Классификация паровых турбин виды и особенности (5 видео)

Паровые турбины – это устройства, которые преобразуют тепловую энергию пара в механическую работу. Они широко используются в различных отраслях промышленности и энергетики благодаря своей высокой эффективности и энергосберегающим характеристикам.

Существует несколько различных видов паровых турбин, которые различаются по своей конструкции и принципу работы. Одним из основных параметров, по которому они могут быть классифицированы, является число ступеней турбины. Так, паровые турбины могут быть одноступенчатыми, многоступенчатыми или компаундными.

Одноступенчатые турбины представляют собой простейшую форму турбины, где пар поступает в одну ступень и совершает работу только в этой ступени. Многоступенчатые турбины имеют несколько ступеней, что позволяет повысить степень выпаривания пара и повысить эффективность работы турбины. Компаундные турбины, в свою очередь, имеют несколько ступеней поступления пара и ступеней выпаривания, что позволяет еще более повысить эффективность работы паровой турбины.

Очень важным параметром при проектировании паровых турбин является их класс мощности. Классификация по мощности позволяет отделить крупные, средние и малые паровые турбины. Крупные паровые турбины используются в стационарных энергетических установках и способны развивать мощность до 1200 МВт и более. Средние и малые паровые турбины, как правило, используются в промышленности и имеют мощность от нескольких сотен до нескольких тысяч кВт.

Содержание

Виды паровых турбин
Универсальные паровые турбины:
Конденсационные паровые турбины:
Реактивные паровые турбины:
Специализированные паровые турбины:
Одноосевые паровые турбины:
Многовальные паровые турбины:
По способу подачи пара:
Импульсные паровые турбины:
Реактивно-импульсные паровые турбины:
По степени выпаривания:
Низкодавловые паровые турбины:
Среднедавловые паровые турбины:
Высокодавловые паровые турбины:
По степени израсходования воздуха:
Паровые турбины с нормальными потерями:
Паровые турбины с умеренными потерями:
Паровые турбины с высокими потерями:
🔍 Видео

Видео:Классификация паровых турбинСкачать

Виды паровых турбин

Паровые турбины разделяются на несколько основных видов в зависимости от конструкции и принципа работы:

Вид	Описание
Радиальные (поперечные) турбины	Турбины с радиальным направлением потока пара. Характеризуются высокой эффективностью и компактностью. Широко применяются в промышленности.
Осевые (лучевые) турбины	Турбины, в которых поток пара перемещается в осевом направлении. Основное применение — в энергетической отрасли, например, в паровых электростанциях.
Смешанные турбины	Турбины, комбинирующие элементы радиальных и осевых турбин. Обладают высокой эффективностью и гибкостью работы.

Кроме того, существуют специальные виды паровых турбин, такие как конденсационные турбины, у которых пар после прохождения через турбину конденсируется, и реактивные турбины, где скорость пара меняется, создавая реактивную силу.

Выбор видов паровых турбин зависит от требуемой производительности, условий эксплуатации и применения.

Видео:Принцип работы паровой турбиныСкачать

Универсальные паровые турбины:

Универсальные паровые турбины предназначены для работы с различными типами пара, включая сухие и смешанные пары. Этот тип турбин может использоваться в широком спектре промышленных и энергетических установок.

Универсальные паровые турбины обладают гибкостью в выборе температуры пара, что позволяет оптимизировать работу установок в зависимости от потребностей процесса. Также они способны принимать переменный расход пара, что особенно важно для энергетических объектов, где изменение нагрузки может быть значительным.

Кроме того, универсальные паровые турбины обладают высокой эффективностью и надежностью работы, что делает их востребованными в различных отраслях промышленности. Важным преимуществом универсальных паровых турбин является их компактность, благодаря которой их можно устанавливать даже в ограниченных пространствах.

Конденсационные паровые турбины:

Конденсационные паровые турбины предназначены для работы с конденсацией пара по истечении из рабочей части турбины. Они широко используются в энергетической промышленности для производства электроэнергии.

