Tuabin nhiệt trong hệ thống lò hơi

TURBINE NHIỆT


Hình 1.1. Mô hình tuabin hơi hiện đại – Hãng Siemens


Hình 1.2. Tuabin khí V94.3 của hãng Siemens


Hình 1.5. Tuabin gió



Chương 1: GIỚI THIỆT CHUNG VỀ
TURBINE NHIỆT
1.1. Khái niệm cơ bản và lịch sử phát triển
1.2. Nguyên lý làm việc
1.3. Phân loại
1.4. Chu trình làm việc


1.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ LỊCH
SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TUABIN


1.1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1, Tuabin hơi là động cơ hơi nước, trong đó thế
năng của dòng hơi ban đầu chuyển hóa thành
động năng, sau đó thành cơ công làm quay trục.
2, Thiết bị tuabin khí là động cơ nhiệt, thực hiện quá trình biến hóa năng của nhiên liệu trong buồng đốt ở nhiệt độ cao thành cơ năng nhờ những bộ phận máy quay có cánh.

3, Thiết bị tuabin bao gồm tổ hợp tất cả trang bị
chính và phụ trợ của tuabin
(bản thân tuabin, hệ thống gia nhiệt và các
đường ống dẫn trong phạm vi tuabin)
4, Tổ tuabin – máy phát
Nếu tuabin hơi (khí) dùng để kéo máy phát điện thì tất cả các thiết bị bao gồm Tuabin, máy phát, thiết bị ngưng hơi, bộ giảm tốc (nếu có) được gọi là tổ Tuabin – Máy phát (tổ máy).


5, Các thông số ban đầu của tuabin là áp suất po,
nhiệt độ to của dòng khí (hơi) trước van stop (trước
khi vào tuabin)
Các thông số cuối của dòng khí (hơi) là áp suất pk
và nhiệt độ tk của nó ở ngay sau mặt bích của ống
thoát tuabin
6, Các thông số định mức của tuabin: (số vòng
quay, áp suất và nhiệt độ hơi mới, nước, dầu,
chân không…)
Các thông số tính toán mà nhà chế tạo đã ghi
trong lý lịch của tuabin. Với các thông số đó sẽ
bảo đảm công suất định mức bảo hành.


1.1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TUABIN
* Khi nói về tuabin nhiệt điện, chúng ta thường
gặp hai loại sau:
+ Tuabin hơi
+ tuabin khí
Rất quan trọng trong nhà máy nhiệt điện
* Ngoài ra còn có:

- Tuabin nước sản xuất Thủy điện
- Tuabin gió sản xuất Phong điện



A. TUABIN HƠI
- Tuabin hơi ra đời cách đây hơn 100 năm
- Trong thế kỉ 19 máy hơi nước pittông là máy
nhiệt chủ yếu.
- Năm 1883 lần đầu tiên tuabin hơi đầu tiên
được đưa vào thử nghiệm và có những ưu điểm
nổi trội so với máy hơi nước:


* Công suất lớn hơn nhiều do sử dụng được một
lượng hơi lớn không có cơ cấu trục khuỷu
* Hiệu suất cao nhờ quá trình hơi được cho giãn nở
và sinh công từ áp suất cao xuống áp suất thấp
* Có thể thu hồi nước ngưng do đó tăng chất lượng
nước cấp với thông số vào cao
* Máy Chạy êm và thuận tiện trong vận hành


- Năm 1883, Laval đã chế tạo ra tuabin
xung lực một tầng với những
ốngbành
phuntrướng
to dần.trong
+ Hơi chỉ
dãy ống phun từ po đến p1.

+ Số vòng quay rất lớn,
32000 vòng/phút.
+Tốc độ của dòng hơi đạt
1200 – 1500 m/s.
 Tổn thất bởi tốc độ ra rất lớn. Hiệu quả kinh tế
của loại tuabin này không cao. Công suất dưới



Hỡnh 1.8. S mt ct tuabin xung lc mt
tng
Aẽp suỏỳ
t hồi C1

Po

Tọỳ
c õọỹtuyóỷ
t õọỳ
i
cuớa hồi
C2
P2 =P1

P1

Co

1. Trc tuabin
2. a

4
A

A
3
2

3. Cỏnh ng
4. Dóy ng phun

1

d

5. Thõn tuabin

5

6. ng thoỏt
6
Cừ
t vaỡtraới theo
A- A
3
4


-Năm 1984, Charles Parsons (kỹ sư người Anh) đã
chế tạo ra tuabin phản lực đầu tiên.

+ Gồm nhiều tầng, mỗi tầng gồm một dãy ống
phun và một dãy cánh động liền nhau và gắn trực tiếp
lên trục hình tang trống.
+ Hơi được giãn nở liên tục trong các tầng
(động năng ra khỏi tầng trước được sử dụng một
phần ở tầng sau)

 Giảm tổn thất tốc độ ra, nâng cao được hiệu suất
của tuabin.




7
R_ Lổỷc doỹc truỷc

8
9

4
1

2

6
3

5

10

Vóử bỗnh ngổng

1.Thõn tuabin

6. Thõn ngoi

2,3. Cỏnh ng

7. Hi vo

9. ng hi mi

4,5. Cỏnh tnh

8. Thõn tuabin

10. Ca thoỏt

Hỡnh 1.8. Tuabin phn lc nhiu


- Năm 1986 Charles Curtis (Mỹ) đưa vào vận
hành tuabin có tầng tốc độ. Ở đó, các cánh quạt
được gắn lên cùng một đỉnh có nhiều dãy kề nhau
 Giảm được số vòng quay và đơn giản trong
truyền động.
- Năm 1900 Rateau (Pháp) đã cho ra đời tuabin
xung lực nhiều tầng đầu tiên với công suất 735 kW.
Năm 1903, Aurel Stodola (nhà bác học Thụy Sỹ),
lần đầu tiên trình bày về lý thuyết tuabin hơi.

- Năm 1912 tuabin hướng trục đầu tiên do anh em
người Thụy Điển Iunstre:
+ Không có ống phun hoặc cánh hướng mà chỉ
có hai dãy cánh động được gắn chặt trên hai đĩa 1, 2.
+ Loại tuabin này thuộc loại tuabin phản lực
thuần túy. Với nguyên lý cho roto quay ngược chiều
nhau như vậy làm cho tuabin rất gọn và có hiệu quả
kinh tế cao.


Hình 1.9.Sơ đồ tuabin hướng trục
6
7
5

2

1, 2. Đĩa tuabin

1

4

3. Ống dẫn hơi mới
4, 5. Trục tuabin

3

8

6,7. Cánh quạt tầng
trung gian
8, Thân tuabin