O escopo da turbina a vapor estava em evolução no próprio século primeiro, onde este dispositivo se assemelha a um brinquedo. Então, a aplicação prática da turbina a vapor foi inventada e esta se tornou a base para a progressão de outros tipos de turbinas a vapor. O tipo moderno de turbina a vapor foi introduzido no ano de 1884 pela pessoa Charles Parsons, onde a construção inclui um dínamo. Posteriormente, esse dispositivo ganhou destaque em sua capacidade operacional e as pessoas adotaram para implementar em suas operações. Este artigo descreve os conceitos relacionados ao vapor turbina e sua funcionalidade.
O que é turbina a vapor?
Definição: A turbina a vapor é classificada como uma máquina mecânica que isola a energia térmica do vapor forçado e a converte em energia mecânica. Como a turbina produz movimento rotatório, ela é mais apropriada para o funcionamento de geradores elétricos. O próprio nome indica que o dispositivo é acionado por vapor e quando o fluxo de vapor flui através das lâminas da turbina, o vapor esfria e então se expande, entregando quase o energia que tem e este é o processo contínuo.
Turbina a vapor
As lâminas, portanto, transformam a energia potencial do dispositivo em movimento cinético. Desta forma, a turbina a vapor é operada para fornecer eletricidade . Esses dispositivos fazem uso de pressão aumentada de vapor para girar geradores elétricos em velocidades extremamente maiores, onde a velocidade de rotação destes é máxima do que turbinas de água e turbinas eólicas.
Por exemplo: Uma turbina a vapor convencional tem uma velocidade de rotação de 1800-3600 rotações por minuto quase 200 vezes mais rotações do que a de uma turbina eólica.
Princípio de funcionamento da turbina a vapor
O princípio de funcionamento deste dispositivo é baseado no movimento dinâmico do vapor. O aumentado pressão o vapor que sai dos bicos atinge as lâminas giratórias que estão bem encaixadas no disco colocado no eixo. Como devido a esse aumento da velocidade do vapor, ele desenvolve pressão energética nas pás do dispositivo onde então o eixo e as pás começam a girar em uma direção semelhante. Em geral, a turbina a vapor isola a energia da haste e a transforma em energia cinética que então flui pelos bicos.
Equipamento na turbina a vapor
Então, a transformação da energia cinética realiza mecânico ação às pás do rotor e este rotor tem uma conexão com o gerador da turbina a vapor e este atua como intermediário. Como a construção de um dispositivo é tão simplificada, ele gera ruído mínimo quando comparado a outros tipos de dispositivos rotativos.
Na maioria das turbinas, a velocidade da lâmina giratória é linear à velocidade do vapor que flui pela lâmina. Quando o vapor se expande na própria fase única da força da caldeira para a força exaurida, a velocidade do vapor é extremamente aumentada. Considerando que a turbina principal que é usada em usinas nucleares, onde a taxa de expansão do vapor é de quase 6 MPa a 0,0008 MPa, com uma taxa de velocidade de 3000 rotações por 50 Hz de frequência e 1800 revoluções na frequência de 60 Hz.
Assim, muitas usinas nucleares funcionam como um gerador HP de turbina de um eixo que tem uma única turbina de múltiplos estágios e três turbinas LP paralelas, um excitador junto com o principal gerador .
Tipos de turbina a vapor
As turbinas a vapor são classificadas com base em muitos parâmetros e existem muitos tipos nisso. Os tipos a serem discutidos são os seguintes:
Baseado no Movimento Steam
Com base no movimento do vapor, eles são classificados em diferentes tipos, que incluem o seguinte.
Turbina de Impulso
Aqui, o vapor de extrema velocidade que sai do bico atinge as lâminas rotativas que são colocadas no rotor seção periférica. Como por causa do golpe, as lâminas alteram seu sentido de rotação sem alteração nos valores de pressão. A pressão causada pelo momento desenvolve a rotação do eixo. Exemplos desse tipo são as turbinas Rateau e Curtis.
Turbina de Reação
Aqui, a expansão do vapor estará presente tanto nas lâminas em movimento quanto nas constantes quando o fluxo flui através delas. Haverá uma queda contínua de pressão nessas lâminas.
Combinação de turbina de reação e impulso
Com base na combinação de turbina de reação e impulso, eles são classificados em diferentes tipos, que incluem o seguinte.
- Com base em estágios de pressão
- Baseado no Movimento Steam
Com base em estágios de pressão
Com base nos estágios de pressão, eles são classificados em diferentes tipos.
Estágio único
Estes são implementados para energizar centrífugo compressores, sopradores e outros tipos de ferramentas.
