A parna turbinagnani generator, včasih poznan kot "turbo generatorji", je mogoče najbolje razložiti z ločenim razumevanjem parne turbine in generatorja. Parna turbina je gonilnik, ki ga poganja para. Voda se segreva na izjemno visoki temperaturi, da se pretvori v paro. Energija, ki jo ustvari para pod visokim pritiskom, se pretvori v mehansko energijo, ki vrti lopatice v parni turbini. In generator je najbolje opisati kot stroj, s katerim se mehanska energija pretvarja v električno energijo. Zvite žice, ki se uporabljajo v generatorju, se vrtijo znotraj magnetnega polja, ki povzroči, da skozi žico teče električni tok.
Ko je parna turbina priključena na generator, proizvaja električno energijo in je znana kot generator, ki ga poganja parna turbina. Vgrajeni pomožni sistemi poskrbijo, da delujejo varno in z večjo učinkovitostjo.
Generatorji, ki jih poganjajo parne turbine, se običajno uporabljajo v elektrarnah na sončno toploto, elektrarnah na premog, geotermalno energijo, jedrski elektrarni, sežigalnicah odpadkov in elektrarnah na zemeljski plin. Obširno se uporabljajo tudi v industriji cementa, sladkorja, jekla, papirju, kemikalijah in drugih industrijah.
Generatorji, ki jih poganjajo parne turbine, so na splošno visokohitrostni stroji. Večino električne energije na svetu proizvedejo elektrarne na parne turbine. Samo v Združenih državah se približno 85.0% električne energije proizvede s pomočjo generatorjev parnih turbin.
Generatorji, ki jih poganjajo parne turbine, se lahko razlikujejo po velikosti. Redko presežejo približno 1500 megavatov (2 milijona konjskih moči) na najvišji ravni in se uporabljajo tudi v majhnem obsegu, vse do približno 500 kW (670 konjskih moči) na nižji ravni.
Načelo delovanja parnega generatorja
V generatorju, ki ga poganja parna turbina, se toplota proizvaja iz vira. Obstaja kotel, ki vsebuje vodo in toplota se uporablja za pretvorbo v paro, ki ima visoko temperaturo in visok pritisk. Proizvodnja pare je odvisna od pretoka in površine prenosa toplote ter uporabljene toplote zgorevanja. Ta para iz kotla se skozi šobe potisne v turbino, ki vrti lopatice, nameščene na gredi. Parna turbina je sestavljena iz ohišja, na katerega so v notranjosti pritrjene stacionarne lopatice, rotor pa ima na obodu gibljive lopatice.
Obstajata dve osnovni vrsti parnih turbin– impulzne turbine in reakcijske turbine; katerih lopatice so zasnovane za nadzor hitrosti, smeri in tlaka pare, ko gre skozi turbino. Generator je pritrjen na turbino in ko se lopatice turbine vrtijo, povzroči, da generator deluje na principu magnetne indukcije in ustvarja elektriko. Način pridobivanja električne energije je odvisen od tega, kako jo bomo uporabljali. Para se običajno kondenzira v kondenzatorju. Zato so kotel, parna turbina, generator in kondenzator glavni sestavni deli generatorja na parni pogon. Parne turbine je mogoče narediti tudi tako, da delujejo tudi brez kondenzatorja, vendar zagotavljajo znatno nižjo zmogljivost za enako velikost turbine.
Impulzne turbine:Tukaj se rotor vrti zaradi velike sile ali neposrednega pritiska pare na rezila.
Reakcijske turbine:Tu se rotor vrti zaradi reakcijske sile in ne zaradi udarne ali impulzne sile.
Reaktivna sila izhaja iz spremembe energije tlaka pare, ko para zapusti rezila. Ta metoda na splošno deluje z večjo učinkovitostjo kot impulzne turbine.
Delovanje večje parne turbine je lahko zapleteno in težko razumljivo, saj uporablja niz lopatic na rotorju. Vsak niz rezil se imenuje stopnja, ki deluje na impulz ali reakcijo. Mešanica impulzne in reakcijske stopnje otežuje njegovo delovanje, saj so vsi ti nizi lopatic nameščeni na isti osi rotorja in vsi hkrati vrtijo generator.
