Parne turbine su bitni uređaji u transformaciji toplinske energije pare u mehaničku ili električnu energiju. Ima važnu ulogu u proizvodnji električne energije u termoelektranama i nuklearnim elektranama. Međutim, mnogi ljudi ne znaju što je parna turbina niti koji su njezini dijelovi.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti vama Što je parna turbina i koji su njeni glavni dijelovi.
Što je parna turbina
Parna turbina je stroj koji pretvara energiju pare visokog tlaka u rotacijsku mehaničku energiju. Ovaj se proces provodi širenjem pare kroz niz lopatica (ili lopatica) montiranih na rotoru, koji stvara rotacijsko gibanje.
Rad parne turbine temelji se na termodinamičkim principima. Prvo, para se stvara u kotlu, gdje se voda zagrijava u paru pri visokom tlaku i temperaturi. Ta se para zatim usmjerava u turbinu, gdje prolazi kroz stupnjeve fiksnih i pokretnih lopatica koje preusmjeravaju i pretvaraju energiju pare u mehanički rad.
Dijelovi parne turbine
Parna turbina sastoji se od nekoliko glavnih dijelova, od kojih svaki ima određenu funkciju kako bi se osigurao učinkovit rad. Iako postoji mnogo vrsta turbina, sve imaju neke glavne komponente.
- Kućište (tijelo turbine): Vanjska struktura je ta koja zatvara i štiti unutarnje komponente. Također služi za zadržavanje pare i njeno usmjeravanje u ispravna područja unutar turbine. Kućište je dizajnirano da izdrži visoke pritiske i temperature.
- Rotor: To je glavna osovina turbine na koju su montirane pokretne lopatice. Rotor se okreće dok para teče kroz lopatice, pretvarajući energiju pare u rotacijsko gibanje.
- Oštrice ili oštrice: Postoje fiksne lopatice, koje su pričvršćene na kućište i preusmjeravaju protok pare prema pokretnim lopaticama, i pomične lopatice, koje su montirane na rotor i one primaju izravan potisak pare, generirajući rotirajući pokret.
- Ležajevi: To su mehanički elementi koji podupiru rotor i omogućuju mu glatku i stabilnu rotaciju. Postoje potporni ležajevi i potisni ležajevi, koji osiguravaju aksijalni položaj rotora i minimiziraju trenje.
- Parne brtve: Oni sprječavaju izlazak pare pod visokim pritiskom iz turbine kroz spojeve između rotora i kućišta. To osigurava da se energija pare učinkovito koristi.
- Kontrolni ventili: Oni reguliraju protok i tlak pare koja ulazi u turbinu. Ovi ventili omogućuju podešavanje generirane snage prema zahtjevima sustava.
- Kondenzator: Iako nije izravni dio turbine, kondenzator igra važnu ulogu u hlađenju pare nakon što prođe kroz turbinu, pretvarajući je natrag u vodu za recirkulaciju u sustav.
- Sustavi podmazivanja: Oni osiguravaju da pokretni dijelovi turbine, kao što su rotor i ležajevi, rade glatko i bez pretjeranog trošenja.
- Sustav za odvod zraka: U kondenzacijskim turbinama ovaj sustav eliminira zrak i plinove koji se ne mogu kondenzirati koji bi mogli smanjiti učinkovitost procesa.
Čemu služi parna turbina?
Parne turbine imaju široku paletu primjena zbog svoje sposobnosti učinkovite transformacije energije pare u mehaničku ili električnu energiju. Glavna svrha parne turbine je pretvaranje toplinske energije pare u rotacijsku mehaničku energiju. Ova se mehanička energija može koristiti na dva glavna načina:
- Za proizvodnju električne energije
- Za izravnu opskrbu mehaničkom energijom
U većini elektrana parna turbina je spojena na električni generator. Okretno gibanje rotora turbine prenosi se na generator koji pretvara ovu mehaničku energiju u električnu. Ovo je najčešća uporaba parnih turbina u svijetu.
U određenim industrijskim procesima, parne turbine se koriste izravno za pogon strojeva, kao što su pumpe, kompresori ili pogonski sustavi. Time se eliminira potreba za pretvaranjem energije u električnu energiju, što ga čini učinkovitijim za specifične primjene.
Područja primjene parnih turbina
Parne turbine koriste se u brojnim industrijskim područjima jer su temeljni dio za proizvodnju električne energije. Pogledajmo neka od najčešće korištenih područja:
- Termoelektrane: Koriste fosilna goriva (ugljen, prirodni plin ili naftu) za zagrijavanje vode i proizvodnju pare. Para je odgovorna za pokretanje turbine, proizvodeći električnu energiju.
- nuklearne elektrane: U tim postrojenjima toplina potrebna za stvaranje pare dolazi iz nuklearnih reakcija u reaktoru. Parna turbina je poveznica između nuklearne energije i proizvodnje električne energije.
- Geotermalna postrojenja: Iskorištavaju prirodnu paru unutar Zemlje za pokretanje turbina, proizvodeći električnu energiju na održiv način.
- Industrijski procesi: U kemijskoj, petrokemijskoj i rafinerijskoj industriji, parne turbine pokreću kompresore i pumpe koji su ključni u procesima kao što su destilacija, hlađenje i kompresija plina.
- Proizvodnja papira: Parne turbine koriste se u tvornicama papira za pogon teških strojeva i stvaranje topline potrebne za sušenje papira.
- Pogon broda: U prošlosti su parne turbine bile uobičajene na velikim brodovima, uključujući kruzere i vojne brodove, jer su nudile snagu i pouzdanost. Iako su djelomično zamijenjeni dizelskim motorima, još uvijek se koriste u nekim slučajevima.
- Kogeneracija: U postrojenjima gdje su istovremeno potrebne električna i toplinska energija, parne turbine omogućuju da se zaostala toplinska energija procesa iskoristi za grijanje ili industrijske procese.
- Obnovljiva energija: U solarnim termoelektranama zrcala koncentriraju sunčevu svjetlost za zagrijavanje tekućine koja stvara paru, koja pokreće turbinu.
Kao što vidite, parna turbina je jedan od najvažnijih elemenata u proizvodnji električne energije u mnogim industrijskim područjima. Nadam se da ćete uz ove informacije saznati više o tome što je parna turbina, čemu služi i koji su njeni glavni dijelovi.