Energia presiunii aburului turbinei cu abur este transformată în paletele sale în energie cinetică care antrenează rotirea rotorului turbinei și un generator asociat, compresor și alte agregate. Turbinele sunt fabricate în mod tipic mai multe etape, în care aburul trece prin mai multe etape dispuse unul în spatele celuilalt.
În direcția fluxului se disting turbine axiale, în care fluxul de abur este direcționat de-a lungul axei rotorului și radial - în care fluxul de vapori este direcționat de la centru către periferia rotorului.
În funcție de natura procesului realizat de organismul de lucru, turbinele sunt împărțite în turbine active și reactive.
Într-o turbină activă, aburul se extinde numai în aparatul de ghidare. Forța de rotație este formată numai ca urmare a rotirii fluxului de abur de pe lamele.
În turbina cu jet, expansiunea fluidului de lucru are loc atât în aparatul de ghidare cât și în aparatul de lucru. Forța rotativă apare ca urmare a creșterii vitezei fluidului de lucru în timpul dilatării lamei.
Cea mai simplă schemă a unei centrale electrice cu abur este prezentată în Fig. 1,27
Abur din cazan de abur 1 este alimentat supraîncălzitor 2, în cazul în care este îndreptată spre turbina 3. Turbina de gaz este amplificata de lucru care produc și apoi este furnizat la condensatorul 4, unde este condensat cu apă de răcire. Condensul format de pompa de alimentare 5 este introdus în cazan și ciclul se repetă.
În centralele cu abur, se realizează ciclul circular propus de Renkin.
Să luăm în considerare ciclul teoretic Rankine pe diagrama pv.
4-5: încălzirea izobarică a apei în cazan înainte;
5-6: evaporarea apei la P1 = const;
6-1: supraîncălzirea aburului la T1 la P1 = const și;
1-2: expansiunea adiabatică a aburului în turbină;
2-3: disiparea căldurii izobarice la;
3-4: creșterea presiunii pompei de alimentare.
Apa din cazanul cu abur 1 la o presiune constantă P1 este încălzită la linia Tkip 4-5. Apoi, evaporarea are loc la o presiune constantă P1. de-a lungul liniei 5-6. Supraîncălzirea aburului se efectuează de-a lungul liniei 6-1. În turbină, aburul se extinde adiabatic de-a lungul liniei 1-2, după care intră în condensatorul 4, unde la P2 = const este condensat prin îndepărtarea căldurii cu ajutorul apei de răcire a liniei 2-3. Liniile 3-4 cresc presiunea în pompa de alimentare.
Același ciclu este reprezentat în diagrama TS.
3-4: încălzirea apei în cazanul cu abur la Tkip;
4-5: vaporizare la;
vol.5: abur saturat uscat;
5-1: supraîncălzirea aburului;
1-2: expansiunea adiabatică a aburului în turbină;
2-3: Condensarea aburului la.
entalpia de abur supraîncălzit în volumul 1; i1
entalpia apei care intră în boiler; I2
Pentru a obține 1 kg de abur în cazan, cantitatea de căldură este consumată
entalpia aburului de evacuare i2
Cantitatea de căldură eliminată de la 1 kg de abur în condensator este: (1.115)
În consecință, cantitatea de căldură consumată este:
Eficiența termică Rankine - este raportul dintre căldura utilă folosită pentru tot ce este consumat, și anume:
unde u este valoarea inițială și finală a entalpiei de abur în procesul adiabatic al extinderii sale în turbină;
- entalpie de lichid fierbinte sau de presiune P2.
Pentru abur supraîncălzit punct de pornire 1 este situat la intersecția t1 izotermelor și isobars P1 (starea inițială a turbinei). Punctul de proiectare 1 pe axa ordinii, găsim entalpia vaporilor i1. o expansiune adiabatică efectuarea de ea, o paralelă directă cu isobars Ordonata corespunzătoare presiune P2 obține punctul 2. Prin acest punct vom găsi evacuare abur entalpie i2.
Apoi munca obținută a ciclului
Un studiu detaliat al ciclului Rankine când schimbarea parametrilor fluidului de lucru al stării dorite conduce la concluzia că acest ciclu crește odată cu creșterea presiunii P1 primare și a temperaturii T1, iar scăderea inițială în P2 a presiunii în condensator.
Consumul specific de abur în implementarea ciclului ideal Rankine este determinat de:
Consumul specific de căldură:
Formulele considerate de noi determină și consumul specific de abur și căldură în ciclul ideal al centralei termice cu abur.
Ciclul actual este însoțit de pierderi inevitabile, ca urmare a creșterii consumului specific de abur și căldură. Astfel, într-o turbină cu aburi, procesul de extindere a unui abur este însoțit de pierderi asociate în principal cu frecare. Lucrarea de frecare se transformă în căldură, ceea ce mărește entalpia de abur în starea finală. Figura 1.9 prezintă schema unei turbine cu abur
1 ax; 2 roți de lucru; 3 lame de ghidare
Figura 1.26 - Turbină axială în mai multe etape
Rotorul turbinei constă dintr-un arbore 1, pe care rotoarele sunt fixate cu 2 lame. Între brațele lopate ale rotoarelor există lame de ghidare fixe 3. Aburul este furnizat la lamele prin intermediul unui aparat de ghidare în care aburul se extinde și obține o viteză mare.
Apoi, corpul de lucru, care trece de-a lungul lamei de lucru curbate, schimba direcția mișcării și dă o parte din energia sa cinetică, care merge la rotația rotorului. Ghidajul și rotorul formează stadiul turbinei.
În funcție de condițiile de funcționare și de scop, se disting următoarele tipuri de turbine cu abur:
1) Condensarea - în care aburul se extinde până la un vid adânc (kPa) creat în unitatea de condensare;
2) Turbine cu două presiuni, când, în afară de aburul proaspăt, în stadiul intermediar sunt furnizate o pereche de ciocane, prese, unități, pompe și altele similare epuizate;
3) Turbine de presiune, când aburul de evacuare al turbinei este extras cu presiune reziduală și utilizat pentru nevoile interne și de producție.
- Ce substanțe sunt folosite ca lichid de lucru în mașinile termice?
- Care sunt parametrii mediului de lucru?
- Care este diferența dintre gazele ideale și gazele reale?
- Cum este formulată prima lege a termodinamicii și care este expresia ei matematică?
- Care este entalpia materiei și cum este măsurată?
- De câte ori este capacitatea de căldură izobarică mai isocorică pentru două gaze atomice?
- Cum se schimbă entropia fluidului de lucru în procese ireversibile?
- Cum este formulată a doua lege a termodinamicii?
- Care este lucrarea gazului în procesul izocoric egală cu?
- Cum se va schimba densitatea gazului în procesul izobaric dacă temperatura absolută crește dublu?
- Care este lucrarea efectuată de gaze în procesul izotermic în cazul în care căldura Q este alimentată cu gaz?
- Din ce procese termodinamice se compune ciclul Carnot și ce este termic d?
- Care dintre ciclurile ICE oferă cea mai mare eficiență?
- Care sunt criteriile pentru evaluarea eficienței unui motor cu combustie internă?
- Care este gradul de uscare a aburului?
Teste de lucru independent
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: