Garo turbinos užsikimšimo priežastys ir sprendimai

Kas yra garo turbina?

Garo turbina (pranc. turbine, iš lot. turbo 'sūkurys') - tai šiluminis variklis ir energijos rūšies keitimo įtaisas, kuris vandens garų termo-mechaninę plėtimosi energiją verčia į mechaninę energiją, t. y., sukimo momentą. Šiluminėse elektrinėse garo turbinos sujungiamos su elektros generatoriumi.

Garo turbinos veikimo principas ir sandara

Pati turbina susideda iš darbo rato ir menčių. Garo katile susidaręs garas išsiveržia ir veikia mentes, priverčiant ratą suktis itin dideliu greičiu - apie 30 000 kartų per minutę.

Garo turbiną sudaro:

• Rotorius - velenas su ant jo užmautu darbiniu ratu.
• Statorius - korpuse nejudamai įtvirtintas kreipratis (įtaisas su žiedu įtaisytomis nejudamomis mentėmis, nukreipiančiomis garą į darbinio rato mentes).

Garas tiekiamas į kreipratį, kuriame plečiasi ir, išsiveržęs iš jo, slegia darbinio rato mentes. Kreipratis ir darbinis ratas sudaro vieną pakopą. Garo turbina dažniausiai būna daugiapakopė (iki keliasdešimt pakopų ant vieno veleno).

Istorinė apžvalga

Garo turbinos veikimo principą I amžiuje aprašė Heronas Aleksandrietis. Nors pirmoji dujų turbina buvo užpatentuota dar XVIII a., jos pradėtos naudoti gerokai vėliau. Pirmosios jėgainės, kuriose buvo naudojamos turbinos, atsirado 1890 m. Iki šiol elektros energiją šiluminėse ir branduolinėse elektrinėse gamina pagal garo turbinos veikimo principą.

Anglų inžinierius Charlesas Algernonas Parsonsas (1854-1931) 1881 m. susidomėjo turbinomis ir pradėjo eksperimentuoti. Po trejų metų jis užpatentavo savo sukurtą reaktyviąją garo turbiną, o netrukus - ir generatorių, kuris garų sukuriama mechaninę energiją paverčia elektros energija.

1897 m. birželio 26 d. Didžiosios Britanijos karinio laivyno parado metu pasaulį nustebino laivas „Turbinia“. Tai buvo pasaulyje greičiausiai plaukiojantis laivas, pasiekęs beveik 64 km/val. greitį. Šio laivo inžinierius Ch. A. Parsonsas jame įrengė tris garo turbinas. Garo turbinos yra ekonomiškesnės ir greičiau veikia nei garo mašinos, todėl jas palaipsniui išstūmė. 1900 m. turbinos pradėjo varyti minininkų laivus, o po 1906 m. - visus didelius karinius laivus.

Garo turbinos Lietuvoje

Lietuva yra viena iš šalių, kuriose garo turbinos pradėtos naudoti gana anksti. 1901 m. statomos Vilniaus centrinės elektrinės katilinėje buvo įrengti du garo katilai, dvi 257 kW galios garo mašinos su generatoriais ir trys garo siurbliai. Padidėjus elektros vartotojų skaičiui, 1912 m. įrengta pirmoji Lietuvoje garo turbina. Jos galia buvo 948 kW. 1925 m. ši turbina buvo pakeista galingesne - 1800 kW, po trejų metų pradėjo veikti antroji - 3000 kW galios, o 1937 m. buvo pridėta dar viena.

Garo turbinų taikymo sritys

Garo turbinos plačiai taikomos įvairiose srityse:

• Elektrinės jėgainės: Gamina elektros energiją.
• Termoelektrinės: Gamyba elektros energijos ir šilumos.
• Laivai: Kaip pagrindiniai varikliai laivuose.
• Pramoniniai procesai: Įvairiems gamybos procesams.
• Šildymas ir šaldymas: Šilumos ir šalčio gamybai.
• Atsinaujinantys energijos šaltiniai: Pavyzdžiui, geoterminėse elektrinėse.

