Buxar turbin texnologiyası təqdimatında irəliləyişlər. Təqdimat "Buxar turbininin ixtira tarixi"

Yaradılış tarixi

turbinlər

Turbin bir maye və ya qaz axını ilə idarə olunan fırlanan bir cihazdır.

Turbinin ən sadə nümunəsi su çarxıdır.

Təsəvvür edin ki, şaquli şəkildə yerləşdirilmiş çarxın kənarında çubuqlar və ya bıçaqlar bərkidilir. Bu bıçaqların üzərinə yuxarıdan su axını tökülür. Suyun təsiri altında təkər fırlanır. Və təkəri çevirməklə digər mexanizmləri işə salmaq olar. Deməli, su dəyirmanında çarx dəyirman daşlarını çevirdi. Və un üyüdürdülər.

• Eolipylus Gerona

Heron dövründə onun ixtirası oyuncaq kimi qəbul edilirdi. Onun praktik tətbiqi tapılmadı.

1629-cu ildə italyan mühəndis və memar Giovanni Branchi, bıçaqları olan bir təkərin buxar reaktivi ilə idarə edildiyi buxar turbinini yaratdı.

1815-ci ildə ingilis mühəndisi Riçard Treysvik lokomotiv çarxının kənarına iki nozzle quraşdırdı və buxarı onların içinə buraxdı.

1864-1884-cü illər arasında yüzlərlə turbin ixtirası mühəndislər tərəfindən patentləşdirildi.

Qaz turbin buxar turbinindən onunla fərqlənir ki, o, qazandan gələn buxarla deyil, yanacağın yanması zamanı əmələ gələn qazla idarə olunur. Və buxar və qaz turbinlərinin bütün əsas prinsipləri eynidir.

Qaz turbininin ilk patenti 1791-ci ildə ingilis Con Barber tərəfindən alınıb. Bərbər öz turbinini atsız araba sürmək üçün dizayn etmişdir. Barber turbininin elementləri isə müasir qaz turbinlərində mövcuddur. 1913-cü ildə mühəndis, fizik və ixtiraçı Nikola Tesla konstruksiyası ənənəvi turbininkindən əsaslı şəkildə fərqlənən bir turbinə patent verdi. Tesla turbinində buxar və ya qazın enerjisi ilə idarə olunan bıçaqlar yox idi.

Hamısı budur

Silayev Platon,
Qonçarova Valeriya
8"M" 188 saylı məktəb

Nə?

Turbin qanadlı bir maşındır
kinetik transformasiya var
enerji və / və ya işçinin daxili enerjisi
orqanların (buxar, qaz, su) mexaniki işə salınması
mil üzərində.

Buxar turbin.

Buxar turbinini təmsil edir
nağara və ya seriya
fırlanan disklər,
bir ox üzərində sabitlənmiş, onların
turbin rotoru adlanır və
onlarla növbələşən bir sıra
sabit disklər,
bazaya sabitlənmişdir
stator adlanır.

Turbinlərin ixtira tarixi

Buxar turbininin mərkəzində
yaradılmasının iki prinsipi var
rotordakı qüvvələr, məlumdur
qədim dövrlərdə, reaktiv və
aktiv. Brankenin maşınında
1629-cu ildə inşa edilmiş, reaktiv
cütlük hərəkətə keçdi
təkər kimi təkər
su dəyirmanı.

Parsons buxar turbin

Parsons buxar turbinini birləşdirdi
elektrik generatoru ilə
enerji. Turbin ilə
inkişaf etdirmək mümkün oldu
elektrik enerjisi və bu, gücləndi
istilik sahəsinə ictimai maraq
turbinlər. 15 illik araşdırmalar nəticəsində yaratmışdır
baxımından ən mükəmməli
bəzən reaktiv turbin.

Buxar turbinlərinin tətbiqi

Buxar turbinləri

Müasirin ilk sələfi
buxar turbinlərini oyuncaq hesab etmək olar
2-ci əsrdə ixtira edilmiş mühərrik. əvvəl. AD
İsgəndəriyyə alimi Heron. Birinci
müasir buxarın sələfi
turbinləri oyuncaq mühərrik hesab etmək olar,
2-ci əsrdə icad edilmişdir. əvvəl. AD
İsgəndəriyyə alimi Heron.

