Turbină de condensare

Turbină cu abur cu condensare

O turbină cu abur cu condensare este un tip de turbină în care aburul, după expansiunea și efectuarea lucrărilor mecanice în interiorul turbinei, este direcționat în întregime într-un condensator (cu excepția unor scurgeri minore de la etanșarea arborelui) pentru a fi condensat în apă.

Constând în principal din turbina propriu-zisă, pompa de condensat, condensator și pompa de circulație a apei, o turbină cu abur cu condensare funcționează prin intrarea aburului evacuat din turbină în condensator, unde este răcit și condensat din stare gazoasă în apă. Condensatul este apoi returnat în cazan de către pompa de condensat. Condensatorul joacă un rol crucial în acest proces. Scopul său principal este de a spori eficiența termică a turbinei. Acest lucru se realizează prin exploatarea fenomenului prin care aburul, după ce este răcit din nou în apă, suferă o reducere drastică a volumului. Spațiul rămas formează, în consecință, un vid, care crește căderea ideală de entalpie a aburului.

În practică, pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența termică și a reduce diametrul hotei de evacuare a turbinei, aburul parțial expandat este extras din treptele intermediare ale turbinei și direcționat către încălzitoarele de apă de alimentare pentru a preîncălzi apa de alimentare a cazanului. Acest tip, cunoscut sub numele de turbină de condensare cu extracție nereglabilă, este, de asemenea, clasificat în categoria turbinelor de condensare. Acestea sunt tipul standard de turbină specializată pentru generarea de energie în centralele termice. Sistemul de condensare cuprinde în principal condensatorul, pompa de circulație a apei, pompa de condensat și ejectorul de aer. Aburul evacuat al turbinei intră în condensator, este răcit și condensat în apă de către apa de răcire circulantă, apoi este extras de pompa de condensat. După ce este încălzit în diferite etape ale încălzitoarelor de apă de alimentare, acesta este furnizat cazanului ca apă de alimentare.

În timpul procesului în care aburul eșapat este răcit și condensat în apă în interiorul condensatorului, volumul său se micșorează brusc. Acest lucru creează un vid în spațiul închis inițial umplut cu abur, ceea ce scade presiunea de evacuare a turbinei. În consecință, căderea ideală de entalpie a aburului este crescută, îmbunătățind astfel eficiența termică a instalației. Gazele necondensabile (în principal aerul) prezente în evacuarea turbinei sunt îndepărtate de ejectorul de aer pentru a menține vidul necesar.

Turbina cu abur cu condensare este un echipament cheie utilizat pe scară largă în generarea de energie termică și nucleară. Funcțiile sale principale sunt de a acționa generatorul electric prin expansiunea aburului și de a optimiza eficiența conversiei energiei.

1. Stabilirea și menținerea unui mediu de vid pentru a spori eficiența: Aburul evacuat, după efectuarea lucrărilor, este evacuat în condensator, unde este condensat în apă prin circulația apei de răcire. Reducerea drastică a volumului creează un vid, reducând semnificativ presiunea de evacuare și crescând căderea ideală de entalpie a aburului, îmbunătățind astfel eficiența termică.

2. Facilitarea circulației fluidului de lucru și a recuperării energiei: Condensatul este returnat în cazan pentru reîncălzire prin intermediul pompei de condensat, formând un ciclu închis. Aceasta reciclează și conservă apa, reducând în același timp consumul de energie. Simultan, căldura reziduală din abur este eliberată în mediu prin ciclul termodinamic, asigurând o funcționare stabilă a sistemului.

3. Integrarea funcțiilor auxiliare cheie: Ejectorul de aer elimină continuu gazele necondensabile, menținând o eficiență ridicată a vidului în condensator. Procesul de condensare permite, de asemenea, dezaerarea condensului (deaerarea în vid), reducând coroziunea echipamentelor și sporind siguranța calității apei.

4. Adaptarea la cererea flexibilă și de mare putere: Prin optimizarea designului palelor din ultima etapă și utilizarea unei configurații de evacuare cu flux multiplu, aceasta poate susține o putere de ieșire mare (de exemplu, capacitatea unei singure unități ajungând la sute de megawați). Variantele de turbine de extracție cu condensare pot furniza, de asemenea, abur de extracție din etape intermediare în scopuri de încălzire, satisfăcând atât nevoile de generare a energiei electrice, cât și cele de încălzire centralizată, îmbunătățind astfel eficiența termică generală (care poate ajunge la 50%-70%).