопастных колес, как показано на Рисунке 1. Лопатки турбины были синтезированы из рисовой шелухи и клейкой древесно-стружечной плиты из маниоки, которые были заключены в алюминиевый корпус толщиной 2 мм [19]. ДСП были синтезированы в исследовании по синтезу древесностружечных плит без использования вредного химического вещества формальдегида [20].Лопатки, изготовленные из ДСП, имели следующие размеры: толщина 0,015 м, радиус 0,02 м, вес 0,8 кг, длина 0,7 м. Пар расширялся в сопле внутри турбины. Уравнение турбины Эйлера, которое показано в уравнении (1), было использовано в конструкции лопатки [21]. Где и — энтальпии пара на входе и выходе, соответственно, и тангенциальные составляющие абсолютной скорости жидкости на входе и выходе, соответственно, W — относительная скорость, U — внутренняя энергия и обозначает состояние жидкости.Проектный макет был выполнен с использованием AutoCAD 2010. Подшипники турбины имели диаметр до 340 мм с передаточным числом от 0,4 до 0,21 L / D . В подшипниках вала использовались упорные подшипники. Турбина была рассчитана на частоту вращения ротора 2800 об / мин. Он был обработан с учетом контуров и соединительных деталей. Каждый конец имел подшипник, уплотнение для сальника и область соединения. На роторе производилась обработка осевых канавок под лопатки. Паровая турбина была соединена с одним редуктором, соединенным с однофазным генератором.В исследовании, проведенном Zachos et al. [22], метод конечных элементов был использован для расчета конструкции лопасти. Статический анализ и термический анализ использовались при проектировании лопасти. Лопасти изготавливались индивидуально и крепились к колесному диску. Концы движущихся лопастей были соединены с покрывающей лентой, которая действовала как изготовленный лабиринт, и она удерживала движущиеся лопасти для уменьшения вибрации. Радиальный зазор составлял 0,3 м. После сборки лопастей ротор был сбалансирован как статически, так и динамически.Балансировка ротора производилась на низкой скорости 500 об / мин с регулировкой веса в двух плоскостях, по одной на каждом конце ротора. Предусмотрена возможность варьирования резьбовых заглушек в резьбовых отверстиях. Четыре пьедестала изготовлены из прутков из оцинкованного железа диаметром 1 мм и длиной 0,3 м. Они поддерживали турбину через подшипники в фиксированном осевом направлении.


Каждая лопасть перед сборкой была сбалансирована отдельно. При статической балансировке груз перемещался параллельно оси ротора до тех пор, пока лопасть не уравновесилась.В этом исследовании ось масс не совпадала с осью вращения во время динамической балансировки. Баланс был достигнут за счет вырезания или добавления материала из ротора. Сверление, фрезерование и добавление материала выполнялись путем прикручивания и сварки противовесов в различных точках для достижения баланса. Ротор испытывался на скоростях от 500 до 3000 об / мин.

Трубчатый ротор из оцинкованной стали имел хорошее сопротивление ползучести, выдерживал высокие температуры и имел высокую вязкость разрушения.Отверстия подшипников были эллиптическими для обеспечения геометрии гидродинамической смазки. Круглые отверстия обрабатывались регулировочными шайбами ​​с горизонтальным разрезом. На валу использовался только один подшипник вала. Во время работы масло заливалось в подшипник вручную через вводные отверстия в двух диаметрально противоположных точках на горизонтальной осевой линии.

Вращающийся компонент состоял из цельного цельного кованного ротора с гидродинамическими опорами качения и муфт с гибкими элементами.Ротор имел наплавку проходов теста, а окончательные наплавочные швы были выполнены с использованием процесса SAW [23]. Диаметр конца сопла составлял 0,001 м, так что поток пара через сопло имел адиабатическое расширение. На сопло был нарезан регулирующий клапан для регулирования потока пара в турбину. Сопла изготавливались с поперечным сечением от 0,008 м до 0,001 м и располагались под углом 30 ° к лопасти. Используемый угол хорошо сравнивается с номером патента США US 3452132 [24].

