La portée de la turbine à vapeur était en évolution au premier siècle même où cet appareil ressemble à un jouet. Ensuite, l'application pratique de la turbine à vapeur a été inventée et cela sert de base à la progression d'autres types de turbines à vapeur. Le type moderne de turbine à vapeur a été introduit en 1884 par la personne Charles Parsons où la construction comprend une dynamo. Plus tard, cet appareil a gagné en importance dans sa capacité opérationnelle et les personnes adoptées pour l'implémenter dans leurs opérations. Cet article décrit les concepts liés à la vapeur turbine et sa fonctionnalité.
Qu'est-ce que la turbine à vapeur?
Définition: La turbine à vapeur relève de la classification d'une machine mécanique qui isole l'énergie thermique de la vapeur forcée et la convertit en énergie mécanique. Comme la turbine produit un mouvement de rotation, elle est la plus appropriée pour le fonctionnement des générateurs électriques. Le nom lui-même indique que l'appareil est entraîné par la vapeur et lorsque le flux vaporeux traverse les pales de la turbine, la vapeur se refroidit puis se dilate, délivrant ainsi presque le énergie qu'il a et c'est le processus continu.
Turbine à vapeur
Les pales transforment ainsi l'énergie potentielle du dispositif en celle du mouvement cinétique. De cette manière, la turbine à vapeur est actionnée pour fournir électricité . Ces dispositifs utilisent une pression accrue de vapeur pour faire tourner les générateurs électriques à des vitesses extrêmement supérieures où la vitesse de rotation de ceux-ci est maximale que les turbines à eau et les éoliennes.
Par exemple: une turbine à vapeur conventionnelle a une vitesse de rotation de 1800 à 3600 tours par minute près de 200 fois plus de tours que celle d'une éolienne.
Principe de fonctionnement de la turbine à vapeur
Le principe de fonctionnement de cet appareil est basé sur le mouvement dynamique de la vapeur. L'augmentation pression la vapeur qui sort des buses frappe les lames tournantes qui sont proches du disque qui est placé sur l'arbre. Comme à cause de cette vitesse accrue de la vapeur, il développe une pression énergétique sur les aubes de l'appareil où alors l'arbre et les aubes commencent à tourner dans une direction similaire. En général, la turbine à vapeur isole l'énergie de la tige puis la transforme en énergie cinétique qui circule ensuite à travers les buses.
Équipement dans la turbine à vapeur
Ainsi, la transformation de l'énergie cinétique effectue mécanique action sur les pales du rotor et ce rotor a une connexion avec le générateur de turbine à vapeur et cela joue le rôle d'intermédiaire. Parce que la construction d'un appareil est si simplifiée, il génère un bruit minimal par rapport à d'autres types d'appareils rotatifs.
Dans la plupart des turbines, la vitesse de rotation de la pale est linéaire à celle de la vitesse de la vapeur circulant à travers la pale. Lorsque la vapeur se dilate dans la phase monophasée elle-même de cette force de chaudière à la force épuisée, alors la vitesse de la vapeur est extrêmement augmentée. Alors que la turbine principale qui est utilisée dans les centrales nucléaires où le taux d'expansion de la vapeur est de près de 6 MPa à 0,0008 MPa ayant un taux de vitesse à 3000 tours par 50 Hz de la fréquence et 1800 tours à une fréquence de 60 Hz.
Ainsi, de nombreuses centrales nucléaires fonctionnent comme un générateur HP à turbine à un arbre qui a une seule turbine à plusieurs étages et trois turbines BP parallèles, un excitateur avec le principal Générateur .
Types de turbine à vapeur
Les turbines à vapeur sont classées en fonction de nombreux paramètres et il en existe de nombreux types. Les types à discuter sont les suivants:
Basé sur le mouvement Steam
Sur la base du mouvement de la vapeur, ceux-ci sont classés en différents types, notamment les suivants.
Turbine à impulsion
Ici, la vapeur à vitesse extrême qui s'écoule de la buse frappe les lames rotatives qui sont placées sur le rotor section périphérique. En raison de la frappe, les lames modifient leur sens de rotation sans changer les valeurs de pression. La pression provoquée par l'élan développe la rotation de l'arbre. Des exemples de ce type sont les turbines Rateau et Curtis.
Turbine de réaction
Ici, l'expansion de la vapeur se produira à la fois dans les pales mobiles et constantes lorsque le courant les traversera. Il y aura une chute de pression continue sur ces lames.
Combinaison de turbine à réaction et à impulsion
Sur la base de la combinaison de la réaction et de la turbine à impulsions, ceux-ci sont classés en différents types, notamment les suivants.
- Basé sur les niveaux de pression
- Basé sur le mouvement Steam
Basé sur les niveaux de pression
En fonction des niveaux de pression, ceux-ci sont classés en différents types.
En une seule étape
Ceux-ci sont mis en œuvre pour la mise sous tension centrifuge compresseurs, équipement de soufflage et autres outils similaires.
