Turbina a vapor de condensação
A turbina a vapor de condensação refere-se a uma turbina a vapor na qual o vapor se expande e trabalha na roda a vapor, exceto por uma pequena parte do vazamento da vedação do eixo, que entra no condensador e condensa em água.
De facto, a fim de melhorar a eficiência térmica da turbina a vapor e reduzir o diâmetro do cilindro de escape da turbina a vapor, o vapor que fez parte do trabalho é bombeado para fora da turbina de vapor e enviado para o aquecedor de reaquecimento para aquecer a água de alimentação da caldeira. Turbinas de vapor comumente usadas em centrais térmicas para geração de energia. O equipamento de condensação é composto principalmente por condensador, bomba de água de circulação, bomba de condensados e bomba. O vapor de escape da turbina a vapor entra no condensador, é arrefecido e condensado em água pela água de circulação, é bombeado para fora pela bomba de condensados e é aquecido pelo aquecedor a todos os níveis e enviado para a caldeira como água de alimentação.
O vapor de escape da turbina a vapor é condensado em água no condensador e o volume é subitamente reduzido, de modo a que o espaço selado originalmente preenchido forme um vácuo, o que reduz a pressão de escape da turbina a vapor e aumenta a queda ideal de entalpia do vapor, melhorando assim a eficiência térmica do dispositivo. Os gases sem condensação (principalmente ar) no escape da turbina são extraídos pelo extractor para manter o vácuo necessário.
Breve introdução
O condensador mais comumente usado para turbinas de vapor é o tipo de superfície. A água de refrigeração é descarregada para o reservatório de água de refrigeração ou para a torre de água de refrigeração após arrefecimento e depois reciclada. Centrais elétricas próximas a rios, rios e lagos, se a quantidade de água for suficiente, podem descarregar diretamente a água de resfriamento descarregada pelo condensador para o rio, rio e lago, que é chamado de resfriamento de escoamento superficial. Mas esta abordagem pode causar poluição térmica aos rios e lagos. As centrais eléctricas em áreas com escassez de água grave podem utilizar condensadores arrefecidos a ar. No entanto, tem uma grande estrutura, um grande consumo de materiais metálicos, e raramente é utilizado em centrais eléctricas gerais, excepto em centrais eléctricas. Nas antigas centrais eléctricas, alguns utilizam condensadores híbridos e o vapor de escape da turbina a vapor é directamente misturado com água de refrigeração para refrigeração. No entanto, como os condensados de escape são poluídos pela água de refrigeração, têm de ser tratados antes de poderem ser utilizados como água de alimentação da caldeira, e raramente são utilizados.
Como funciona
É composto principalmente pelo corpo da turbina a vapor, bomba de condensados, condensador e bomba de água de circulação, o que significa que o vapor entra no condensador após a turbina a vapor ser trabalhada e arrefecida em água por gás e, em seguida, enviada de volta para a caldeira através da bomba de condensados. Entre eles, o condensador desempenha um papel crucial, seu principal objetivo é melhorar a eficiência térmica da turbina a vapor, que é o uso de rearrefecimento a vapor em água, seu volume será muito reduzido, de modo que o espaço restante em vácuo, aumentando a entalpia ideal de vapor.
A função do extractor é fazer com que a turbina de vapor e o condensador estabeleçam o vácuo necessário antes de a turbina de vapor arrancar, e no funcionamento da turbina a vapor de condensação, o ar e outros gases sem condensação são continuamente extraídos do equipamento de condensação a tempo para garantir a eficiência de troca térmica do tubo de troca de calor do condensador e manter o grau de vácuo. O desempenho do equipamento de vácuo determina diretamente a pressão de exaustão da turbina de vapor de condensação, que, por sua vez, afeta o tamanho da queda de entalpia e o nível de consumo de vapor. Diferentes métodos de evacuação
, afetará o custo de investimento do equipamento, o modo de operação e a complexidade do sistema da turbina a vapor, portanto, o equipamento a vácuo é muito importante para a condensação de turbinas a vapor.
Características operacionais
A pressão de exaustão das turbinas de vapor condensadas tem um impacto significativo na economia operacional. Os principais factores que afectam o grau de vácuo do condensador são a temperatura de entrada da água de refrigeração e a relação de refrigeração. O primeiro está relacionado com a região, estação e método de abastecimento de água da central elétrica; o segundo representa a relação entre a taxa de fluxo de projeto da água de resfriamento e o volume de exaustão de vapor da turbina. A taxa de arrefecimento é grande e pode ser obtido um elevado grau de vácuo. No entanto, o aumento da relação de refrigeração aumenta o consumo de energia e o investimento de equipamento da bomba de água de circulação. Geralmente, a relação de refrigeração do condensador de superfície foi concebida para ser de 60 ~ 120. Devido à grande demanda por água circulante de turbinas de vapor condensadas, as condições da fonte de água tornaram-se uma das condições importantes para a seleção de instalações de energia elétrica.
Idealmente, a temperatura dos condensados do condensador de superfície deve ser a mesma que a temperatura do vapor de escape e o calor retirado pela água de refrigeração é apenas o calor latente de vaporização do vapor de escape. No entanto, em funcionamento real, devido à resistência do fluxo de vapor de escape e à presença de gás sem condensação, a temperatura dos condensados é inferior à temperatura dos gases de escape e a diferença de temperatura entre os dois é designada por super-arrefecimento. A disposição inadequada do tubo de água de refrigeração, nível de condensados demasiado elevado durante o funcionamento e a imersão do tubo de água de refrigeração aumentarão o grau de arrefecimento. Em circunstâncias normais, o grau de superresfriamento não deve ser maior que 1~2 ° C.
Alimentação do conjunto de gerador
Embora a redução da pressão de escape da turbina a vapor de condensação possa melhorar a eficiência térmica, devido ao aumento do volume específico do vapor de escape, a área de fluxo e as lâminas do estágio final da turbina têm de aumentar em conformidade, que aumenta o custo de fabrico e torna o processamento difícil. Por conseguinte, a pressão de escape ideal tem de ser determinada através de uma análise técnica e económica abrangente. Geralmente, a pressão de exaustão da turbina de vapor de condensação é de 0.004 ~ 0.006 MPa.
A potência da turbina é determinada pelo fluxo de vapor. A taxa de fluxo máxima que pode ser passada através de uma turbina de vapor de condensação é determinada pelo comprimento da lâmina do estágio final. Como quanto maior a lâmina, maior a força centrífuga, o que a torna limitada pela força do material. O comprimento máximo da lâmina da última fase pode atingir 1000~1200 mm, a velocidade circunferencial máxima permitida na ponta da lâmina é de 550~650 m/s e a potência limite da porta de vapor de escape única é de cerca de 100~120 MW. O cilindro de baixa pressão adota uma estrutura de fluxo dividido, que pode aumentar a potência da máquina única. No final dos anos 80, a potência máxima de condensação independente das centrais térmicas convencionais era de 1300 MW para unidades de eixo duplo e 800 MW para unidades de eixo único.
Turbinas de condensação projetadas em baixas velocidades (1500 ou 1800 rpm) aumentam a potência final, mas isso aumenta o tamanho da turbina e o consumo de material, já que o peso total da turbina é inversamente proporcional ao terço da velocidade rotacional. Portanto, além das centrais nucleares que muitas vezes usam turbinas a vapor de baixa velocidade para se adaptarem às características de parâmetros baixos e de grande fluxo, as centrais térmicas da China usam turbinas a vapor de 3000 rpm.
