Промышленные турбины

В основе принципа действия турбины лежит трансформация кинетической или внутренней энергии газа, пара в механическую работу.

Сейчас турбины широко распространены в таких сферах деятельности, как генерация электроэнергии, нефтегазовая отрасль, добыча полезных ископаемых, кораблестроение, химическая промышленность и др.

В зависимости от рабочего тела, турбины подразделяют на следующие виды:

• Паровые. Используются на ТЭС, АЭС.
• Газовые. В отличие от паровых, здесь основным рабочим телом выступает газ высокого давления, который может обладать температурой выше 1500. Газовые турбины устанавливаются на различных промышленных предприятиях, а также в качестве двигателей судов, самолетов, локомотивов.

Турбины имеют ряд преимуществ по сравнению с двигателями внутреннего сгорания:

• превосходят их по КПД;
• потребляют меньше смазочных веществ;
• характеризуются меньшим уровнем выбросов;
• сравнительно малые габариты и вес;
• не требуется водяное охлаждение;
• значительно меньший уровень шума (80-89,5 дБ) и меньший уровень вибрации;
• возможность эксплуатации в различных климатических условиях.

К недостаткам турбинного оборудования можно отнести более высокую стоимость, резкое снижение КПД на малых нагрузках, сложность ремонта.

Конструктивно паровые и газовые турбины включают ротор, состоящий из вала, на который установлены рабочие колеса. Рабочее тело (газ или пар) через сопла нагнется компрессором к ротору, и вращает его. Лопатки рабочих колес устанавливаются таким образом, чтобы сформировать каналы, по которым перемещается рабочее тело. Выхлопные патрубки отводят отработанный газ.

Турбины бывают одно- и многоступенчатыми (у многоступенчатых установок КПД может быть близким к 100%). По направлению потока выделяют осевые (поток направляется вдоль оси), радиальные (перпендикулярно оси), диагональные и тангециальные.

Сегодня широко применяется комбинирование газовых и паровых турбин: со смешиванием рабочих тел (бинарные установки) и без (монарные). Большинство современных турбоустановок относится к бинарному типу – они комплектуются либо котлом-утилизатором, в котором пар образуется за счет отходящей теплоты газовой турбины, либо парогенератором. В последнем случае пар образуется за счет отведенного тепла и сжигания топлива.