Що таке турбінна установка, безкоштовні курсові, реферати, дипломні роботи

Турбинная установка це комплекс пристроїв і агрегатів, що знаходяться в машинному залі електростанції, що забезпечує перетворення потенційної енергії пара в кінетичну енергію струменя, а потім в механічну енергію обертання ротора турбіни. Турбинная установка складається з турбіни і допоміжного обладнання, до яких відносяться системи регенерації, маслоснабжения і регулювання.

Основним елементом турбінної установки є турбіна. Турбіна це первинний двигун з обертовим рухом робочого органу - ротора і безперервним робочим процесом, що перетворює в механічну роботу кінетичну енергію підводиться робочого тіла - пара, газу або води. Турбіну називають також лопатки машиною або турбомашинах. Струмінь робочого тіла надходить через напрямні апарати на криволінійні лопатки, закріплені по колу ротора, і, ...
впливаючи на них, призводить ротор в обертання.

Стаціонарні парові турбіни широко застосовуються для приводу електрогенераторів (в такому комплексі вони називаються турбогенератори), відцентрових компресорів і повітродувок (турбокомпресори і турбоповітродувки), поживних, паливних і масляних насосів (турбонасоси). Вони використовуються для приводу суднових рушіїв з виходом на гребні вали через зубчасті редуктори (турбозубчатий агрегати), які створюють оптимальну частоту обертання гребних гвинтів. Газові турбіни широко застосовуються в якості авіаційних двигунів (турбогвинтові та турбореактивні двигуни); на локомотивах (газотурбовози) .На гідроелектростанціях встановлюються тихохідні гідравлічні турбіни для приводу генератора електричного струму (гідрогенератори). Свого часу турбіни витіснили з енергетики поршневі машини завдяки гарній економічності, компактності, надійності роботи і можливості отримувати більшу одиничну потужність в одному агрегаті.

Принцип дії турбіни полягає в перетворенні теплової енергії пара в кінетичну енергію потоку струменя, яка, впливаючи на лопатки робочого колеса, приводить в обертання ротор турбіни. Робочі лопатки турбіни мають вигнуту форму і в сукупності утворюють систему криволінійних каналів, які називаються робочої гратами.

На рис.5.1. показана схема руху газової (парової) середовища в межлопаточном каналі ступені турбіни. У конструкцію ступені турбіни включаються два основних елементи турбіни: сопловая лопатка 1, що знаходиться на нерухомому елементі корпусу турбіни 3, яка розганяє потік і направляє його на робочі лопатки 2, встановлені на робочому диску ротора 4 турбіни. Ці елементи турбіни розрізняються як конструктивно, так і за характером процесів в них.

Сукупність соплових і робочих решіток утворюють щабель турбіни. Самі межлопаточную канали соплових і робочих решіток називаються проточною частиною турбіни. Вал, на якому знаходяться робочі лопатки, називаються ротором турбіни.

Якщо перетворення потенційної енергії в кінетичну відбувається тільки в соплової решітці, то такий принцип роботи турбіни називається активним, а сама щабель - активної щаблем. Якщо ж перетворення потенційної енергії пара відбувається як в соплової, так і в робочій решітці, то в цьому випадку ступінь називається реактивної щаблем турбіни.

З рівняння Бернуллі повна енергія, м.в.ст. потоку на вході (перетин 1-1) і на виході (2-2) робочої решітки визначається за рівнянням:

де с1. с2 - швидкості робочого середовища в перетинах 1-1 і 2-2 відповідно, м / с;

р1. р2 - статичний тиск робочого середовища в перетинах 1-1 і 2-2 відповідно, Па;

- щільність середовища в перетинах 1-1 і 2-2 відповідно, кг / м 3;

z1. z2 - рівень на вході і виході робочої решітки щодо деякої нульовий площині, м.

Робоче колесо здійснює роботу рівну:

Отже, вся енергія потоку складається з енергії положення. енергії тиску і кінетичної енергії потоку.

Для реактивних ступенів і турбін характерна залежність:

У таких щаблях і турбінах енергія на робочому колесі відбувається з надлишком тиску. Однак при цьому частково використовується і кінетична енергія потоку.

В активних щаблях і турбінах. а р1 = р2. тобто робота на робочому колесі відбувається при постійному тиску. Весь натиск потоку перетворюється в кінетичну енергію і робота відбувається тільки за рахунок її зміни.

Турбіна, яка має тільки одну соплову і одну робочу решітки, називається одноступінчатої. Якщо ж соплових і робочих решіток більше ніж по одній, то турбіна - багатоступенева.

Рис.5.2. Схематичний поздовжній розріз активної (а) і реактивної (б) турбіни.

1 - вал турбіни; 2 - кінцеві ущільнення; 3 - кільцева камера свіжої пари; 4 - сопловая решітка першого ступеня; 5 - вхід свіжого пара; 6 - робоча решітка 1 n ступені; 7 - напрямна решітка 1 - n ступені; 8 - корпус турбіни; 9 - вихід пара з турбіни; 10 - діафрагми з направляючими решітками; 11 - розвантажувальні отвори; 12 - робочі колеса; 13 - графік зміна швидкості в проточній частині турбіни; 14 - графік зміни тиску в турбіні; 15 - графік зміни ентальпії в проточній частині турбіни; 16 - поршневий диск.

Рух робочого середовища в турбіні може відбуватися уздовж осі - тоді турбіна називається осьової, якщо ж потік середовища рухається перпендикулярно осі - радіальної.

Конструктивно активні турбіни (рис.5.2, а) відрізняються від реактивних (рис.5.2, б). Кожна ступінь активної турбіни має діафрагму 10 з вбудованими в них напрямними гратами 7 і робоче колесо (диск) 12, які мають розвантажувальні отвори 11 для вирівнювання тисків перед і за робочою гратами 6. Завдяки розвантажувальним отворів робочі колеса і вал 1 турбіни не мають осьових зусиль . У щаблях реактивної турбіни (рис.5.2, б) осьове зусилля створюється на кожній робочій решітці, і воно передається на вал турбіни 1. Тому ротор реактивної турбіни виконується барабанним і, щоб компенсувати осьове зусилля на валу, перед першим ступенем встановлюється поршень (диск) 16, на який діє таке ж тиск, що і за турбіною. Тиск перед поршнем і за турбіною вирівнюються через розвантажувальні отвори в підлогою роторі.