Reação multifásica e turbina de impulso
Eles são empregados em uma faixa extrema de capacidades, tanto faixas mínimas quanto máximas.
Baseado no Movimento Steam
Com base no movimento do vapor, eles são classificados em diferentes tipos.
Turbinas Axiais
Nestes dispositivos, o fluxo de vapor será na direção paralela ao eixo do rotor.
Turbinas Radiais
Nestes dispositivos, o fluxo de vapor será na direção que é perpendicular ao eixo do rotor, uma ou duas fases de pressão a menos são feitas em uma direção axial.
Com base na metodologia de governo
Com base na metodologia de governo, eles são classificados em diferentes tipos.
Gestão do acelerador
Aqui, o vapor fresco entra por meio de uma ou mais válvulas de aceleração com funcionamento simultâneo, e isso é baseado no desenvolvimento de energia.
Gestão de Bicos
Aqui, o vapor fresco entra por meio de um ou mais reguladores de abertura sequencial.
Gerenciamento de By-pass
Aqui, o vapor aciona a primeira e as outras fases intermediárias da turbina.
Com base no procedimento de queda de calor
Com base no procedimento de queda de calor, eles são classificados em diferentes tipos.
Condensação da turbina através de geradores
Nesse caso, a força do vapor, menor do que a pressão ambiental, é alimentada ao condensador.
Extrações de fase intermediária de condensação de turbina
Neste, o vapor é isolado das fases intermediárias para comercial aquecimento finalidades.
Turbinas de contrapressão
Aqui, o vapor exausto é usado tanto para aquecimento quanto para aplicações industriais.
Topping Turbines
Aqui, o vapor exaurido é usado para condensação de turbina de força média e menor.
Com base nas condições de vapor da entrada à turbina
- Menos pressão (1,2 ata a 2 ata)
- Pressão média (40 ata)
- Alta pressão (> 40 ata)
- Pressão muito alta (170 ata)
- Supercrítico (> 225 para cima)
Baseado em aplicações industriais
- Velocidade de rotação fixa com turbinas estacionárias
- Velocidade de rotação variável com turbinas estacionárias
- Velocidade de rotação variável com turbinas não estacionárias
Diferença entre turbina a vapor e motor a vapor
A diferença entre os dois está listada abaixo.
| Turbina a vapor | Steam Engine |
| Perda mínima de fricção | Perda máxima de fricção |
| Boas propriedades de equilíbrio | Propriedades de balanceamento pobres |
| A construção e a manutenção são simples | Construção e manutenção são complicadas |
| Pode ser bom para dispositivos de alta velocidade | Funciona apenas para dispositivos de velocidade mínima |
| Geração de energia uniforme | Geração de energia não uniforme |
| Eficiência aprimorada | Menos eficiência |
| Apropriado para grandes aplicações industriais | Adequado para aplicações industriais mínimas |
Vantagens desvantagens
O vantagens de uma turbina a vapor está
- O arranjo da turbina a vapor precisa de espaço mínimo
- Operação simplificada e sistema confiável
- Requer menos custo operacional e tem apenas espaços mínimos
- Eficiência elevada nas vias de vapor
As desvantagens de uma turbina a vapor são
- Devido ao aumento da velocidade, haverá perdas por atrito aumentadas
- Tem efetividade mínima, o que significa que a proporção da lâmina para a velocidade do vapor não é ideal
Aplicações da turbina a vapor
- Turbinas de pressão mista
- Implementado em domínios de engenharia
- Ferramentas de geração de energia
FAQs
1). O que é a eficiência de uma turbina a vapor?
É definido como a proporção do trabalho realizado nas lâminas rotativas para toda a energia fornecida, ambos calculados para um quilograma de vapor.
2). Qual turbina é mais eficiente?
As turbinas mais eficientes são turbinas de impulso.
3). Como você aumenta a eficiência da turbina a vapor?
A eficiência pode ser aumentada por meio do reaquecimento da turbina a vapor, recuperando o aquecimento da alimentação da turbina e por meio do ciclo de vapor binário.
4). Qual é o gerador de turbina a vapor ?
É o dispositivo inicial de transformação de energia na usina.
5). Como o vapor pode girar uma turbina?
Através do aquecimento da água até a temperatura em que ela é convertida em vapor.
Isso é tudo sobre turbinas a vapor. O bom equilíbrio rotacional e o golpe de martelo mínimo permitem que esses dispositivos sejam utilizados em várias indústrias. A questão que se coloca aqui é saber sobre o aplicações de turbinas a vapor .
