publier Temps: 2022-11-25 origine: Propulsé
Un idéal turbine à vapeur est considéré comme un processus isentropique, ou un processus d'entropie constant, où l'entropie de la vapeur entrant dans la turbine est égale à l'entropie de la vapeur quittant la turbine, mais aucune turbine à vapeur n'est vraiment isentropique et les efficacités isentropiques typiques de 20% à 90 % en fonction de l'application de la turbine. L'intérieur d'une turbine se compose de plusieurs ensembles de lames ou de lames. Un ensemble de lames stationnaires est fixée au boîtier et un ensemble de lames rotatives est fixée à l'arbre. et les appareils varient en taille et en configuration pour utiliser efficacement l'expansion de la vapeur à chaque étape.L'efficacité thermique réelle d'une turbine à vapeur varie avec la taille de la turbine, les conditions de chargement, les pertes de dégagement et les pertes de friction. Ils culminent à environ 50% dans 1 200 MW (1 600 000 chevaux) des turbines; Les plus petits sont moins efficaces. Pour maximiser l'efficacité de la turbine, la vapeur se dilate à plusieurs étapes, faisant du travail. Ces étapes se caractérisent par la façon dont l'énergie en est extraite, connue sous le nom de turbines impulsives ou de réaction. La plupart des turbines à vapeur utilisent un mélange de conceptions réactives et impulsives: chaque étape se comporte comme l'une ou l'autre, mais la turbine entière utilise les deux. En fait, la partie basse pression est un type réactif et la partie haute pression est de type d'impulsion.
Turbines impulsives
Les turbines d'impulsion ont des buses fixes qui dirigent le flux de vapeur en jets à grande vitesse. uniquement sur les lames fixes, et il y a une augmentation nette de la vitesse de vapeur à travers les étapes. Lorsque la vapeur traverse la buse, sa pression passe de la pression d'entrée à la pression de sortie (pression atmosphérique, ou plus souvent le vide du condenseur). La vapeur quittant les lames mobiles a une fraction substantielle de la vitesse maximale de la vapeur lorsqu'elle quitte la buse.La loi du moment de la quantité de mouvement stipule que la somme des moments externes agissant sur un fluide occupant temporairement un volume de contrôle est égal au changement de temps net du flux du moment angulaire à travers le volume de contrôle.
Turbines réactives
Dans les turbines de réaction, les lames de rotor elles-mêmes sont disposées sous forme de buses convergentes. Ce type de turbine utilise la force de réaction créée lorsque la vapeur est accélérée à travers une buse formée par laisse le stator sous la forme d'un jet qui remplit toute la circonférence du rotor. La vapeur change alors la direction et augmente sa vitesse par rapport à la vitesse des lames. Une chute de pression se produit à la fois sur le stator et le rotor, la vapeur accélère À travers le stator et décélère à travers le rotor, il n'y a pas de changement net de la vitesse de la vapeur à travers la scène, mais la pression et la température sont réduites, reflétant le travail effectué dans la scène par l'entraînement du rotor.
Opération et maintenance
En raison des pressions élevées utilisées dans le circuit de vapeur et des matériaux utilisés, les turbines à vapeur et leurs boîtiers ont une inertie thermique élevée. Lorsque la turbine de préchauffage est utilisée, la soupape d'arrêt de vapeur principale (après la chaudière) a une ligne de dérivation qui permet la surchauffe de surchauffe Steam pour contourner lentement la valve et continuer à chauffer la ligne et la turbine dans le système. De plus, lorsqu'il n'y a pas de vapeur, les engrenages de virage s'engagent pour faire tourner lentement la turbine pour assurer un chauffage uniforme pour éviter une expansion inégale. La turbine est d'abord tournée en tournant l'engrenage, ce qui donne au rotor le temps pour assumer un plan droit (pas de flexion), Ensuite, l'engrenage de virage se désengage et la vapeur pénètre dans la turbine, d'abord dans les pales de la roue arrière, puis lentement dans les lames de roue avant à 10–15 tr / min (0,17 à 0,25 Hz) pour chauffer lentement les procédures d'échauffement de la turbine pour les grandes turbines à vapeur peut dépasser dix heures.
Pendant le fonctionnement normal, le déséquilibre du rotor provoque des vibrations qui, en raison des vitesses de rotation élevées, provoquent la rupture des lames du rotor et passent par le boîtier. Pour réduire ce risque, beaucoup d'efforts sont consacrés à l'équilibrage des turbines. Les turbines fonctionnent avec une vapeur de haute qualité: une vapeur surchauffée (sèche) ou une vapeur saturée avec une sécheresse élevée. peut endommager les roulements de poussée de l'arbre de la turbine.Les turbines à vapeur modernes ont des exigences de maintenance simples et un faible coût (généralement environ 0,005 $ par kWh); Leur durée de vie est généralement supérieure à 50 ans.
Régulation de la vitesse
Il est essentiel de contrôler les turbines avec un gouverneur car les turbines doivent fonctionner lentement pour éviter les dommages, et certaines applications, telles que la génération de courant alternatif, nécessitent un contrôle de vitesse précis. et des soupapes de papillon qui contrôlent l'écoulement de la vapeur vers la turbine pour fermer. Si ces vannes échouent, le turbo peut continuer à régler jusqu'à ce qu'il se désintégre, généralement désastrement. Les turbines sont coûteuses à fabriquer et nécessitent une fabrication de précision et des matériaux de qualité spéciaux.Pendant le fonctionnement normal synchrone avec le réseau, la centrale utilise un contrôle de vitesse de baisse de 5%. . En habitude, le changement de vitesse est faible. La livraison de puissance est ajustée en augmentant lentement la courbe de décrochage en augmentant la pression de ressort sur le gouverneur centrifuge. Tempiquement, il s'agit d'un système fondamental exigé pour toutes les centrales électriques, car les centrales anciennes et nouvelles doivent être compatibles pour répondre aux changements momentanés de fréquence sans s'appuyer sur des communications externes.