Особенностью конденсационных паровых турбин является наличие конденсатора, который позволяет собирать и использовать сконденсированный пар в цикле турбины. Это позволяет повысить эффективность работы и снизить потери энергии.

Принцип работы конденсационных паровых турбин заключается в подаче высокотемпературного пара на лопатки турбины, где его энергия переходит в механическую энергию вращения турбинного вала. После прохождения через рабочую часть пар конденсируется в конденсаторе, а полученная энергия используется для привода генератора электроэнергии.

Конденсационные паровые турбины имеют высокий уровень эффективности и мощности, что делает их привлекательными для применения в крупных энергетических установках. Они обладают надежной конструкцией и хорошей устойчивостью к различным условиям эксплуатации.

Однако, конденсационные паровые турбины требуют определенных условий для эффективной работы, таких как наличие охлаждающей воды для конденсации пара и поддержание рабочего давления. Поэтому они наиболее распространены вблизи водоемов или используются в системах с рециркуляцией воды.

Конденсационные паровые турбины играют важную роль в производстве электроэнергии и являются важной компонентой энергетического сектора.

Реактивные паровые турбины:

Основным отличием реактивных паровых турбин является использование реактивного движения пара, основанного на законе сохранения импульса. В данном типе турбин пар выходит из наружной части рабочего колеса через сопло со скоростью, близкой к скорости звука.

Реактивные паровые турбины часто применяются в авиационной промышленности для привода двигателей самолетов и вертолетов, так как они обеспечивают высокую мощность и эффективность. Они также широко применяются в морской промышленности для привода судов различного типа.

Реактивные паровые турбины имеют ряд преимуществ, таких как высокая мощность и эффективность, надежность и долговечность. Однако они требуют сложной конструкции и специального технического обслуживания.

В целом, реактивные паровые турбины являются важной частью современной энергетики и промышленности, обеспечивая высокую энергоэффективность и экономичность процессов.

Видео:Самые мощные паровые турбины для ТЭС, АЭС и атомных ледоколов. Экскурсия на турбинный заводСкачать

Специализированные паровые турбины:

Кроме базовых типов паровых турбин, существуют и специализированные конструкции, предназначенные для решения определенных задач.

Одним из таких типов турбин являются реактивные паровые турбины, которые применяются в авиационной и космической технике. Они отличаются от базовых типов турбин тем, что основное количество работы выполняется за счет изменения импульсных характеристик перемещающегося потока пара и изменения его энергии.

В пищевой промышленности также применяются специализированные паровые турбины, которые отличаются повышенными требованиями к гигиене изготовления материалов и устойчивости к коррозии пищевых продуктов. Эти турбины используются для генерации электроэнергии в пищевых заводах и для привода производственного оборудования, включая сепараторы, сушилки и другие агрегаты.

Еще одним примером специализированной паровой турбины является турбина суставного типа, которая применяется в медицинской технике для создания хирургических инструментов, например, для бормашин и пил.

Все эти специализированные паровые турбины имеют свои особенности конструкции и применения, и их разработка требует учета специфики задачи и требований к работе турбины.

Тип турбины	Описание	Применение
Реактивная турбина	Изменение импульсных характеристик перемещающегося потока пара и изменение его энергии	Авиационная и космическая техника
Пищевая турбина	Повышенные требования к гигиене изготовления материалов и устойчивость к коррозии пищевых продуктов	Пищевая промышленность
Турбина суставного типа	Создание хирургических инструментов	Медицинская техника

Одноосевые паровые турбины:

Одноосевые паровые турбины имеют следующие особенности:

1.	Простая конструкция и надежность.
2.	Высокая эффективность преобразования тепловой энергии в механическую.
3.	Широкий диапазон мощностей — от нескольких кВт до сотен МВт.
4.	Возможность регулировки скорости вращения.
5.	Применение в различных отраслях промышленности, в том числе в энергетике, металлургии, нефтегазовой и химической промышленности.