İlk turbin layihəsi

1629-cu ildə İtalyan Branca bıçaqlı təkər üçün dizayn yaratdı. Olmalıdır
buxar cərəyanı təkər bıçaqlarına güclə dəydikdə fırlanmalı idi.
Bu, sonradan alınan ilk buxar turbin layihəsi idi
aktiv turbinin adı. 1629-cu ildə İtalyan Branca bir layihə yaratdı
avar təkərləri. Buxar jetinin gücü ilə fırlanmalı idi
təkər bıçaqlarına zərbə vurur. Bu, ilk buxar turbin layihəsi idi
sonradan aktiv turbin kimi tanındı. Buxar
bu erkən buxar turbinlərində axın cəmləşməmişdi və
enerjisinin böyük hissəsi bütün istiqamətlərə səpələnmişdi
əhəmiyyətli enerji itkiləri ilə nəticələndi. Bu erkən buxar axını
buxar turbinləri cəmləşmirdi və çoxu
enerji bütün istiqamətlərə dağılır, nəticədə
əhəmiyyətli enerji itkisi.

Turbin yaratmaq cəhdləri

Turbinlərə bənzər mexanizmlər yaratmaq cəhdləri çox uzun müddətdir ki, edilmişdir.
Heron tərəfindən hazırlanmış primitiv buxar turbininin təsviri məlumdur.
İsgəndəriyyə (1-ci əsr). I. V. Linde görə, 19-cu əsr doğurdu
"material"dan əvvəl dayanan "bir çox layihə"
onların həyata keçirilməsində çətinliklər. Yalnız 19-cu əsrin sonunda, nə vaxt
termodinamikanın inkişafı (turbinlərin səmərəliliyinin müqayisə oluna biləcək qədər artırılması
pistonlu maşın), maşınqayırma və metallurgiya (artım
üçün tələb olunan materialların gücü və istehsal dəqiqliyi
yüksək sürətli təkərlərin yaradılması), Gustaf Laval (İsveç) və Charles
Parsons (Böyük Britaniya) müstəqil olaraq uyğun yaradılmışdır
sənaye üçün buxar turbinləri.

İlk buxar turbin

İlk buxar turbinini isveçli ixtiraçı Qustaf Laval yaratmışdır. By
versiyalarından biri olan Laval onu gətirmək üçün yaratmışdır
öz dizaynımız olan actionmilk separator. Bunun üçün lazım idi
sürət sürücüsü. O dövrün mühərrikləri kifayət qədər təmin etmirdi
fırlanma tezliyi. Yeganə çıxış yolu dizayn idi
yüksək sürətli turbin. İşləyən maye kimi, Laval geniş seçim etdi
o zaman istifadə edilən buxar. İxtiraçı onun üzərində işləməyə başladı
dizayn etdi və nəticədə işlək bir cihaz yığdı. 1889-cu ildə
il, Laval konik genişləndiricilər ilə turbin nozzle əlavə, belə ki,
gələcəyin əcdadı olan məşhur Laval nozzle ortaya çıxdı
raket ucluqları. Laval turbin mühəndislikdə bir sıçrayış idi. Yetər
üçün pervanenin yaşadığı yükləri təsəvvür edin
ixtiraçıya nail olmağın nə qədər çətin olduğunu başa düş stabil əməliyyat turbinlər.
Turbin təkərinin nəhəng sürətlərində, hətta kiçik bir yerdəyişmə
ağırlıq mərkəzi güclü vibrasiyaya və rulmanların həddindən artıq yüklənməsinə səbəb oldu.
Bunun qarşısını almaq üçün, Laval fırlanan zaman nazik bir oxdan istifadə etdi
əyilə bilərdi.

