Turbină de contrapresiune

O turbină cu abur cu o presiune de evacuare mai mare decât presiunea atmosferică se numește turbină cu abur cu contrapresiune. Aburul evacuat poate fi utilizat pentru încălzire sau furnizat turbinelor cu abur de medie și joasă presiune existente pentru a înlocui cazanele de medie și joasă presiune din centralele electrice mai vechi. Atunci când o turbină cu abur cu contrapresiune este utilizată pentru a furniza abur turbinelor de medie și joasă presiune existente ca înlocuitor pentru cazanele de medie și joasă presiune dintr-o centrală electrică mai veche, aceasta este denumită și turbină de supratensiune. Această abordare nu numai că crește capacitatea de generare a energiei electrice a centralei originale, dar îmbunătățește și eficiența termică a acesteia. Presiunea de evacuare proiectată a unei turbine cu abur cu contrapresiune utilizată pentru încălzire variază în funcție de cerințele specifice de încălzire. Pentru turbinele de supratensiune, contrapresiunea este adesea mai mare de 5 MPa, determinată de parametrii aburului unităților generatoare existente. După ce este utilizat în sistemul de încălzire, aburul evacuat se condensează în apă, care este apoi pompată înapoi în cazan ca apă de alimentare. De obicei, nu toată apa condensată din sistemul de încălzire poate fi recuperată, necesitând apă de alimentare suplimentară.

O turbină cu abur cu contrapresiune este un tip de turbină în care presiunea aburului de evacuare este mai mare decât presiunea atmosferică. Principiul său de funcționare implică utilizarea aburului de înaltă temperatură și presiune pentru a acționa rotorul turbinei, generând astfel energie mecanică de ieșire. Spre deosebire de turbinele cu abur cu condensare, aburul de evacuare de la o turbină cu contrapresiune nu este trimis direct către un condensator, ci este transportat către alte echipamente sau procese industriale pentru o utilizare ulterioară. Acest design face ca turbinele cu abur cu contrapresiune să fie extrem de eficiente în utilizarea energiei, în special în aplicații precum cogenerarea.

În ceea ce privește caracteristicile operaționale, generarea de energie a unei turbine cu abur cu contrapresiune este determinată de sarcina termică. Puterea sa electrică variază în funcție de modificările sarcinii termice, ceea ce înseamnă că nu poate satisface independent cererile flexibile atât de căldură, cât și de energie. Prin urmare, este potrivită pentru scenarii cu sarcini termice relativ stabile. Atunci când fluctuațiile sarcinii termice sunt semnificative, de obicei trebuie să funcționeze în paralel cu turbinele cu abur de condensare, unitățile de condensare gestionând variațiile sarcinii electrice.

Principalele caracteristici ale unei turbine cu abur cu contrapresiune includ o presiune mai mare la evacuare, iar aburul evacuat poate fi utilizat pentru încălzire sau alte scopuri industriale. Presiunea sa la evacuare este relativ mare (de obicei peste presiunea atmosferică). După extinderea și efectuarea lucrărilor între etape, aburul este evacuat la o presiune mai mare. Căldura conținută în aburul evacuat este utilizată integral de utilizatorii termici, eliminând astfel pierderile de la sursa rece asociate cu turbinele cu abur de condensare și rezultând o eficiență termică mai mare. Din punct de vedere structural, secțiunea sa de înaltă presiune este similară cu cea a unei turbine cu abur de condensare, folosind adesea o guvernare cu duze pentru distribuția aburului și de obicei o etapă de impuls cu un singur rând ca etapă de guvernare.

Deoarece aburul de evacuare nu este condensat, pierderea de căldură este redusă, ceea ce duce la o eficiență termică generală mai mare. În plus, turbinele cu contrapresiune au o structură relativ simplă și costuri de întreținere mai mici. Cu toate acestea, flexibilitatea lor operațională este limitată, deoarece presiunea de evacuare trebuie să se alinieze cu cerințele echipamentelor consumatoare de abur din aval; în caz contrar, stabilitatea sistemului poate fi afectată.

În ceea ce privește aplicarea și eficiența economică, turbinele cu abur cu contrapresiune sunt utilizate în mod obișnuit în scenarii care necesită furnizarea simultană de energie electrică și căldură. Acestea sunt utilizate pe scară largă în cogenerare și recuperarea căldurii reziduale industriale, reducând eficient consumul de cărbune pentru generarea de energie electrică și conservând energia. Cu toate acestea, capacitatea lor de a se adapta la schimbările de sarcină este relativ slabă. Eficiența poate scădea în condiții de sarcină termică redusă, iar parametrii de evacuare trebuie să corespundă cerințelor utilizatorului. Selectarea parametrilor inițiali (cum ar fi presiunea și temperatura) necesită o luare în considerare cuprinzătoare a factorilor economici și de siguranță.