Parne turbine uravnavajo svojo hitrost z uporabo avtomatiziranih ventilov in regulacijskega regulatorja, tako da v vsakem trenutku ustvarijo optimalno moč, kot je potrebno.
Turbine se razlikujejo tudi po postopku hlajenja pare. Kondenzacijske turbine, ki se običajno uporabljajo v velikih elektrarnah za proizvodnjo električne energije, pretvarjajo paro v vodo s pomočjo kondenzatorjev, ki omogočajo večjo širitev pare in turbini olajšajo pridobivanje največje količine energije iz nje. Zaradi tega je proces pridobivanja električne energije veliko bolj učinkovit. Nekondenzacijske turbine nimajo te funkcije in se zato redko uporabljajo, razen za majhne, pomožne sisteme, kjer je potrebna le nizka moč.
V velikih parnih turbinah v elektrarnah na fosilna goriva je lahko tlak pare celo 20–30MPa (3000–4000 psi ali približno 200–270-kratnik atmosferskega tlaka), vendar na splošno deluje pri manj kot 1.000 psi. Tipična parna turbina elektrarne se vrti pri 1800–3600 RPM
Učinkovitost generatorja pare
Učinkovitost parnega generatorja je odvisna od številnih dejavnikov, kot so vrsta parne turbine, njena velikost, vstopni tlak in temperatura pare, tlak in temperatura izpušne pare ter pretok pare.
Parne turbine so primerne za velike termoelektrarne. Izdelane so v različnih velikostih do 1,5 GW (2,000,000 KM) turbin, ki se uporabljajo za proizvodnjo električne energije. Vendar imajo elektrarne na premog in kurjenje fosilnih goriv ali jedrska energija, ki se uporablja za proizvodnjo električne energije iz generatorja parne turbine, škodljiv vpliv na okolje. V zrak in vodo izpuščajo ogljikov dioksid in druge onesnaževalce. Imajo počasnejši zagon kot plinske turbine.
Dejavniki, ki vplivajo na parni generator
Poleg osnovnih varnostnih postopkov, ki jih je treba upoštevati pri upravljanju generatorja s parno turbino, so naslednji ključni dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri delovanju istega, da zagotovimo optimalno učinkovitost in dolgotrajno zanesljivost:
Redno vzdrževanje sistemske napetosti in frekvence
Optimizirajte delovni tlak, temperaturo in omejitve hitrosti komponent naprave
Zagotovite mazanje komponent
Sledi procesu dovajanja goriva v zgorevalno komoro
Ohranjanje kakovosti kondenzatorja in hladilne tekočine v generatorju,
Vrsta uporabljenega generatorja. Transformatorji in visokonapetostna stikala
Opozorilo za zaščito pred preobremenitvijo, izklop v sili in razbremenitev
Generatorji na paro, ki delujejo pri stalni obremenitvi, pogosto vodijo do odlaganja pare na fiksnih in premikajočih se rezilih. Posledica teh usedlin je nizka učinkovitost in nizka proizvodnja. Nizka učinkovitost prenosa energije zaradi tega sčasoma omeji pretok pare. To je redek pojav pri generatorjih, kjer se obremenitev spreminja, saj pride do učinka pranja rezila.
Zaključek
Generatorji na paro se običajno uporabljajo pri proizvodnji električne energije, obnovljivih virov energije,nafta in plin,inproizvodnjaindustrije in jih proizvajajo vrhunske blagovne znamke, kot soWorthington, Hitachi,Splošno Električno, Siemens,Elliot, in Westinghouse
Obstaja velik trg in veliko povpraševanje po tovrstnih generatorjih, saj se najpogosteje uporabljajo pri proizvodnji električne energije na svetu. Toda pri nakupu generatorja pare je treba upoštevati druge pomembne dejavnike, kot so cena, kakovost, lastnosti, poprodajne storitve, zamenjava delov itd.
Oglejte si celoten popis turbin
Z veseljem vam bomo pomagali v primeru kakršnih koli vprašanj ali informacij. Prosimo vas, da kontaktiraj nas.
