Kas yra Garo Turbina?
Garo turbina yra mašina, kuri garų energiją paverčia mechanine sukimosi energija. Garo turbinos viduje slypi dideli rotoriai, į juos pučiant garus, jie pasuka ašį. Ją sudaro darbo ratas ir mentės.
Iš garo katilo išsiveržusi garo srovė slėgė mentes ir ratas sukosi labai dideliu greičiu - apie 30 tūkst. kartų per minutę.
Garo Turbinos Raida ir Svarbiausi Išradėjai
Aktyvinę garo turbiną 1883 m. išrado K. Lavalis (Švedas). Šiek tiek anksčiau - 1881-aisiais - turbinomis susidomėjo ir ėmėsi eksperimentų anglų inžinierius Charlesas Algernonas Parsonsas (1854-1931).
Praėjus trejiems metams jis užpatentavo savo sukurtą reaktyviąją garo turbiną. Netrukus Ch. A. Parsonsas sukūrė generatorių, kuris garų kuriamą mechaninę energiją vertė elektros energija.
Garo turbinos yra ekonomiškesnės ir greičiau veikia nei garo mašinos, todėl jas išstūmė iš daugelio taikymo sričių.
Istorinis Taikymas
1897 m. birželio 26-ąją Didžiosios Britanijos karalienės Viktorijos garbei buvo surengtas šalies karinio laivyno paradas. Staiga į priekį išsiveržė laivas, kuris net neturėjo dalyvauti parade, ir jo negalėjo sustabdyti patruliuojantys laivai. Tai buvo laivas „Turbinia“ - tuo metu pasaulyje greičiausiai plaukiantis laivas, skrodęs vandenį beveik 64 km per valandą greičiu. Šio laivo inžinieriaus Ch. A. Parsonso sumanymu jame buvo įrengtos trys garo turbinos.
1900 m. turbinos pradėjo varyti minininkus, o po 1906-ųjų - visus didelius karinius laivus.
Garo Turbinų Veikimo Principas ir Tipai
Po to, kai garai išsiplečia garo turbinoje, kad galėtų atlikti darbą, jie patenka į kondensatorių didelio vakuumo būsenoje ir kondensuojasi į vandenį. 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.
Tam tikras parametras ir tam tikras garo kiekis yra 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.
Garo turbinas daugiausia sudaro:
- Impulsų pakopa, kuri veikia pagal impulsų principą, o garai daugiausia plečiasi purkštuko mentėje ir tik nedidelis kiekis judančioje mentėje.
- Reakcinė stadija, kuri veikia pagal priešingo impulso principą, o garai tokiu pat laipsniu plečiasi purkštuko mentėje ir judančioje mentėje.
Turbinos ir generatoriaus veikimo animacija
Garo Turbinų Panaudojimas Šiuolaikiniame Pasaulyje
1890 m. atsirado pirmosios jėgainės, kuriose buvo naudojamos turbinos. Iki šiol šiluminės ir branduolinės elektrinės elektros energiją gamina pagal garo turbinos veikimo principą. Dabar garo turbinos naudojamos elektrinėse ir yra labai didelės.
Nors jau XVIII a. buvo užpatentuota pirmoji dujų turbina, jos pradėtos naudoti daug vėliau. Jose darbo rato mentes suka ne garai, o karštos dujos. Plačiausiai dujų turbinos taikomos reaktyviniuose lėktuvuose kaip reaktyvinės traukos šaltinis.
Šiais laikais statomos garo ir dujų elektrinės (kombinuoto ciklo jėgainės), kuriose dalį energijos gamina dujų turbina, kitą dalį - garo turbina. Tokiose elektrinėse iš to paties kiekio kuro pagaminama daugiau elektros energijos. Tokiu principu elektros energiją 2012 m. pabaigoje pradėjo gaminti ir naujausias Lietuvos elektrinės blokas.
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, o po trejų metų pradėjo veikti antroji - 3000 kW galios.