Вместо использования ступеней жидкость, выходящая из турбины, подавалась обратно в турбину после повторного нагрева через солнечный коллектор. Конструкция ротора зависела от проточной части и размера входного патрубка, который составлял 0,001 м. Половинки были скреплены болтами, и между полукорпусами были вставлены резиновые уплотнения для предотвращения утечки пара из паровой камеры. Подшипники генератора имели передаточное число L / D от 0,45 до 1,82.

КПД турбины был протестирован с использованием различных теплоносителей и был определен с использованием уравнения (3) [25].

2.2. Рабочие характеристики турбины

Были определены следующие рабочие характеристики турбины: изоэнтропический КПД турбины (с использованием уравнения (4)), расход пара (кг / час), входное давление (Нм -2 ), выходное давление (Нм ). −2 ), температура на входе (° C), температура на выходе (° C) и полезный тепловой поток (Дж / Вт). Используемый генератор / редуктор имел КПД 54,7%.

Доля мгновенного пара, S f , была определена путем установки давления наддува с помощью клапана регулирования давления, а давление нагнетания было измерено с помощью манометра.Уравнение (2) использовалось для расчета доли мгновенного пара () с использованием таблиц пара [26]. Где — удельная энтальпия насыщенной воды на входе, — удельная энтальпия насыщенной воды на выходе, — скрытая теплота насыщенного пара на выходе при соответствующих давлениях и температурах. Таблицы пара (перегретого и насыщенного) использовались для определения доли мгновенного пара. Тепловые коэффициенты пара при различных температурах были получены из паровых таблиц [27].

Эффективность, η th в уравнении 3, по отношению к энтальпии теплоносителей, каждый раз и при различных условиях давления и температуры, где H out — выходная энтальпия теплоносителя и H в — энтальпия на входе теплоносителя, выраженная в процентах: где и — энтальпия на входе и выходе, соответственно.

Изэнтропический КПД паровой турбины был получен с использованием где — энтальпия пара высокого давления на входе, фактическая энтальпия выхлопного пара низкого давления и давление выхлопного пара низкого давления с учетом изоэнтропического расширения.Величины энтальпии были получены с использованием таблиц насыщенного и перегретого пара в отношении рабочих давлений и температур.

Подвод энергии был определен с использованием уравнения (5), которое является произведением массового расхода пара, и энтальпии пара на входе ,, [28]:

Выработка энергии определялась с использованием произведения: массовый расход пара на выходе, и энтальпия на выходе ,, как показано в следующем уравнении [28]:

Тепловой расход паровой турбины был определен как отношение полезного подводимого тепла к мощности турбины как показано в следующем уравнении:

2.3. Характеристики теплоносителя

Жидкости-теплоносители, а именно: 6 М раствор хлорида натрия, 4 М раствор хлорида натрия, 2 М раствор хлорида натрия, неиспользованное моторное масло, отработанное моторное масло, растительное масло 2 и растительное масло 1, были пропущены через параболический желобный солнечный концентратор, а затем в теплообменник с водой в качестве вторичной жидкости [16,17]. Изготовленная паровая турбина с противодавлением использовалась для производства технологического пара и электроэнергии. Пар из коллектора через теплообменник подавался во входную трубу турбины, где он расширялся на лопатках и выходил в выходной трубе.Температура измерялась термопарными датчиками, закрепленными на входе и выходе паровой турбины. Давление измеряли с помощью манометров пара с датчиками внутри впускного и выпускного патрубков паровой турбины. Расход пара измерялся с помощью цифровых массовых расходомеров, установленных на входе и выходе паровой турбины. Энтальпия пара, входящего и выходящего из паровой турбины, определялась с помощью таблиц перегретого и насыщенного пара. Интенсивность солнечной энергии измерялась с помощью солнечного измерителя мощности.Температура теплоносителя измерялась до и после выхода из солнечного коллектора. Вторичная жидкость, которая представляла собой воду, отводила солнечное тепловое тепло от жидкостей-теплоносителей. Теплообменник использовался для производства пара, подаваемого в турбину.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Характеристики паровой турбины

Рабочие характеристики изготовленной турбины были следующими: средний изэнтропический КПД 55,3%, средняя выходная мощность за цикл 450.8 Вт, максимальная выходная мощность 498,2 Вт, КПД генератора / редуктора 54,7%, соотношение мощность / тепло 0,08, давление на входе 3,60 × 10 5 Нм −2 до 2,5 × 10 5 Нм — 2 , средняя температура на входе 112,8 ° C, средняя температура на выходе 98,8 ° C, средний расход пара на входе 239,6 кг / ч, среднее давление на выходе 1,20 × 10 5 Нм −2 до 1,087 × 10 5 Нм −2 , а средний расход пара на выходе 102 кг / час.

