Klasyfikacja turbin parowych
Pełny tekst artykułu dostępny jest dla zarejestrowanych użytkowników
Turbiny parowe klasyfikuje się według różnych kryteriów.
- W zależności od liczby stopni rozróżnia się turbiny jedno- i wielostopniowe
Pierwsze turbiny jednostopniowe z reguły z jednostopniowe stopniem Curtisa odznaczają się bardzo prostą budową i niskim kosztem wykonania. W większości konstrukcje obecnych turbin to turbiny wielostopniowe.
- W zależności od kierunku przepływu pary: turbiny osiowe i promieniowe.
Turbiny promieniowe (o przepływie pary prostopadłym do osi wirnika) stosowane były w początkach budowy turbin. Obecnie praktycznie wyłącznie są budowane turbiny osiowe, o równoległym do osi turbiny kierunku przepływu pary.
- W zależności od mocy:
- turbiny małej mocy (umownie przyjęto tutaj granicę 15 MW);
- turbiny średniej mocy (są to tzw. turbiny przemysłowe pracujące jako napędy podstawowe lub pomocnicze oraz turbiny ciepłownicze w zakresie mocy od 15MW do 100MW);
- turbiny dużej mocy (tzw. turbiny energetyczne, pracujące jako jednostki podstawowe w systemie elektroenergetycznym w zakresie mocy od 100 do 500 MW);
- turbiny wielkiej mocy (ponad 500MW).
- W zależności od źródła pary dolotowej:
a) turbiny na parę świeżą (z kotła) i turbiny na parę odlotową (np. z innej turbiny, silnika tłokowego młotów parowych itp.);
b) turbiny jednoprężne lub turbiny wieloprężne, to jest zasilane z jednego lub kilku źródeł pary o różnym ciśnieniu (w praktyce 2 rzadko 3 źródła); turbiny z międzystopniowym doprowadzeniem pary występują kiedy para o najwyższym ciśnieniu jest tu doprowadzana do pierwszego stopnia para o ciśnieniu niższym do dalszych stopni.
- W zależności od ciśnienia (parametrów) pary dolotowej:
turbiny niskiego ciśnienia (w zakresie od 0,10-0,40 MPa, głównie na parę odlotową); turbiny średniego ciśnienia do 8 MPa; wysokiego ciśnienia od 8 do 18MPa oraz turbiny do pracy z parą o ciśnieniu nadkrytycznym ponad 18 MPa. Z wykresu T-s i i-s wynika, że wraz ze wzrostem ciśnienia musi również wzrastać temperatura dlatego też turbiny o coraz wyższym ciśnieniu dolotowym muszą pracować przy coraz wyższej temperaturze (nie dotyczy to jednak turbin na ciśnienia nadkrytyczne)
-
W zależności od sposobu sprzęgania z napędzaną maszyną:
turbiny bezprzekładniowe i turbiny wyposażone w przekładnie. Jest to z reguły związane z prędkością obrotową turbin.
- W zależności od prędkości obrotowej:
turbiny o stałej prędkości obrotowej (z reguły napędzające generatory elektryczne) i turbiny o zmiennej prędkości obrotowej (z reguły napędzające sprężarki, pompy oraz turbiny okrętowe wyposażone w samodzielny układ regulacji); turbiny wolnobieżne (do napędzania generatorów energetycznych wolnoobrotowych z czterema biegunami wyprowadzeń na fazę - 1500 obr/min) turbiny o normalnej prędkości obrotowej (do napędzania generatorów energetycznych wolnoobrotowych z dwiema biegunami wyprowadzeń na fazę - 3000 obr/min) i turbiny szybkobieżne (których prędkość obrotowa wynosi ponad 3000 obr/min w niektórych wypadkach do 15000 obr/min i więcej)
-
W zależności od liczby kadłubów - turbiny jednokadłubowe i turbiny wielokadłubowe.
Budowę wielokadłubową stosuje się głównie wtedy, gdy z powodu wymaganej dużej liczby stopni lub wylotów turbiny o dużej średnicy nie udaje się pomieścić w jednym kadłubie. Poszczególne kadłuby nazywa się w zależności od zakresu ciśnień, przy których pracują - częścią (lub kadłubem) wysokoprężną (WP), średnioprężną (SP) i niskoprężną (NP) turbiny. Turbinę taką przedstawiono na rysunku b) poniżej
- W zależności od liczby strumieni pary: turbiny jednostrumieniowe i turbiny wielostrumieniowe.
- W zależności od liczby wylotów z ostatniego stopnia: turbiny jednowylotowe i turbiny wielowylotowe.
- W zależności od liczby wałów niezesprzęgniętych mechanicznie - turbiny jednowałowe i turbiny wielowałowe (zwykle dwuwałowe).
- W zależności od sposobu zamiany energii w stopniu: turbiny akcyjne, turbiny reakcyjne oraz turbiny kombinowane.Podział na turbiny akcyjne i reakcyjne jest podziałem zwyczajowym.
- W zależności od sposobu wykorzystania pary wylotowej z turbiny:
turbiny kondensacyjne
W turbinach kondensacyjnych para po rozprężeniu się do ciśnienia znacznie niższego od ciśnienia atmosferycznego (typowe wartości w zależności od sposobu chłodzenia wynoszą 3,5-7 kPa) jest kondensowana w skraplaczu w warunkach głębokiej próżni.
turbiny przeciwprężne
W turbinach przeciwprężnych para wylotowa jest odprowadzana do układów technologicznych lub ciepłowniczych i wykorzystywana poza układem cieplnym turbiny.
turbiny z pogorszoną próżnią (z reguły ciepłownicze)
Turbiny z pogorszoną próżnią są to turbiny stosowane głównie w ciepłownictwie, o układzie takim jak turbiny kondensacyjne, z tym jednak, że do chłodzenia skraplacza i odbierania ciepła skraplania pary wylotowej jest stosowana woda sieciowa, tj. woda powrotna z układu ciepłowniczego.
turbiny upustowe
W turbinach upustowych część pary jest odbierana z turbiny - pomiędzy jej wlotem a wylotem - przez upust lub upusty i wykorzystywana poza układem turbiny do celów technologicznych czy ciepłowniczych.
turbiny wydmuchowe
W turbinach wydmuchowych para wylotowa jest odprowadzana bezpośrednio do atmosfery.
- W zależności od układu regeneracji: turbiny z układem regeneracji i turbiny bez układu regeneracji.
W turbinach z układem regeneracji część pary jest pobierana z nieregulowanych upustów i wykorzystywana do podgrzewania kondensatu i wody zasilającej kocioł wymiennikach regeneracyjnych.
- W zależności od występowania przegrzewu międzystopniowego: turbiny z przegrzewem międzystopniowym i turbiny bez przegrzewu międzystopniowego.
Międzystopniowy przegrzew pary jest, podobnie jak podgrzew kondensatu i wody zasilającej, zabiegiem podnoszącym sprawność układu cieplnego.
- W zależności od zastosowania: turbiny energetyczne, ciepłownicze przemysłowe i turbiny trakcyjne (głównie okrętowe); turbiny podstawowe, turbiny szczytowe, turbiny awaryjne i turbiny pomocnicze