Parne turbine so bistvene naprave pri pretvorbi toplotne energije pare v mehansko ali električno energijo. Ima pomembno vlogo pri proizvodnji električne energije v termoelektrarnah in jedrskih elektrarnah. Marsikdo pa ne ve, kaj je parna turbina in kateri deli so njeni.
Zato bomo ta članek posvetili temu, da vam povemo Kaj je parna turbina in kateri so njeni glavni deli.
Kaj je parna turbina
Parna turbina je stroj, ki pretvarja energijo visokotlačne pare v rotacijsko mehansko energijo. Ta proces poteka s širjenjem pare skozi niz lopatic (ali lopatic), nameščenih na rotorju, ki ustvarja rotacijsko gibanje.
Delovanje parne turbine temelji na termodinamičnih principih. Prvič, para nastane v kotlu, kjer se voda pri visokem tlaku in temperaturi segreje v paro. Ta para se nato usmeri v turbino, kjer gre skozi stopnje fiksnih in gibljivih lopatic, ki preusmerjajo in pretvarjajo energijo pare v mehansko delo.
Deli parne turbine
Parna turbina je sestavljena iz več glavnih delov, od katerih ima vsak posebno funkcijo, ki zagotavlja njeno učinkovito delovanje. Čeprav obstaja veliko vrst turbin, imajo vse nekaj glavnih sestavnih delov.
- Ohišje (telo turbine): Zunanja struktura je tista, ki obdaja in ščiti notranje komponente. Služi tudi za zadrževanje pare in njeno usmerjanje na pravilna področja znotraj turbine. Ohišje je zasnovano tako, da prenese visoke pritiske in temperature.
- rotor: Je glavna gred turbine, na katero so nameščene gibljive lopatice. Rotor se vrti, ko para teče skozi lopatice in pretvarja energijo pare v rotacijsko gibanje.
- Rezila ali rezila: Obstajajo fiksne lopatice, ki so pritrjene na ohišje in preusmerjajo tok pare proti gibljivim lopatkam, in gibljive lopatice, ki so nameščene na rotorju in so tiste, ki prejemajo neposreden potisk pare, ki ustvarja rotacijski gibanje.
- ležaji: So mehanski elementi, ki podpirajo rotor in mu omogočajo gladko in stabilno vrtenje. Obstajajo podporni ležaji in potisni ležaji, ki zagotavljajo aksialni položaj rotorja in zmanjšujejo trenje.
- Parna tesnila: Preprečujejo uhajanje visokotlačne pare iz turbine skozi spoje med rotorjem in ohišjem. To zagotavlja učinkovito uporabo energije pare.
- Krmilni ventili: Uravnavajo pretok in tlak pare, ki vstopa v turbino. Ti ventili omogočajo prilagoditev ustvarjene moči glede na sistemske potrebe.
- Kondenzator: Čeprav ni neposredni del turbine, ima kondenzator pomembno vlogo pri hlajenju pare, potem ko gre skozi turbino, in jo pretvarja nazaj v vodo za recirkulacijo v sistem.
- Mazalni sistemi: Zagotavljajo gladko delovanje gibljivih delov turbine, kot so rotor in ležaji, brez prekomerne obrabe.
- Sistem za odvod zraka: Pri kondenzacijskih turbinah ta sistem odstrani zrak in nekondenzirajoče pline, ki bi lahko zmanjšali učinkovitost procesa.
Čemu je parna turbina?
Parne turbine imajo široko paleto aplikacij zaradi svoje sposobnosti učinkovitega pretvorbe parne energije v mehansko ali električno energijo. Glavni namen parne turbine je pretvarjanje toplotne energije pare v rotacijsko mehansko energijo. To mehansko energijo je mogoče uporabiti na dva glavna načina:
- Za ustvarjanje električne energije
- Za neposredno oskrbo z mehansko energijo
V večini elektrarn je parna turbina povezana z električnim generatorjem. Vrtilno gibanje rotorja turbine se prenaša na generator, ki to mehansko energijo pretvori v električno. To je najpogostejša uporaba parnih turbin na svetu.
V nekaterih industrijskih procesih se parne turbine uporabljajo neposredno za pogon strojev, kot so črpalke, kompresorji ali pogonski sistemi. To odpravlja potrebo po pretvarjanju energije v elektriko, zaradi česar je učinkovitejša za posebne aplikacije.
Področja uporabe parnih turbin
Parne turbine se uporabljajo na številnih industrijskih področjih, saj so temeljni del za proizvodnjo električne energije. Oglejmo si nekaj najpogosteje uporabljenih področij:
- Termoelektrarne: Za ogrevanje vode in proizvodnjo pare uporabljajo fosilna goriva (premog, zemeljski plin ali nafto). Para je odgovorna za pogon turbine, ki proizvaja električno energijo.
- jedrske elektrarne: V teh objektih toplota, potrebna za ustvarjanje pare, prihaja iz jedrskih reakcij v reaktorju. Parna turbina je povezava med jedrsko energijo in proizvodnjo električne energije.
- Geotermalne elektrarne: Izkoriščajo naravno paro v Zemlji za premikanje turbin in ustvarjanje električne energije na trajnosten način.
- Industrijski procesi: V kemični, petrokemični in rafinerijski industriji parne turbine poganjajo kompresorje in črpalke, ki so bistveni v procesih, kot so destilacija, hlajenje in stiskanje plina.
- Proizvodnja papirja: Parne turbine se uporabljajo v papirnicah za pogon težkih strojev in ustvarjanje toplote, potrebne za sušenje papirja.
- Ladijski pogon: V preteklosti so bile parne turbine pogoste na velikih plovilih, vključno s križarkami in vojaškimi ladjami, saj so nudile moč in zanesljivost. Čeprav so jih delno nadomestili dizelski motorji, se v nekaterih primerih še vedno uporabljajo.
- Soproizvodnja: V objektih, kjer sta električna in toplotna energija hkrati potrebna, parne turbine omogočajo, da se preostala toplotna energija procesa uporabi za ogrevanje ali industrijske procese.
- Obnovljiva energija: V sončnih termoelektrarnah ogledala koncentrirajo sončno svetlobo, da segrejejo tekočino, ki ustvarja paro, ki poganja turbino.
Kot lahko vidite, je parna turbina eden najpomembnejših elementov pri pridobivanju električne energije v številnih industrijskih območjih. Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj je parna turbina, čemu je namenjena in kateri so njeni glavni deli.