При исследовании генераторов переменного тока крутящий момент был преобразован в мощность с КПД выше 90% [29]. Эффективность была выше, чем в этом исследовании, из-за лучшей проводимости используемого жидкого теплоносителя. Кроме того, эффективность в этом исследовании была ниже из-за изменений в интенсивности солнечной энергии во время сбора солнечной тепловой энергии.

Устройство с винтовым расширителем достигло высокого КПД 75%, где пара двойных спиральных винтовых роторов, охватываемый и охватывающий роторы, закреплены на параллельной оси и прикреплены к корпусу [2], по сравнению с другими устройствами преобразования пара.Так было и в этом исследовании, где эффективность была ниже из-за разницы в используемых технологиях.

Таблица 1 показывает средний КПД турбины по отношению к теплоносителям. Наблюдаемые различия в показателях эффективности, приведенные в таблице, обусловлены вариациями солнечного теплового тепла, проводимого жидкостями, когда они, соответственно, протекали через солнечный коллектор [17]. Солевые растворы проводят больше солнечного теплового тепла по сравнению с жидкостями на растительном масле, а моторные масла находятся между ними.Неиспользованное моторное масло проводит больше тепла по сравнению с использованным моторным маслом. Следовательно, КПД жидких теплоносителей колеблется от 61,5% до 41,15%.


Теплоноситель Средний КПД турбины (%)

6 М раствор хлорида натрия 61,5
4 М раствор хлорида натрия 61,05
2 М раствор хлорида натрия 58.6
Вода 54,8
Неиспользованное моторное масло 53,5
Отработанное моторное масло 49,6
Растительное масло 2 47,5
Растительное масло 1 41,15

В патенте США № 3452132 A, 300 ° C перегретого пара и давление в коллекторе величиной 1,0 × 10 10 Нм −2 асимметрично сталкивались с пряжей при угол 30 ° C, который был углом, обеспечивающим наибольшую мощность [30]; это было сделано для того, чтобы производить промышленное тепло.Стремясь улучшить характеристики паровой турбины, было установлено, что для удовлетворения промышленного спроса на электроэнергию потребуется высокоскоростная турбина с частотой вращения 45000 об / мин и небольшим размахом лопастей длиной 200 × 10 −6 м для оптимального КПД [31 ]. В этом исследовании производственное тепло и электроэнергия производились совместно.

3.2. Характеристики турбины с теплоносителями

Средняя энтальпия на входе 6 М раствора хлорида натрия составляла 3789,1 кДж / кг при давлении 3,01 × 10 5 Нм –2 , а энтальпия на выходе составляла 2346.3 кДж / кг при давлении 1,05 × 10 5 Нм −2 . В таблице 2 показаны энтальпии на входе и выходе других жидких теплоносителей при тех же условиях, что и для 6 М раствора хлорида натрия.

9000 Растительное масло 2

Теплоноситель Энтальпия на входе (кДж / кг) Энтальпия на выходе (кДж / кг)

4 М раствор хлорида натрия 3527.6 2211,3
2 М раствор хлорида натрия 3456,3 2176,1
Неиспользованное моторное масло 3377,4 2099,7
Отработанное моторное масло 30301,7 1812,4
27548,2 16921,3
Растительное масло 1 2404,6 13875,6

КПД турбины колеблется от 65% для малых турбин до 90% для больших коммерческие [32].В этом исследовании самая высокая температура пара, входящего в турбину, составляла в среднем 120 ° C, а температура жидкости, выходящей из турбины, составляла 98,0 ° C для средней мощности 487 Вт.