Одноосевые паровые турбины часто используются в парогенераторах для преобразования тепловой энергии пара в механическую энергию, которая затем может быть использована для привода различных механизмов или генерации электроэнергии.

Благодаря своим преимуществам и широкому применению, одноосевые паровые турбины являются важной частью современной энергетики и промышленности.

Многовальные паровые турбины:

Преимуществом многовальных паровых турбин является их высокая эффективность и гибкость при работе с переменными нагрузками. Благодаря наличию нескольких валов, каждый из которых может работать с разными пределами нагрузок, турбина может эффективно работать при различных условиях эксплуатации.

Однако использование многовальных паровых турбин также связано с некоторыми особенностями. Например, из-за наличия большого количества ступеней, турбины становятся более сложными в проектировании и изготовлении. Кроме того, необходимость согласования работы каждой ступени означает, что многовальные турбины требуют более тщательного обслуживания и настройки.

Многовальные паровые турбины находят применение в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, химическая и нефтехимическая промышленность, а также в судостроении. Их преимущества в эффективности и гибкости делают их популярным выбором для мощных энергетических установок и процессов с переменными нагрузками.

Видео:Принцип работы паровой турбиныСкачать

По способу подачи пара:

В зависимости от способа подачи пара на турбину, паровые турбины делятся на следующие типы:

Раздельный вариант подачи пара
Вариант смешанного подачи пара

Раздельный вариант подачи пара предполагает, что пар для каждого цилиндра подается отдельно. Это позволяет более точно регулировать рабочие процессы в каждом цилиндре и снизить потери энергии. В этом случае пар подается последовательно от цилиндра к цилиндру.

Вариант смешанного подачи пара предполагает, что пар для всех цилиндров подается одновременно. Этот подход более простой и дешевый в реализации, но менее эффективный по сравнению с раздельным вариантом. Однако он может использоваться в тех случаях, когда высокая эффективность не является критическим фактором.

Импульсные паровые турбины:

Принцип работы импульсных паровых турбин основан на действии пучков пара, называемых струями. Пар с высокой энергией поступает в турбину, где его энергия преобразуется в механическую работу. Струи пара выходят из форсунок с высокой скоростью и направлены на лопатки турбины, которые расположены на колесе турбины. При взаимодействии пара со лопатками происходит изменение импульса пара, что приводит к вращению колеса.

Импульсные паровые турбины широко используются в энергетике для преобразования энергии пара в механическую работу. Они обладают высоким КПД, а также могут работать на разных паропараметрах. Импульсные паровые турбины могут иметь различное количество ступеней, которые позволяют повышать общий КПД системы.

Преимущества импульсных паровых турбин:

Высокий КПД;
Гибкость в работе при изменении паропараметров;
Возможность комплектования различными форсунками для получения нужного распределения струй пара;
Возможность повышения общего КПД за счет использования нескольких ступеней.

Импульсные паровые турбины являются эффективным и универсальным решением для различных энергетических систем, где требуется преобразование энергии пара в механическую работу с высоким КПД.

Реактивно-импульсные паровые турбины:

Основными особенностями реактивно-импульсных паровых турбин являются:

Особенности	Описание
На основе реактивного действия	Реактивно-импульсные паровые турбины основываются на принципе реактивного действия пара, когда возникает силовое воздействие пара на рабочие лопатки. Это обеспечивает высокую эффективность и мощность турбины.
Сочетание импульсного и реактивного принципов	Такие паровые турбины сочетают в себе импульсный и реактивный принципы работы, что позволяет достичь оптимального использования пара и получить максимальную энергию.
Использование открытых лопаток	В реактивно-импульсных паровых турбинах используются открытые лопатки, что обеспечивает высокую эффективность перевода кинетической энергии пара в механическую работу.

