L’abast de la turbina de vapor estava en evolució al mateix segle I, on aquest dispositiu s’assembla a una joguina. Llavors, es va inventar l'aplicació pràctica de la turbina de vapor i aquesta és la base per a la progressió d'altres tipus de turbines de vapor. El tipus modern de turbina de vapor va ser introduït l'any 1884 per la persona Charles Parsons, on la construcció inclou una dinamo. Més endavant, aquest dispositiu va guanyar protagonisme en la seva capacitat operativa i la gent va adoptar per implementar en les seves operacions. Aquest article descriu els conceptes relacionats amb el vapor turbina i la seva funcionalitat.
Què és la turbina de vapor?
Definició: La turbina de vapor es classifica com una màquina mecànica que aïlla l’energia tèrmica del vapor forçat i la converteix en energia mecànica. Com que la turbina produeix un moviment rotatori, és el més adequat per al funcionament dels generadors elèctrics. El propi nom indica que el dispositiu és conduït per vapor i quan el flux vaporós travessa les pales de la turbina, el vapor es refreda i s’expandeix donant gairebé la energia que té i aquest és el procés continu.
Turbina de vapor
Així, les fulles transformen l’energia potencial del dispositiu en la de moviment cinètic. D’aquesta manera, es fa funcionar la turbina de vapor per subministrar-la electricitat . Aquests dispositius fan ús de la pressió augmentada del vapor per fer girar els generadors elèctrics a velocitats extremadament més elevades, on la velocitat de gir d’aquests és màxima que les turbines d’aigua i els aerogeneradors.
Per exemple: una turbina de vapor convencional té una velocitat de rotació de 1800-3600 revolucions per minut gairebé 200 vegades més de voltes que la d’un aerogenerador.
Principi de funcionament de la turbina de vapor
El principi de funcionament d’aquest dispositiu es basa en el moviment dinàmic del vapor. L'augment pressió el vapor que surt dels brocs colpeja les fulles giratòries que estan ben ajustades al disc que es col·loca a l’eix. Com que a causa d'aquesta velocitat augmentada al vapor, desenvolupa una pressió energètica sobre les fulles del dispositiu, on l'eix i les pales comencen a girar en una direcció similar. En general, la turbina de vapor aïlla l’energia de la tija i la transforma en energia cinètica que després flueix a través dels brocs.
Equip a la turbina de vapor
Per tant, es realitza la transformació de l’energia cinètica mecànica acció a les pales del rotor i aquest rotor té una connexió amb el generador de turbina de vapor i això funciona com a intermediari. Com que la construcció d’un dispositiu és tan racional, genera un soroll mínim en comparació amb altres tipus de dispositius giratoris.
En la majoria de les turbines, la velocitat de la fulla giratòria és lineal a la velocitat del vapor que circula per la fulla. Quan el vapor s’expandeix a la mateixa fase monofàsica des de la força de la caldera fins a la força esgotada, la velocitat del vapor augmenta extremadament. Mentre que la principal turbina que s’utilitza a les centrals nuclears on la velocitat d’expansió del vapor és de prop de 6 MPa a 0,0008 MPa amb una velocitat de 3000 revolucions per 50 Hz de freqüència i 1800 revolucions a 60 Hz de freqüència.
Per tant, moltes plantes nuclears funcionen com un generador HP de turbina d’un eix que té una sola turbina de diverses etapes i tres turbines LP paral·leles, un excitador juntament amb la principal generador .
Tipus de turbina de vapor
Les turbines de vapor es classifiquen en funció de molts paràmetres i hi ha molts tipus. Els tipus a tractar són els següents:
Basat en el moviment Steam
Basats en el moviment del vapor, es classifiquen en diferents tipus que inclouen els següents.
Turbina d’impuls
Aquí, el vapor de velocitat extrema que surt del broquet impacta contra les pales giratòries que es col·loquen al rotor secció de perifèria. Com a causa del cop, les fulles alteren la seva direcció de rotació sense modificar els valors de pressió. La pressió causada per l'impuls desenvolupa la rotació de l'eix. Exemples d’aquest tipus són les turbines Rateau i Curtis.
Turbina de reacció
Aquí, l'expansió del vapor serà allà tant a les pales mòbils com a les constants quan la riera flueix a través d'aquestes. Hi haurà una caiguda de pressió contínua a través d’aquestes fulles.
Combinació de turbina de reacció i impuls
Basant-se en la combinació de turbina de reacció i impuls, es classifiquen en diferents tipus que inclouen el següent.
- Basat en etapes de pressió
- Basat en el moviment Steam
Basat en etapes de pressió
En funció de les etapes de pressió, es classifiquen en diferents tipus.