На рисунке 2 показано изменение расхода пара. расход и выходная мощность для жидких теплоносителей при средней интенсивности солнечной энергии 1103,8 Вт · м −2 . При мощности 479 Вт 6 М раствор хлорида натрия производил 298 кг / час пара при температуре 112 ° C и давлении 1,24 × 10 5 Нм −2 .Растительное масло 1 производило мощность 336,3 Вт, что давало расход пара 68,9 кг / час при температуре 97,5 ° C и давлении 1,04 × 10 5 Нм −2 . Скорость потока пара была выше для растворов хлорида натрия, в то время как для растительных масел она была ниже, как показано на рисунке 2. Это произошло потому, что растительные масла поглощали меньше солнечного тепла при прохождении через коллектор по сравнению с растворами неорганических солей и моторными маслами. . Неиспользованное моторное масло дает более высокий расход пара по сравнению с использованным моторным маслом.Это было связано с тем, что использованный двигатель содержал примеси, следовательно, более низкий расход пара. Характеристики моторных масел лежат между характеристиками солевых растворов и растительных масел. Массовый расход вторичного теплоносителя увеличивался с увеличением интенсивности солнечной энергии. Измерение выходной мощности и соответствующих средних расходов пара проводилось при средней интенсивности солнечной энергии 1103,8 Вт · м -2 . В этом исследовании ротор вращался со скоростью 2800 об / мин, что хорошо сравнимо с ротором в исследовании, проведенном Мисеком и Кубином [33], который вращался со скоростью 3000 об / мин.


Было обнаружено, что генератор должен вращаться с постоянной синхронной скоростью, которая находится в тандеме с частотой источника питания [34], что было в тандеме с выводами в этом исследовании.

4. Заключение

Паровые турбины, использующие энергию солнца, могут обеспечивать технологическое тепло и электроэнергию в автономных областях, недоступных из-за пересеченной местности. Местные технологии и материалы обладают потенциалом устойчивости и фактически могут использоваться для повышения спроса на энергию на местном уровне.Однако жидкий теплоноситель необходимо укрепить от разложения, чтобы снизить стоимость производства технологического тепла и электроэнергии. Пар, выходящий из турбины со средней температурой 109,0 ° C, использовался для нагрева питательной воды, поступающей в абсорбер в коллекторе, и повторно нагревается коллектором перед повторным входом в турбину. Наивысший КПД турбины составил 61,6% по сравнению с 6 М раствором хлорида натрия, в котором была достигнута самая высокая энтальпия.Условия эксплуатации турбины показывают, что турбина в этом исследовании может быть модернизирована для производства небольшой промышленной энергии и технологического тепла. Повышение рабочих температур жидких теплоносителей, так что они разлагаются при более высоких температурах и может привести к более высокому производству тепла и энергии. Кроме того, увеличение теплопроводности жидких теплоносителей увеличит энтальпию пара на входе, что приведет к увеличению технологического тепла и мощности, доступной для различных промышленных применений.Увеличенная мощность может быть использована для запуска средних промышленных предприятий, таких как фабрика по переработке фруктов и добыча полезных ископаемых.

Номенклатура
: Массовый расход (кг / ч)
: Эффективность в зависимости от энтальпии,%
: Изэнтропическая эффективность,%
: Расход энергии (Дж / с)
: Расход энтальпии (Дж / кг)
Сокращения 9001 4
об / мин: Оборотов в минуту
L / D : Отношение длины к диаметру
SAW: Сварка под флюсом
США: Соединенные Штаты Америки
NaCl: Раствор хлорида натрия
W : Относительная скорость в треугольнике скоростей
SEGS: Солнечные тепловые системы производства электроэнергии
Индексы 10 Внутренняя энергия
1 и 2: Входные и выходные потоки
и: Углы треугольника скорости на входе и выходе
: Газ
h : Энтальпия
вход: Вход
выход: Выход
f : Flash
U :
: Касательные составляющие абсолютной скорости.
Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что конфликта интересов нет.

Основы проектирования и анализа паровых турбин

Эффективное проектирование, анализ и интеграция паровых турбин могут помочь оптимизировать надежность подачи пара и общую энергоэффективность на вашем предприятии.