Güclü buxar turbinləri quraşdırılmışdır
elektrik stansiyaları və böyük
gəmilər.
Buxar mühərrikinin işləməsi üçün,
bir sıra köməkçi maşın və qurğular.
Bütün bunlar birlikdə adlanır
buxar elektrik stansiyası.

Bıçaqları olan rotor
- mobil
turbinin bir hissəsi.
Burunları olan stator
- hərəkətsiz
hissəsi.

İstilik mühərriklərinin səmərəliliyi:

Buxar
maşın 8-12%
ICE 20-40%
Buxar
turbin
20-40%
Dizel
30-36%

işdəki çatışmazlıqlar
buxar turbin
Faydaları
buxar turbininin işləməsi
fırlanma sürəti deyil
-də dəyişə bilər
geniş diapazon
uzun müddətə başlamaq və
dayanır
buxarın yüksək qiyməti
turbinlər
aşağı həcm
istehsal edilmişdir
elektrik, in
ilə əlaqəsi
istilik eninin həcmi.
fırlanma baş verir
bir istiqamət;
itkin
işdəki kimi titrəyir
piston
buxar əməliyyatı
turbinlərin işə salınması mümkündür
müxtəlif növlər
yanacaq: qaz,
maye, bərk
yüksək tək
güc

qaz turbin
Qaz turbinləri davamlı istilik mühərrikidir
qaz enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən hərəkət
qaz turbininin şaftında işləmək. Pistondan fərqli olaraq
mühərrik, qaz turbinində mühərrik prosesləri
hərəkət edən qaz axınında baş verir. Qaz keyfiyyəti
turbin səmərəliliyi ilə xarakterizə olunur, yəni
mildən çıxarılan işin mövcud olana nisbəti
turbindən əvvəl qaz enerjisi
Hekayə
yaradılması
1500 - Leonardo da Vinçi diaqram çəkdi
istifadə edən qril
qaz turbin prinsipi
1903 - Norveçli Aegidius Jelling ilk əsəri yaratdı
qaz
istifadə edilən turbin
fırlanan kompressor və turbin və
faydalı iş yaratmışdır.

Qaz turbinləri turbin disklərindən və kompressordan ibarətdir.
bir mil üzərində quraşdırılmışdır. Turbin belə işləyir: hava
kompressor tərəfindən turbinin yanma kamerasına vurulur, sonra burada
maye yanacaq vurulur. Yanan qarışıq çox yanır
yüksək temperatur, qazlar genişlənir, tələsir
egzoz portu, yol boyu turbin qanadlarına düşürlər və
onları fırlanma vəziyyətinə gətirin.

Ərizə
Hazırda əsas kimi qaz turbinlərindən istifadə olunur
dəniz nəqliyyatı mühərrikləri.
Bəzi hallarda aşağı güclü qaz turbinləri istifadə olunur
nasoslar, təcili elektrik generatorları, köməkçi üçün sürücü kimi
gücləndirici kompressorlar və s.
Əsas mühərriklər kimi qaz turbinləri xüsusi maraq doğurur
hidrofoillər və hoverkraft.
Qaz turbinləri lokomotivlərdə və çənlərdə də istifadə olunur.

Qaz turbininin üstünlükləri və mənfi cəhətləri
mühərriklər
Qaz turbinli mühərriklərin üstünlükləri
Əməliyyat zamanı daha çox buxar əldə etmək imkanı (in
pistonlu mühərrikdən fərqli)
Buxar qazanı və buxar turbini ilə birlikdə daha yüksək səmərəlilik
pistonlu mühərriklə müqayisədə. Buna görə də onların istifadəsi
elektrik stansiyaları.
Yalnız bir istiqamətdə hərəkət edir, daha azdır
vibrasiya, pistonlu mühərrikdən fərqli olaraq.
Pistonlu mühərrikdən daha az hərəkət edən hissə.
ilə müqayisədə zərərli maddələrin emissiyaları əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır
pistonlu mühərriklər
Sürtkü yağının aşağı qiyməti və istehlakı.