Kuo skiriasi garo turbinos ir stūmokliniai varikliai?

Konstrukcijos požiūriu garo turbinos yra sukamieji įrenginiai. Garo turbina yra greitaeigiškesnė, kompaktiškesnė ir ekonomiškesnė už garo mašiną (stūmoklinį variklį).

Garo turbinos cilindrų užsikimšimo priežastys

Garo turbinos cilindrų užsikimšimas yra rimtas gedimas, kuris gali pažeisti turbiną ir netgi sukelti saugos avarijas. Užsikimšimas reiškia reiškinį, kuriame dėl didelio cilindro slėgio, nepakankamo garo srauto ar kitų priežasčių, pradedant ar eksploatuojant turbiną, yra kliudomas turbinos rotoriaus sukimasis, todėl turbina nesugeba normaliai veikti.

Pagrindinės garo turbinos cilindrų užsikimšimo priežastys yra:

1. Per didelis cilindro slėgis: Per didelis garo slėgis gali sukelti nestabilumą ir užblokuoti rotoriaus judėjimą.
2. Nepakankamas garo srautas: Jei garo srautas per mažas, turbina negauna pakankamai energijos sukimosi palaikymui.
3. Vandens kaupimasis cilindre: Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, nesugebant laiku išleisti vandens po išjungimo, cilindre gali kauptis vanduo, kuris trukdo turbinos darbui.

Garo turbinos cilindrų užsikimšimas yra susijęs su įvairiais veiksniais. Tik visiškai supratę jo atsiradimo priežastis, galime veiksmingai užkirsti kelią ir į jį reaguoti.

Sprendimai ir prevencijos priemonės

Siekiant užtikrinti įprastą garo turbinos veikimą, svarbu imtis atitinkamų atsakymo strategijų ir prevencijos priemonių. Garo turbinos cilindrų užsikimšimo svarba yra savaime suprantama.

Galimi sprendimai ir prevencijos priemonės:

1. Sumažinkite garo slėgį: Kontroliuoti ir palaikyti optimalų garo slėgį.
2. Padidinkite garų srautą: Užtikrinti pakankamą garo srautą, atitinkantį turbinos poreikius.
3. Reguliarus patikrinimas ir techninė priežiūra: Reguliariai apžiūrėkite garų turbiną ir su ja susijusias sistemas, kad užtikrintumėte, jog įranga yra geros darbinės būklės. Tai apima ir vandens drenažo sistemų patikrinimą.
4. Griežtai laikykitės darbo procedūrų: Operatorių kvalifikacija ir griežtas darbo procedūrų laikymasis yra esminiai.
5. Darbuotojų mokymai: Reguliarūs darbuotojų mokymai padeda geriau suprasti turbinos veikimą, galimus gedimus ir jų prevenciją.

Reguliari techninė priežiūra ir tikrinimas yra būtini. Tuo pačiu metu taip pat būtina reguliari techninė priežiūra ir tikrinimas.

Garo turbinų veikimo principai ir tipai

Po to, kai garai išsiplečia garo turbinoje ir atlieka darbą, jie patenka į kondensatorių, kur esant dideliam vakuumui kondensuojasi į vandenį. Tokios turbinos vadinamos kondensacinėmis.

Kai garai patenka į garo turbiną visais lygiais, kad galėtų atlikti darbą, išmetamieji garai yra didesni nei atmosferos slėgis ir yra tiesiogiai naudojami pramoniniam ar buitiniam šildymui, be kondensatoriaus. Tokios turbinos vadinamos termofikacinėmis.

Tam tikras parametras ir tam tikras garo kiekis gali būti ištraukiamas iš tam tikros pakopos ar kelių pakopų garo turbinos viduryje, kad būtų tiekiama šiluma į išorę, o likę išmetamieji garai vis tiek patenka į kondensatorių. Šio tipo garo turbina vadinama reguliuojamo ištraukimo garo turbina. Kadangi šilumos vartotojas turi tam tikrus reikalavimus šildymo garų slėgiui, būtina reguliuoti išmetamųjų garų šildymo slėgį, kad jis atitiktų vartotojo poreikius.