Etapa única
Aquests s’implementen per a l’encesa centrífug compressors, equips de bufador i altres eines del mateix tipus.
Turbina de reacció i impuls multifase
Aquests s’utilitzen en un rang extrem de capacitats, ja sigui mínim o màxim.
Basat en el moviment Steam
En funció del moviment del vapor, es classifiquen en diferents tipus.
Turbines axials
En aquests dispositius, el flux de vapor serà en la direcció paral·lela a l’eix del rotor.
Turbines radials
En aquests dispositius, el flux de vapor serà en la direcció que sigui perpendicular a l'eix del rotor, ja sigui que es facin una o dues fases de pressió menys en una direcció axial.
Basat en la metodologia de govern
Basant-se en la metodologia de govern, es classifiquen en diferents tipus.
Gestió de l’accelerador
Aquí, el vapor fresc entra a través d’una o més vàlvules d’accelerador que funcionen simultàniament, i això es basa en el desenvolupament de potència.
Gestió de broquets
Aquí, el vapor fresc entra a través d’un o més reguladors d’obertura seqüencial.
Gestió de by-pass
Aquí, el vapor impulsa tant la primera com l’altra fase intermedia de la turbina.
Basat en el procediment de caiguda de calor
Segons el procediment de caiguda de calor, es classifiquen en diferents tipus.
Condensació de turbines a través de generadors
En això, la força del vapor que és inferior a la pressió ambiental s’alimenta al condensador.
Extraccions de fase intermedia de condensació de turbina
En això, el vapor s’aïlla de les fases intermediàries comercials calefacció finalitats.
Turbines de contrapressió
Aquí, el vapor esgotat s’utilitza tant per a aplicacions de calefacció com per a indústries.
Turbines topping
Aquí, el vapor esgotat s’utilitza per a la condensació de turbines de força menor i mitjana.
Basat en les condicions de vapor des de l’entrada fins a la turbina
- Menys pressió (1,2 ata 2 ata)
- Pressió mitjana (40 ata)
- Alta pressió (> 40 ata)
- Molt alta pressió (170 ata)
- Supercrític (> 225 en amunt)
Basat en aplicacions industrials
- Velocitat de rotació fixa amb turbines estacionàries
- Velocitat de rotació variable amb turbines estacionàries
- Velocitat de rotació variable amb turbines no estacionàries
Diferència entre la turbina de vapor i la màquina de vapor
La diferència entre aquests dos es mostra a continuació.
| Turbina de vapor | Màquina de vapor |
| Pèrdua mínima de fricció | Pèrdua màxima per fricció |
| Bones propietats d'equilibri | Propietats d'equilibri pobres |
| La construcció i el manteniment són senzills | La construcció i el manteniment són complicats |
| Pot ser bo per a dispositius d'alta velocitat | Només funciona per a dispositius de velocitat mínima |
| Generació uniforme d'energia | Generació d'energia no uniforme |
| Eficiència millorada | Menys eficiència |
| Apropiat per a grans aplicacions industrials | Apte per a aplicacions industrials mínimes |
Avantatges / Desavantatges
El avantatges d’una turbina de vapor són
- La disposició de la turbina de vapor necessita un espai mínim
- Funcionament simplificat i sistema fiable
- Requereix menys cost operatiu i només té espais mínims
- Elevada eficiència en els camins de vapor
Els desavantatges d’una turbina de vapor són
- Com que a causa de l'augment de la velocitat, hi haurà pèrdues per fricció millorades
- Té una efectivitat mínima, la qual cosa significa que la proporció de la fulla amb la velocitat del vapor no és òptima
Aplicacions de la turbina de vapor
- Turbines de pressió mixta
- Implementat en dominis d'enginyeria
- Eines de generació d'energia
Preguntes freqüents
1). Què és l’eficiència d’una turbina de vapor?
Es defineix com la proporció de treball realitzat a les pales giratòries sobre tota l’energia subministrada calculada per un quilogram de vapor.
2). Quina turbina és més eficient?
Les turbines més eficients són les turbines d’impuls.
3). Com augmenta l’eficiència de la turbina de vapor?
L'eficiència es pot augmentar mitjançant el reescalfament de la turbina de vapor, la recuperació de l'alimentació de la turbina i el cicle de vapor binari.
4). Què és el generador de turbines de vapor ?
És el dispositiu inicial de transformació d'energia de la central elèctrica.
5). Com pot convertir el vapor una turbina?
Mitjançant l'escalfament de l'aigua a la temperatura que es converteix en vapor.
Tot es tracta de turbines de vapor. El bon equilibri de rotació i el mínim cop de martell permeten utilitzar aquests dispositius en diverses indústries. La qüestió que sorgeix aquí és saber sobre el aplicacions de les turbines de vapor .