Qaz turbinli mühərriklərin çatışmazlıqları
Qiyməti eyni ölçülü pistondan xeyli yüksəkdir
mühərriklər, çünki turbində istifadə olunan materiallar olmalıdır
yüksək istilik müqaviməti və istilik müqaviməti, həmçinin yüksək spesifik
güc. Maşın əməliyyatları da daha mürəkkəbdir;
İstənilən iş rejimində onlar pistondan daha aşağı səmərəliliyə malikdirlər
mühərriklər. Gücləndirmək üçün əlavə buxar turbinini tələb edir
səmərəlilik.
Aşağı mexaniki və elektrik səmərəliliyi (qaz sərfiyyatı
Pistonla müqayisədə 1 kVt/saat elektrik enerjisi üçün 1,5 dəfə çoxdur
mühərrik)
Aşağı yüklərdə səmərəliliyin kəskin azalması (pistondan fərqli olaraq
mühərrik)
Yüksək təzyiqli qazdan istifadə ehtiyacı olan
ilə gücləndirici kompressorların istifadəsini zəruri edir
əlavə enerji istehlakı və ümumi səmərəliliyin azalması
sistemləri.

Buxar turbin (fr. turbin, lat. turbo qasırğa, fırlanma) fasiləsiz istilik mühərrikidir, onun qanad aparatında sıxılmış və qızdırılan su buxarının potensial enerjisi kinetik enerjiyə çevrilir və bu da öz növbəsində mexaniki iş yerinə yetirir. mil.

Turbin üç silindrdən (yüksək təzyiqli silindr, yüksək təzyiqli silindr və aşağı təzyiq silindrindən) ibarətdir, onların korpuslarının aşağı hissələri müvafiq olaraq 39, 24 və 18 olaraq təyin olunur.Silindrlərin hər biri əsas element olan statordan ibarətdir. bunlardan sabit korpus və fırlanan rotordur. Silindrlərin ayrı-ayrı rotorları (yüksək təzyiqli silindr rotoru 47, TsSD 5 rotoru və LPC rotoru 11) muftalar 31 və 21 ilə sərt şəkildə birləşdirilmişdir. Elektrik generatorunun rotorunun yarım muftası mufta yarısına 12 bərkidilir və həyəcanverici rotor ona bağlıdır. Silindrlərin, generatorun və həyəcanlandırıcının yığılmış ayrı rotorları zəncirinə şaft xətti deyilir. Çox sayda silindrlə uzunluğu (və müasir turbinlərdə ən çoxu 5-dir) 80 m-ə çata bilər.

İş prinsipi Buxar turbinləri aşağıdakı kimi işləyir: buxar qazanında yaranan buxar yüksək təzyiq altında turbin qanadlarına daxil olur. Turbin fırlanır və generatorun istifadə etdiyi mexaniki enerji yaradır. Generator elektrik enerjisi istehsal edir. Buxar turbinlərinin elektrik enerjisi qurğunun giriş və çıxışındakı buxar arasındakı təzyiq fərqindən asılıdır. Tək qurğunun buxar turbinlərinin gücü 1000 MVt-a çatır. İstilik prosesinin xarakterindən asılı olaraq buxar turbinləri üç qrupa bölünür: kondensasiya, kogenerasiya və xüsusi təyinatlı turbinlər. Turbin mərhələlərinin növünə görə onlar aktiv və reaktiv olaraq təsnif edilir.

Buxar turbinləri - üstünlükləri Buxar turbinlərinin müxtəlif yanacaq növləri ilə işləməsi mümkündür: buxar turbinlərinin qaz, maye, bərk işləməsi müxtəlif yanacaq növləri ilə mümkündür: buxar turbinlərinin qaz, maye, bərk təsirli resursu buxar turbinlərinin təsirli resursu