Turbine à réaction et à impulsion multiphase
Ceux-ci sont employés dans une gamme extrême de capacités, soit des gammes minimales soit maximales.
Basé sur le mouvement Steam
Sur la base du mouvement de la vapeur, ceux-ci sont classés en différents types.
Turbines axiales
Dans ces appareils, l'écoulement de la vapeur se fera dans la direction parallèle à l'axe du rotor.
Turbines radiales
Dans ces dispositifs, l'écoulement de vapeur se fera dans la direction qui est perpendiculaire à l'axe du rotor, soit une ou deux phases de pression de moins sont effectuées dans une direction axiale.
Basé sur la méthodologie de gouvernance
Sur la base de la méthodologie de gouvernance, ceux-ci sont classés en différents types.
Gestion des gaz
Ici, de la vapeur fraîche entre via une ou plusieurs soupapes d'étranglement fonctionnant simultanément, et cela est basé sur le développement de la puissance.
Gestion des buses
Ici, de la vapeur fraîche entre via un ou plusieurs régulateurs à ouverture séquentielle.
Gestion des contournements
Ici, la vapeur entraîne à la fois la première et les autres phases intermédiaires de la turbine.
Basé sur la procédure Heat-drop
Sur la base de la procédure de chute de chaleur, ceux-ci sont classés en différents types.
Condensation de turbine par les générateurs
En cela, la force de vapeur qui est inférieure à la pression environnementale est envoyée au condenseur.
Extractions de phase intermédiaire de condensation de turbine
En cela, la vapeur est isolée des phases intermédiaires pour chauffage fins.
Turbines à contre-pression
Ici, la vapeur évacuée est utilisée à la fois pour le chauffage et les applications industrielles.
Topping Turbines
Ici, la vapeur évacuée est utilisée pour la condensation de turbine de force moindre et moyenne.
Basé sur les conditions de vapeur de l'admission à la turbine
- Moins de pression (1,2 ata à 2 ata)
- Moyenne pression (40 ata)
- Haute pression (> 40 ata)
- Très haute pression (170 ata)
- Supercritique (> 225 et plus)
Basé sur des applications industrielles
- Vitesse de rotation fixe avec turbines stationnaires
- Vitesse de rotation variable avec turbines stationnaires
- Vitesse de rotation variable avec turbines non stationnaires
Différence entre la turbine à vapeur et la machine à vapeur
La différence entre ces deux est indiquée ci-dessous.
| Turbine à vapeur | Machine à vapeur |
| Perte de friction minimale | Perte de friction maximale |
| Bonnes propriétés d'équilibrage | Mauvaises propriétés d'équilibrage |
| La construction et l'entretien sont simples | La construction et l'entretien sont compliqués |
| Peut être bon pour les appareils à grande vitesse | Fonctionne uniquement pour les appareils à vitesse minimale |
| Production d'énergie uniforme | Production d'électricité non uniforme |
| Efficacité améliorée | Moins d'efficacité |
| Convient pour les grandes applications industrielles | Convient aux applications industrielles minimales |
Avantages désavantages
Le avantages d'une turbine à vapeur sommes
- La disposition de la turbine à vapeur nécessite un minimum d'espace
- Fonctionnement simplifié et système fiable
- Nécessite moins de coûts opérationnels et n'a que des espaces minimes
- Efficacité élevée dans les chemins de vapeur
Les inconvénients d'une turbine à vapeur sont
- En raison de l'augmentation de la vitesse, il y aura des pertes de frottement accrues
- A une efficacité minimale, ce qui signifie que la proportion de la lame à la vitesse de la vapeur n'est pas optimale
Applications de la turbine à vapeur
- Turbines à pression mixte
- Implémenté dans les domaines de l'ingénierie
- Outils de production d'énergie
FAQ
1). Qu'est-ce qu'une turbine à vapeur?
Il est défini comme la proportion du travail effectué sur les pales rotatives par rapport à l'énergie totale fournie, tous deux calculés pour un kilogramme de vapeur.
2). Quelle turbine est la plus efficace?
Les turbines les plus efficaces sont les turbines à impulsion.
3). Comment augmenter le rendement de la turbine à vapeur?
L'efficacité peut être augmentée par le réchauffage de la turbine à vapeur, la récupération du chauffage d'alimentation de la turbine et par le cycle de vapeur binaire.
4). Quel est le générateur de turbine à vapeur ?
C'est le dispositif de transformation de puissance initial dans la centrale électrique.
5). Comment la vapeur peut-elle faire tourner une turbine?
Grâce au chauffage de l'eau à la température qu'elle est convertie en vapeur.
Tout est question de turbines à vapeur. Le bon équilibre de rotation et le coup de marteau minimal permettent à ces dispositifs d'être utilisés dans diverses industries. La question qui se pose ici est de connaître les applications des turbines à vapeur .