Реактивно-импульсные паровые турбины имеют широкое применение в различных отраслях, таких как энергетика, судостроение и другие. Они обладают высокой эффективностью и стабильностью работы, что делает их очень популярными среди производителей энергии.

Видео:Система регенерации паровых турбинСкачать

По степени выпаривания:

1. Одноступенчатые паровые турбины. В данном типе паровой турбины имеется только один ступенчатый блок выпаривания, где происходит нагрев и преобразование воды в пар. Они просты в конструкции и применяются в небольших установках с низкой мощностью. Однако, высокий уровень выпаривания, вызванный высокими температурами, может привести к коррозии и образованию накипи на поверхности турбины.

2. Двухступенчатые паровые турбины. Этот тип турбин имеет два блока выпаривания, расположенных последовательно. Вода подвергается нагреванию и выпариванию в первом блоке, а затем проходит через второй блок, где происходит дополнительное нагревание и выпаривание. Этот тип турбин позволяет достичь более высокой степени выпаривания и следовательно, более высокой эффективности.

3. Многоступенчатые паровые турбины. В этом типе турбин используется несколько блоков выпаривания, расположенных последовательно. Каждый блок выпаривания нагревает и выпаривает воду, а затем переключает ее в следующий блок для дополнительного нагревания. Этот тип турбины обычно применяется в крупных электростанциях, где требуется высокая мощность и эффективность.

Низкодавловые паровые турбины:

Одной из особенностей низкодавловых паровых турбин является их компактность и относительная простота в конструкции. В отличие от высокодавловых паровых турбин, низкодавловые турбины работают с меньшими уровнями давления и, следовательно, могут быть менее сложными и дорогостоящими в производстве и эксплуатации.

Низкодавловые паровые турбины обычно используются в промышленности для приведения в действие механизмов с небольшой мощностью, таких как насосы, вентиляторы и компрессоры. Они также могут использоваться в крупных энергетических комплексах в качестве дополнительного источника энергии.

Одним из преимуществ низкодавловых паровых турбин является их высокий КПД. Благодаря более низким давлениям в паре, потери энергии при передаче мощности снижаются, что способствует более эффективному использованию тепловой энергии и повышению общего КПД системы.

В целом, низкодавловые паровые турбины являются важным компонентом в современных энергетических системах и применяются в различных отраслях промышленности для преобразования энергии пара в полезную работу.

Среднедавловые паровые турбины:

Одной из особенностей среднедавловых паровых турбин является то, что они работают в среднем диапазоне давления пара. Это позволяет использовать их в системах, где не требуется высокое или низкое давление пара.

В среднедавловых паровых турбинах применяются специальные роторы и лопатки, которые обеспечивают эффективную работу и высокий КПД. Также они могут быть приспособлены для работы с различными типами пара — насыщенным или перегретым.

Среднедавловые паровые турбины обычно используются для привода газонагнетателей, насосов или генераторов. Они эффективно преобразуют энергию пара в механическую работу, обеспечивая надежное и эффективное функционирование различных систем.

При выборе среднедавловой паровой турбины необходимо учитывать требования к давлению пара, мощности и другие параметры системы. Важно также обеспечить правильную эксплуатацию и техническое обслуживание турбины, чтобы гарантировать ее долговечность и бесперебойную работу.

Высокодавловые паровые турбины:

Основная особенность высокодавловых паровых турбин заключается в их способности работать под высоким давлением и высокими температурами пара. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования тепловой энергии пара в механическую энергию вращения.

Высокодавловые паровые турбины обычно имеют несколько ступеней, состоящих из сопловых аппаратов и лопатных решеток. Пар под высоким давлением поступает в сопловой аппарат, где его давление снижается и скорость увеличивается. Затем пар воздействует на лопатки ротора, вызывая его вращение.

Высокодавловые паровые турбины обычно работают в сочетании с установками по производству пара с высокими параметрами. Такие установки, как правило, включают высокодавловые котлы и регенеративные подогреватели, которые позволяют достичь высокого давления пара.