Buxar turbinləri - çatışmazlıqlar buxar qurğularının yüksək ətaləti (uzun işə salınma və dayanma müddətləri) buxar qurğularının yüksək ətaləti (uzun başlama və dayanma müddətləri) buxar turbinlərinin yüksək qiyməti buxar turbinlərinin yüksək qiyməti, istehsal olunan elektrik enerjisinin həcminə nisbətdə aşağı həcm istilik enerjisi istilik enerjisinin həcminə nisbətdə istehsal olunan elektrik enerjisinin aşağı həcmi Buxar turbinlərinin bahalı təmiri Buxar turbinlərinin bahalı təmiri Ağır yanacaq yağları və bərk yanacaqlarda ekoloji göstəricilərin aşağı salınması, ağır mazutlar və bərk yanacaqlar

Tətbiq: Parsons reaktiv buxar turbini bir müddət əsasən döyüş gəmilərində istifadə edilmişdir, lakin tədricən öz yerini daha yığcam birləşdirilmiş aktiv-reaktiv buxar turbinlərinə verdi, burada yüksək təzyiqli reaktiv hissə tək və ya ikiqat taclı aktiv disklə əvəz olundu. Nəticədə, bıçaq aparatındakı boşluqlardan buxar sızması nəticəsində itkilər azaldı, turbin daha sadə və qənaətcil oldu. İstilik prosesinin xarakterindən asılı olaraq, buxar turbinləri adətən 3 əsas qrupa bölünür: kondensasiya, qızdırıcı və xüsusi təyinatlı.

PTM-in əsas üstünlükləri: Geniş güc diapazonu; Artan (1,2-1,3 dəfə) daxili səmərəlilik (~75%); Quraşdırma uzunluğunun əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması (3 dəfəyə qədər); Quraşdırma və istismara vermə üçün aşağı kapital xərcləri; Yanğın təhlükəsizliyini təmin edən və qazanxanada işləməyə imkan verən yağ təchizatı sisteminin olmaması; Turbin və idarə olunan mexanizm arasında işin etibarlılığını artıran və səs-küy səviyyəsini azaldan sürət qutusunun olmaması; Turbin qurğusunun boş işləməsindən yükə qədər milin fırlanma sürətinin rəvan tənzimlənməsi; Aşağı səs-küy səviyyəsi (70 dBA-a qədər); Aşağı xüsusi çəkisi (quraşdırılmış gücün 6 kq / kVt-a qədər) Yüksək xidmət müddəti. Turbinin istismardan çıxarılana qədər işləmə müddəti ən azı 40 ildir. Turbinin mövsümi istifadəsi ilə geri ödəmə müddəti 3 ildən çox deyil.

PTM tipli buxar turbininə əsaslanan turboelektrik generator, artan daxili səmərəlilik, uzun xidmət müddəti, kiçik ölçülər, geniş yüklərə hamar nəzarət, yağ təchizatı sisteminin olmaması və quraşdırma asanlığı səbəbindən digər enerji mənbələri ilə müsbət müqayisə edir. .

• Tələbələri təqdim edin
• cihazı və prinsipi ilə
• buxar turbininin işləməsi.
• İstilik səmərəliliyi anlayışını təqdim edin
• mühərrik.
• Problemləri müəyyənləşdirin
• ətraf mühitin mühafizəsi.

• Məqsədlər:

• bu, sıxılmış və qızdırılan su buxarının potensial enerjisinin kinetik enerjiyə çevrildiyi və bu da öz növbəsində mil üzərində mexaniki işi yerinə yetirən davamlı istilik mühərrikidir.

Turbo (lat.) - 19-cu əsrin ortalarında qasırğa

• Turbinlər

• Buxar

• Qaz

Buxar turbininin diaqramı

• 1 - burun
• 2 - bıçaqlar
• 3 - buxar
• 4 - disk
• 5 - mil

TƏTBİQ:

• İstilik, nüvə və su elektrik stansiyalarında elektrik generatoru üçün sürücü kimi, dəniz, quru və hava nəqliyyatında mühərriklər kimi, hidrodinamik ötürmənin tərkib hissəsi kimi istifadə olunur.
• Bir turbinə bənzər bir cihaz, lakin bıçaqları şaftdan döndərmək üçün bir sürücüyə sahib olan - kompressor və ya nasos.
• Dünyanın ən güclü elektrik stansiyası burada yerləşir Cənubi Amerika Parana çayı üzərində. Onun 18 turbinası 12,600 milyon vatt/saat elektrik enerjisi istehsal edir.