Po to, kai į garo turbiną patenkantys garai išplečiami, kad galėtų atlikti darbą keliais etapais, jie vėl įleidžiami į katilo šildytuvą šildymui, o tada grįžta į garo turbiną, kad toliau plėstųsi ir dirbtų, o išmetamieji garai patenka į kondensatorių. Tai yra ištraukimo priešslėgio garo turbina.

Garo turbinų skirstymas pagal veikimo principą

• Impulsų pakopos turbinos: Jose darbo rato mentes suka ne garai, o karštos dujos. Garai daugiausia plečiasi purkštuko mentėje ir tik nedidelis kiekis judančioje mentėje.
• Reakcinės stadijos turbinos: Jose garai tokiu pačiu laipsniu plečiasi purkštuko mentėje ir judančioje mentėje.

Garo turbinų tipai pagal pritaikymą

Pagal pritaikymą ir veikimo ypatybes garo turbinos skirstomos į šiuos tipus:

1. Atbulinio slėgio garo turbina: Išmetimo slėgis gali būti pasirinktas pagal vartotojų poreikius. Plačiai naudojamos metalurgijoje, statybinėse medžiagose, chemijos pramonėje, cemento gamyklose ir kt. Gaminant išmetamųjų dujų energiją, jos stabilumą galima reguliuoti automatiškai. Kaip vidutinės įtampos jėgainė, skirta energijos suvartojimui transformuoti, jos išmetamųjų dujų garų terpė (apie 435 ℃, 3MPa ~ 4MPa) gali būti naudojama vidutinės įtampos įrenginiams eksploatuoti. Įrenginio gamybos pajėgumai yra tiesiogiai proporcingi šildymo kiekiui, tai yra, galia fiksuojama šiluma. Kadangi visas garo šildymas vyksta be šalčio nuostolių, energijos taupymo efektas yra labai puikus.
2. Ištraukimo priešslėgio garo turbina: Be atgalinio slėgio šildymo, ji taip pat gali šildyti garus esant skirtingam slėgiui garo ištraukimo būdu. Visas siurbimo slėgis gali būti automatiškai sureguliuotas iki nominalios vertės, keičiant šildymo kiekį. Tinka šilumos vartotojams, kuriems reikia dviejų rūšių skirtingo slėgio garo, kad būtų išvengta energijos švaistymo.
3. Kondensacinė turbina: Ypač aukštas slėgis, aukštas slėgis, žemas slėgis, vidutinis slėgis, žemas slėgis, žemo slėgio drėgnas garas ir kitos rūšies kondensacinės garo turbinos gali būti plačiai naudojamos elektrinėse, šiluminėse elektrinėse, savarankiškai tiekiamose elektrinėse kaip pagrindinis variklis, kuris skatina generatorius gaminti elektros energiją. Šio tipo garo turbinos taip pat gali būti transformuojamos į nereguliuojamą ištraukimo garų turbiną, kuri, be elektros energijos, gali išgauti dalį garo šildymui (ištraukimo slėgis kinta keičiantis darbo sąlygoms). Galinėje dalyje sumontuotos garo turbinos taip pat patenka į šį diapazoną ir gali toliau dirbti naudodami garus, kurių parametrai yra mažesni.
4. Ekstrahavimo kondensacinė garo turbina: Yra daug rūšių vieno ištraukimo garo turbinų ir dvigubo ištraukimo garo turbinų, kurios gali patenkinti skirtingų vartotojų šildymo ir šildymo poreikius. Kadangi išgaunamas garas nepatenka į kondensatorių, sumažėja visos mašinos energijos nuostoliai ir pagerėja energijos taupymo nauda. Siurbimo tūrį galima keisti savo nuožiūra, stabilią siurbimo slėgio vertę galima reguliuoti automatiškai, valdymo ir reguliavimo įtaisas yra saugus ir patikimas.

tags: #garo #turbinos #uzsikimsusios