Высокодавловые паровые турбины являются важными компонентами мощных электростанций и играют ключевую роль в производстве электроэнергии. Они эффективно преобразуют тепловую энергию пара в механическую энергию, которая затем используется для привода генераторов электроэнергии.

Видео:Все о турбинах ДВС: принцип работы, виды турбин, как выбратьСкачать

По степени израсходования воздуха:

В зависимости от степени израсходования воздуха паровые турбины можно разделить на следующие типы:

Тип турбины	Особенности
Шахтные турбины	Характеризуются высоким коэффициентом использования воздушных разрежений и относительно низким давлением воздуха на выходе из турбины.
Полушахтные турбины	Обеспечивают более эффективное использование воздушных разрежений по сравнению с шахтными турбинами и имеют большее давление воздуха на выходе.
Безшахтные турбины	Позволяют максимально эффективно использовать воздушные разрежения, так как отсутствует трение волн в отводящем канале.

В выборе типа турбины учитывается требуемая мощность, условия работы и экономическая эффективность.

Паровые турбины с нормальными потерями:

Такие турбины обладают промежуточным уровнем потерь энергии при преобразовании пара в механическую энергию. Их применение позволяет достичь хорошей эффективности работы и высокого КПД системы.

Основной особенностью паровых турбин с нормальными потерями является использование сборочных направляющих аппаратов, которые снижают потери энергии на повороте потока пара. Благодаря этому, удается достичь более эффективного использования потенциала пара и повысить КПД турбины.

Однако, у паровых турбин с нормальными потерями есть и некоторые недостатки. Они требуют более сложного и дорогостоящего проектирования и изготовления, чем более простые турбины. Также, работа таких турбин может быть более шумной и требовать дополнительных мер для шумоподавления и изоляции. Однако, в большинстве случаев, преимущества таких турбин перекрывают их недостатки и они широко используются в различных отраслях промышленности и энергетики.

Паровые турбины с умеренными потерями:

Паровые турбины с умеренными потерями представляют собой один из типов паровых турбин, который характеризуется средним уровнем потерь энергии в процессе работы.

Основными особенностями паровых турбин с умеренными потерями являются:

Эффективное использование энергии пара.
Снижение уровня потерь энергии при работе турбины.
Повышение эффективности работы турбины и увеличение выходной мощности.
Более низкая степень износа и долговечность.
Меньшая чувствительность к качеству пара и температуре.

Паровые турбины с умеренными потерями применяются в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, химическая, нефтегазовая и др.

Паровые турбины с высокими потерями:

Паровые турбины с высокими потерями представляют собой тип паровых турбин, в которых происходят значительные потери энергии в процессе преобразования пара в механическую работу. Эти потери могут быть вызваны различными факторами, такими как трение, турбулентность потока пара и неправильная геометрия турбины.

Одним из основных видов паровых турбин с высокими потерями являются радиально-осевые турбины. В этих турбинах пар входит в радиальном направлении, а выходит в осевом направлении. Такой дизайн приводит к большим потерям энергии из-за трения и турбулентности, которые возникают во время изменения направления потока. Кроме того, радиально-осевые турбины имеют сложную геометрию, что также способствует увеличению потерь.

Другим типом паровых турбин с высокими потерями являются радиальные турбины. В этих турбинах пар входит и выходит в радиальном направлении. Основной причиной высоких потерь в радиальных турбинах является неправильная геометрия лопаток турбины, которая приводит к большим потерям энергии из-за трения и турбулентности. Кроме того, радиальные турбины имеют низкую эффективность и низкую мощность в сравнении с другими типами паровых турбин.

Тип турбины	Особенности
Радиально-осевые турбины	Большие потери энергии из-за трения и турбулентности при изменении направления потока
Радиальные турбины	Неправильная геометрия лопаток, приводящая к большим потерям энергии