• işdəki çatışmazlıqlar
• buxar turbin

• fırlanma sürəti geniş şəkildə dəyişdirilə bilməz
• uzun başlanğıc və dayanma vaxtları
• buxar turbinlərinin yüksək qiyməti
• istilik enerjisinin həcminə nisbətdə istehsal olunan elektrik enerjisinin aşağı həcmi.

• Faydaları
• iş
• buxar turbin

• fırlanma bir istiqamətdə baş verir;
• pistonun işləməsi zamanı olduğu kimi heç bir zərbə yoxdur
• buxar turbinlərinin işləməsi müxtəlif növ yanacaqlarda mümkündür: qaz, maye, bərk
• yüksək vahid gücü

• işçi orqanı

• Qızdırıcı

• Soyuducu

• A n \u003d Q1-Q2

Səmərəlilik Formulu

• Ap - Faydalı iş;
• Q1 - İstilik miqdarı,
• qızdırıcıdan alınan;
• Q2 - İstilik miqdarı
• soyuducuya verilir.

Səmərəlilik əmsalı (COP)

• 1-dən çox ola bilməz (və ya 100%)
• Buxar mühərrikinin səmərəliliyi ≈ 8–12%
• Buxar və ya qaz turbin > 30%
• ICE ≈ 20-40%

• Səmərəliliyin artırılması yolları
• buxar turbin

• 1) qazanın daha mükəmməl istilik izolyasiyasının yaradılması;
• 2) qazanda temperaturun artması, həmçinin buxar təzyiqinin artması

ƏTRAF MÜHİTLƏ BAĞLI PROBLEMLƏR

• Orta atmosfer istiliyində artım
• İqlimin dəyişməsi
• "İstixana effekti"nin formalaşması
• yoxa çıxma müəyyən növlər heyvanlar, quşlar, bitkilər
• Turşu yağışları

Alternativ enerji mənbələri

• İstilik mühərrikləri:
• 25,5 milyard ton karbon oksidi
• 190 milyon ton kükürd oksidi
• 65 milyon ton azot oksidi
• 1.4 Mt CFC
• Qurğuşun, kadmium, mis, nikel və s.

• günəş enerjisi
• Elektrik
• Maqnit sahəsinin enerjisi
• Külək enerjisi

Gustaf de Laval tərəfindən hazırlanmışdır

• 1883-cü ildə isveçli Qustaf de Laval bir çox çətinlikləri dəf edərək ilk işləyən buxar turbinini yaratmağı bacardı. Bir neçə il əvvəl Laval süd ayırıcısı üçün patent almışdı. Onu işə salmaq üçün çox yüksək sürətli sürücü lazım idi. O zaman mövcud olan mühərriklərin heç biri tapşırığı yerinə yetirmədi. Laval yalnız buxar turbininin ona lazımi fırlanma sürətini verə biləcəyinə əmin idi. Onun dizaynı üzərində işləməyə başladı və sonda istədiyinə nail oldu.

Tarixdən

• Laval turbin yüngül təkər idi, onun bıçaqlarında kəskin bucaq altında quraşdırılmış bir neçə nozzle vasitəsilə buxar induksiya olunurdu.
• 1889-cu ildə Laval ucluqlara konusvari genişləndiricilər əlavə edərək ixtirasını əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirdi. Bu, turbinin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı və onu universal mühərrikə çevirdi.

Charles Parsons tərəfindən hazırlanmışdır

• 1884-cü ildə ingilis mühəndisi Çarlz Parsons elektrik generatorunu idarə etmək üçün xüsusi olaraq ixtira etdiyi çoxmərhələli reaktiv turbin üçün patent aldı.
• 1885-ci ildə o, çoxmərhələli reaktiv turbin hazırladı, sonradan istilik elektrik stansiyalarında geniş istifadə olundu.

Ev tapşırığı:

• § 23, 24;
• kartlar,
• imtahana hazırlaşın