Паровые турбины — важные компоненты инженерных систем технологических установок. Они предлагают возможности для оптимизации надежности подачи пара, а также повышения энергоэффективности в масштабах всего предприятия. Паровые турбины наиболее распространены в нефтепереработке, производстве аммиака и мочевины, метанола, этилена и целлюлозно-бумажной промышленности, где они обычно рассчитаны на выработку 10–60 МВт энергии. Хорошая экономичность также возможна при небольших размерах от 2 МВт, которые более распространены в пищевой промышленности и производстве напитков, а также на малых и средних предприятиях в химической перерабатывающей промышленности (CPI).

Достижение благоприятных экономических показателей паровой турбины зависит от выбора правильного типа турбины (, например, противодавление по сравнению с конденсацией) в правильном размере, а также ее правильной интеграции с теплообменной сетью (HEN) в соответствии с соответствующим размещением принцип пинч-анализа.

В этой статье рассматриваются термодинамические зависимости и уравнения, связывающие условия потока пара и выходную мощность, которые полезны для предварительной оценки экономических показателей новых турбин и анализа производительности существующих агрегатов.

Основы

Любое устройство, преобразующее химическую энергию, содержащуюся в топливе, в механическую энергию (, т.е. валов) посредством сгорания, называется тепловым двигателем. Тепловые двигатели обычно классифицируются в соответствии с термодинамическим циклом, которому они следуют. Наиболее распространенными тепловыми двигателями в промышленности являются паровые турбины (цикл Ренкина), газовые турбины (цикл Брайтона) и двигатели внутреннего сгорания (цикл Отто).

Хотя газовые турбины также могут играть важную роль в экономической оптимизации систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) на производственных предприятиях, эта статья посвящена исключительно паровым турбинам.Паровые турбины имеют четыре типичных рабочих режима:

Рис. 1. Паровые турбины бывают разных конфигураций, включая (а) турбины с противодавлением (BPST), работающие в режиме когенерации, и (б) конденсационные турбины (CST) для выработки электроэнергии. Гибридные конфигурации, такие как (c) вытяжные турбины и (d) индукционные турбины, встречаются реже.

Паровые турбины с противодавлением (BPST) вырабатывают отработанный пар низкого давления (LP), который можно использовать для одного или нескольких технологических режимов нагрева (Рисунок 1a).Цели состоят в том, чтобы обеспечить процесс паром в количестве и давлении, требуемом для процесса, при выработке максимального количества энергии, чтобы снизить потребность в покупной энергии. Поскольку BPST одновременно вырабатывают два энергетических продукта (, т. Е. пар и мощность), они имеют эффективную тепловую мощность 4500–5500 БТЕ / кВтч, что в два-три раза лучше, чем у конденсационной турбины, даже после с учетом потерь энергии как котла, так и турбины.(Тепловая мощность — это количество топлива, которое тепловая машина преобразует в полезную мощность — чем меньше число, тем лучше. Минимально возможная тепловая мощность составляет 3 413 БТЕ / кВт · ч, что соответствует 100% преобразованию энергии топлива в энергию.)

Pure BPST используются в основном на промышленных предприятиях, которые работают в непрерывном режиме, где целью является высокая термодинамическая эффективность и относительно стабильные потребности в энергии. Обычно они имеют мощность 3–60 МВт.

Конденсационные паровые турбины (CST) отводят пар в конденсатор при атмосферном давлении или минимально возможном давлении, при котором он может конденсироваться с помощью имеющегося охлаждающего устройства (рис. 1b).В местах с готовой подачей воды охлаждение обычно осуществляется через замкнутый контур, который циркулирует через испарительную градирню. В засушливых регионах, таких как Ближний Восток, Северная Африка и Юго-Запад США, теплообменники с воздушным охлаждением обычно более практичны, чем водяные градирни.

Энергетические электростанции используют CST исключительно потому, что их цель состоит в максимальном увеличении выработки электроэнергии, и нет необходимости использовать тепло выхлопных газов от BPST в цикле выработки энергии Ранкина.Электростанции CST обычно имеют мощность более 100 МВт и имеют тепловую мощность от 11 000 до 16 000 БТЕ / кВт · ч, в зависимости от таких факторов, как давление и температура входящего пара, температура охлаждающей среды и изоэнтропический КПД турбины.

