1 306 Просмотров

Подразделение турбин в зависимости от давления свежего пара



Из Рубрики: Турбины

Метки:

Начальное давление пара, МПа
Низкого давления не выше 0,9
Среднего давления не выше 4,0
высокого давления 9 -14
Сверхкритического давления 24

Из истории создания паровых турбин
Идея использования энергии струи пара для совершения механической работы известна чело-вечеству очень давно. Еще за 2100 лет до наших дней Героном Александрийским был изобретен прибор в виде полого шара, питаемого через полую ось паром, который выпускался из шара через трубки в тангенциальном направлении, приводя шар во вращение (рис.1б). Подобным прибором пользовались египетские жрецы. Прибор, названный Героном “эолпилом”, был отдаленным про-тотипом реактивной турбины.
В 1629 г. итальянский математик и инженер Джовани Бранка предложил проект турбины в виде укрепленного на вертикальной оси диска с лопатками, вращаемого струей пара, которая подводилась тангенциально к диску. По принципу работы колесо Бранка является прототипом активных паровых турбин.
Колесо Бранка предназначалось для привода ткацких станков, однако вследствие малой производительности и очень низкой экономичности эта турбина не получила промышленного применения.
Попытки создать турбинный двигатель предпринимались во многих промышленно развитых странах.
Применение паровых турбин в качестве первичного двигателя являлось очень заманчивым, т.к. в турбинах сразу получалось равномерное вращательное движение ротора и не было необхо-димости в специальных преобразующих кривошипно-шатунных устройствах, усложнявших дви-гатель.
Так, за первые две трети XIX века было сделано свыше 200 предложений на постройку паро-вых турбин.
Такие работы имели место и в России. В частности, в 1806 – 1813 годах на Сузунском заводе на Алтае сооружал модели паровых активных турбин изобретатель Поликарп Залесов. 13 ноября 1806 г. Залесов в донесении на имя начальника Колывано-Воскресенских заводов предложил по-строить паровую машину, в которой “…будет деревянное колесо в подобие водяного наливного, и пар, пущенный из котла, будет действовать ударом на перья колеса.”
В рапорте 3 апреля 1807 г. П.Залесов пишет: “Модель паровой машины кончена и приводится в надлежащее действие; я принимаюсь теперь рассматриванием обстоятельств, находящихся в устроении большой паровой машины”. Модель, в которой “перья” (т.е., рабочие лопатки) были сделаны из железа, была направлена после её изготовления для испытания на Барнаульский завод.
Однако по ряду причин теоретического и технологического плана паровая турбина получила практическое применение лишь в самом конце XIX века. Последовательно в этот период развитие паровой турбины происходило следующим образом.
В 1878 г. шведский инженер Лаваль сконструировал сепаратор для молока, который должен был работать при 6000 – 7000 об/мин. В качестве двигателя к сепаратору он предложил реактивную паровую турбину в примитивной форме сегнерова колеса,

и в 1883 г. получил патент на турбину такого типа. Однако эта турбина имела крупный недостаток – огромный расход пара и, соответственно, низкую экономичность. В результате, Лаваль стал проводить работы и экспериментальные исследования в другом направлении, и в 1890 г. его заводом была выпущена паровая турбина совершенно другого типа: она была одноступенчатая, активная и при числе оборотов 30000 в минуту развивала мощность 5 л.с. (3,68 КВт). В комплекте с турбиной имелся зубчатый редуктор с понижением числа оборотов на выходном валу до 3000 об/мин. К 1900 г. турбины Лаваля строились уже мощностью до 300 – 500 л.с. при числе оборотов до 10000 в ми-нуту.
Пар использовался насыщенный при давлении до 10 кгс/см2 с выпуском в конденсатор с глу-боким вакуумом.
Промышленная реактивная турбина была построена английским инженером Чарльзом Пар-сонсом. В теоретической части Парсонс исходил из широко известных исследований Леонарда Эйлера и его струйной теории течения вещества. Парсонс успешно перенес струйную теорию, разработанную Эйлером применительно к водяным турбинам, на паровую турбину.
Первая турбина Парсонса была построена в 1884 году; она была осевого типа, многоступенча-тая и при числе оборотов 17000 в минуту развивала мощность 6 л.с. Начальное давление пара со-ставляло 7 кгс/см2. Турбина предназначалась для привода электрогенератора.
В рассматриваемый нами период начинается использование электроэнергии для целей осве-щения, а затем и для энергетических нужд промышленности. Появляются первые электростанции постоянного тока первоначально с приводом электрогенератора от паровой поршневой машины.
Однако паровая машина вскоре начинает заменяться турбиной как более простой, быстроход-ной, компактной и экономичной.
Таким образом, к концу XIX века паровая турбина вышла из стадии экспериментальных ис-следований, и началось её практическое использование для привода электрогенераторов. Даль-нейшее развитие стационарных паровых турбин самым тесным образом связано с ростом выра-ботки и использования электроэнергии для различных целей.
На европейском континенте паровые турбины получили всеобщее признание в качестве дви-гателя электрогенераторов только с 1899 г. В этом году в немецком городе Эльберфельде на элек-тростанции для привода генераторов впервые были применены две турбины Парсонса мощностью по 1000 кВт. Заказ на английские турбины при высоком уровне строительства паровых машин в Германии приковал пристальное внимание мировой технической общественности. Испытание турбин было поручено лучшим и авторитетнейшим немецким специалистам. Опубликованный ими в 1900 г. отчет установил неоспоримое преимущество паровой турбины перед другими типа-ми двигателей, служившими для привода генераторов электрических станций. Эти события полу-чили в истории название “эльберфельдской битвы”, и именно после нее начинается широкое ис-пользование паровых турбин на электростанциях. Мнение технических и промышленных кругов резко изменилось в пользу паровых турбин, тем более, что энергетическое хозяйство в начале XX века уже требовало выработки энергии на крупных электростанциях, и те мощности, которые можно было получать от паровых машин и двигателей внутреннего сгорания, не удовлетворяли потребителей.



Другие записи из категории:

"Турбины":