Экстракционно-конденсационные турбины (ECT) — это гибриды, в которых часть отработанного пара отбирается при давлении, достаточно высоком для технологического нагрева (режим когенерации), а остальная часть конденсируется охлаждающей установкой для выработки электроэнергии (режим без когенерации) (Рисунок 1c).Электроакустические системы менее распространены в промышленности, поскольку их дороже покупать и обслуживать, и их труднее контролировать.

Индукционные турбины — это гибриды, которые предлагают очень высокую эффективность системы, поскольку они извлекают энергию из пара, который в противном случае пришлось бы сбрасывать через дроссельный клапан (рис. 1d). Обычно они получают два источника входящего пара с разным давлением (, например, высокого давления и среднее давление) и выхлоп с одним более низким давлением ( e.g., атмосферное давление или вакуум).

На рис. 1d показан простой случай, когда подойдет индукционная турбина. Процесс является экзотермическим и генерирует больше пара низкого давления, чем требуется для технологического нагрева, но для других задач с более высокой температурой требуется пар высокого давления (ВД). Имея всего два уровня давления пара, необходимое количество пара высокого давления направляется прямо в процессы, которые в нем нуждаются, в то время как избыточный выхлоп из турбины конденсируется охлаждающей установкой для дополнительной выработки электроэнергии (режим без когенерации).Индукционные турбины встречаются еще реже, чем экстракционные, потому что их дороже покупать и обслуживать, и их труднее контролировать.

Расчет конструкции и номинальных характеристик

Процесс расширения, который происходит в паровой турбине с надлежащей изоляцией, по существу является адиабатическим процессом. Разница энтальпии между входящим и выходящим паром (без учета потерь на трение) почти полностью преобразуется в механическую энергию, которую затем можно использовать для привода насоса, компрессора или электрического генератора.

Рис. 2. Адиабатическое расширение пара в турбине наиболее удобно представить на энтальпийно-энтропийной (H-S) диаграмме Молье. Точка 1 = вход турбины, точка 2 = выхлоп низкого давления для технологического отопления (режим когенерации), точка 3 = выхлоп в конденсатор коммунального предприятия (режим выработки электроэнергии).

Этот процесс можно проследить на диаграмме энтальпии-энтропии (H-S), известной как диаграмма Молье. На диаграмме в качестве примера (Рисунок 2) путь от точки 1 к точке 2 представляет типичную операцию BPST на химическом заводе, целлюлозно-бумажном комбинате, нефтеперерабатывающем заводе или предприятии пищевой промышленности; Перегретый пар под давлением 600 фунтов на кв. дюйм при 700 ° F (точка 1) расширяется при прохождении через турбину и выходит при давлении 50 фунтов на квадратный дюйм (точка 2).Путь от точки 1 к точке 3 представляет работу CST с целью максимального производства электроэнергии, чтобы минимизировать потребность в импортируемой электроэнергии при нормальной работе или для компенсации временной потери импортируемой электроэнергии из сети. Пар высокого давления выпускается в условиях вакуума и конденсируется в охлаждающей жидкости.

Паровые турбины обычно вращаются со скоростью 3 000–15 000 об / мин. На этой скорости капли воды могут образовывать и разбалансировать лопасти турбины, вызывая серьезные механические повреждения. BPST обычно могут безопасно работать при влажности до 3% ( i.е., минимальное качество пара 97%). CST, специально разработанные для электростанций, могут выдерживать влажность до 10–12%. Технологическим установкам следует избегать нормальной работы в этом ограничивающем состоянии и стремиться оставаться не менее чем на 20 ° F выше точки росы отработанного пара.

Эти эксплуатационные ограничения необходимы для эффективного анализа выходной мощности турбины, будь то при проектировании или расчетах номинальных характеристик. Чтобы определить адиабатическую выходную мощность примера BPST (точки 1–2, рис. 2), мы сначала определяем полное изменение энтальпии для изоэнтропического расширения до давления выхлопа 50 фунтов на кв. Дюйм (от точки 1 до точки 2 *).Затем мы применяем изоэнтропический КПД (η T ), который является комбинированным показателем исходной конструкции машины и ее текущего механического состояния:

, где H 1 — энтальпия пара на входе высокого давления (Btu / фунт), H 2 — это фактическая энтальпия отработавшего пара низкого давления (БТЕ / фунт), а H 2 * — энтальпия отработанного пара низкого давления с учетом изоэнтропического расширения (британских тепловых единиц / фунт).

Адиабатическая выходная мощность может быть затем рассчитана по формуле:

, где Вт, — рабочая мощность (кВт), M — массовый расход пара (фунт / час), а 3412 — приблизительный коэффициент преобразования для преобразования BTU в кВтч.

Изэнтропический КПД не может быть определен точно, но его можно довольно точно оценить с помощью эмпирических корреляций, основанных на историческом промышленном опыте, которые обычно можно получить у поставщиков паровых турбин. При покупке паровой турбины рекомендуется требовать от всех участников торгов предоставить значения η T для каждой машины в диапазоне ожидаемых условий нагрузки. Мониторинг потери эффективности существующей турбины может обеспечить заблаговременное предупреждение о надвигающихся проблемах турбины.

Ссылка 1 предоставляет некоторые данные о реальной работе турбины, но набор данных слишком мал, чтобы делать общие выводы. Наиболее надежные и полезные корреляции для новых турбин можно найти в работе. 2. η T для паровой турбины может быть определен итеративно с использованием:

, где a и b являются функциями W (таблица 1). Определение значений a и b из таблицы 1 требует итеративного вычисления разницы между температурой насыщения на входе ( T sat, i ) и на выходе ( T sat, o ) в градусах. Цельсия (Δ T ).

GE 3D печатает мини-паровую турбину для опреснения воды — блог Geeetech

Когда дело доходит до технологии 3D-печати, General Electric сделала все возможное, создав множество деталей для реактивных двигателей, напечатанных на 3D-принтере, от топливных форсунок до турбинных систем. Но исследовательская группа из GE использует этот опыт и сокращает модель своей турбины, чтобы создать паровую турбину, способную опреснять воду. Миниатюрная паровая турбина, напечатанная на 3D-принтере, предназначена для замораживания морской воды и отделения солей путем сжатия и пропаривания воздуха, соли и воды через контур гиперохлаждения.Уменьшив размер, но сохранив мощную функцию паротурбинной системы, эти исследователи GE использовали свой опыт 3D-печати, чтобы передать ранее техническую и крупномасштабную технологию в наши собственные руки.

«97,5% запасов воды на Земле практически недоступны, потому что опреснение воды по-прежнему слишком дорого и сложно развертывать в больших масштабах», — сказал Виталий Лисянски, инженер-химик из лаборатории энергетических систем GE Global Research. «Поместив опреснение« на лед », мы надеемся изменить эту динамику.”

Детали, напечатанные на 3D-принтере, из которых состоит эта крохотная, но мощная паровая турбина, были разработаны и изготовлены с использованием технологий 3D-печати, разработанных в лаборатории аддитивного производства GE Global Research в Цинциннати. Причина уменьшения размеров паровой турбины была связана с длительным и крупносерийным производством полноразмерного аналога. Это потенциально может сделать технологию опреснения воды более доступной и доступной для населения. Замораживая жидкую соленую воду в полностью замороженный твердый материал, эта команда исследователей GE надеется решить давнюю проблему — сделать нашу океанскую воду полезной и устойчивой для жизни человека.

Проект получил критическую поддержку со стороны Министерства энергетики США, которое очень помогло GE с тестированием турбинных систем и производственными затратами. «В рамках нашей программы с Министерством энергетики США мы проверим возможность создания недорогой системы опреснения воды, которая основана на наших деталях паровой турбины и технических ноу-хау», — сказал Лисянски. «Если это сработает, процесс, который мы разрабатываем, может снизить стоимость опреснения на 20% по сравнению с более традиционными методами термического испарения.«Благодаря своему обширному опыту в области технологий 3D-печати, турбинных систем и инноваций в целом, GE дает нам потенциальную возможность владеть нашими собственными мощными и эффективными паровыми турбинами и, таким образом, иметь полный доступ к нашей собственной опресненной воде.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.