Razlike između izmjena na stranici "Parne turbine"

Obrisana 2 bajta ,  prije 8 godina
m/м
r2.7.3) (robot Dodaje: et:Auruturbiin; kozmetičke promjene
m/м (Robot: Adding zh,es,ta,ce,li,gl,bn,ar,pt,sk,ru,sr,fy,tr,no,ro,th,ca,fi,uk,si,nn,cs,fa,bg,hr,lt,da; removing fr:Machine à vapeur (strongly connected to sh:Parna mašina); modifying nl:Stoomturbine)
m/м (r2.7.3) (robot Dodaje: et:Auruturbiin; kozmetičke promjene)
[[Datoteka:Fotografija_rotora.jpg|thumb|right|Rotor parne turbine]]
 
Parna turbina pripada grupi toplotnih motora, poput motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS) i [[parna mašina|parne mašine]], koji pretvaraju toplotnu energiju u mehanički rad. Sa druge strane, parna turbina spada u grupu turbomašina zajedno sa pumpama, ventilatorima, hidrauličnim i gasnim turbinama i turbokompresorima.
 
Uži deo ove grupe predstavlja grupa toplotnih turbomašina koju čine parne i gasne turbine i turbokompresori. U turbomašinama se rad direktno dobija preko obrtnog kretanja radnih delova kada su u pitanju turbine, ili se pak ulaže putem obrtnog kretanja radi povećanja energije gasa ili tečnosti koja struji kroz mašinu (pumpe, ventilatori, kompresori).
 
Potrebno je napomenuti da kompresori i pumpe nisu neophodno turbomašine. Postoje klipni kompresori, klipne, zapreminske i zupčaste pumpe. Npr. reč "kompresor" predstavlja namenu uredjaja, dok reč "turbo" govori o načinu izvršavanja njegove funkcije.
 
Parne turbine se koriste za pogon plovila, raznih mašina pri procesima u industriji - pumpi, kompresora, mlinova itd., ali najviše se koriste u energetici za pokretanje električnih generatora u elektranama. Visok stepen korisnosti postrojenja, velikih snaga, velik odnos snage prema masi mašine, sigurnost u pogonu, visok stepen automatizacije neki su od razloga da parna turbina i danas zauzima vodeće mesto u proizvodnji električne energije.
Dobijanje rada u toplotnim motorima se odvija pomoću radnog tela - fluida (gasa, pare odnosno tečnosti ili mešavine), čjim se promenama stanja u toku procesa od dovedene toplote finalno dobija mehanički rad.
 
To znači, da bi smo pokrenuli toplotni motor moramo mu dovoditi određenu količinu toplote iz toplotnog izvora, koju ćemo u radnom ciklusu prevesti u koristan rad. Međutim, da bi ovakva mašina davala rad permanentno, posle izvršenog rada moramo jednu količinu neiskorišćene toplote odvesti iz procesa da bi se radno telo vratilo u prvobitno stanje i proces počeo iznova. Ovo je direktno povezano sa drugim zakonom termodinamike i govori nam da, osim toplotnog izvora, moramo imati i toplotni ponor, kome ćemo predati jedan deo toplote koja nam predstavlja čist, ali i neizbežan gubitak.
 
Uprošćeno gledano, svaki termodinamički ciklus toplotnog motora se sastoji iz sabijanja radnog tela, dovođenja toplote, širenja radnog tela (pri čemu se dobija rad) i odvođenja jednog dela toplote. Naravno, za sabijanje radnog tela na početku procesa potrebno je uložiti neki rad. Najjednostavnije je ako jedan deo dobijenog rada na kraju procesa uložimo u to sabijanje, što nam ostavlja višak, koristan neiskorišćen rad za pokretanje neke mašine koju mi želimo u pogonu.
 
== Elementi postrojenja ==
 
U parnoj turbini proces započinje uvođenjem vode u pumpu, koja je sabija i diže njen pritisak na željeniu vrednost. Zatim se dovodi toplota tako da voda u cevima postrojenja počinje da ključa, i najzad potpuno isparava, čime se dobija suvozasićena para. Ako se nakon toga para još zagreva, kaže se da turbina radi sa pregrejanom parom. Para se zatim uvodi u turbinu i tu predaje deo svoje energije rotoru turbine, pri čemu joj pada pritisak i širi se. Način na koji ona predaje energiju rotoru će biti objašnjen kasnije, ali za sad je dovoljno dati primer vezan za klipne motore: sa jedne strane cilindra imamo zatvoren, zagrejan gas pod visokim pritiskom (produkti sagorevanja), dok je sa druge strane klipa normalan, atmosferski pritisak. Gas pod visokim pritiskom gura klip pri čemu se povećava zapremina u kojoj je on zarobljen, i time se gas širi i hladi. Klip je povezan sa klipnjačom, ova opet sa kolenastim vratilom.. i tako sve do točkova, čije okretanje stavlja vozilo u pokret. Znači u ovom slučaju gas u cilindru, preko klipa motora daje koristan rad koji se suprotstavlja otporu kretanja vozila.
 
[[Datoteka:sema_postrojenja.jpg|300px|right|Šema postrojenja parne turbine]]
Tako para koja je obavila rad izlazi iz turbine raširena i ohlađena (i već delimično kondenzovana), i sada je potrebno dodatno je ohladiti kako bi se vratila u početno stanje i kružni proces mogao krenuti iznova.
 
Dakle, potreban je ranije spomenuti toplotni ponor, da preuzme ovaj višak energije. U praksi to će najčešće biti okolina, pogotovo za velika postrojenja. Koristeći okolni vazduh ili vodu iz reke hladimo paru sa izlaska iz turbine dok se potpuno ne kondenzuje. Zatim voda može ponovo otići u pumpu. To znači da para na izlasku iz turbine mora biti nešto više temperature od okoline, da bi mogla biti hlađena telima uzetim iz okoline. Ovo direktno određuje veličinu odvedene, "neophodno bačene" toplote. Deo postrojenja gde se radno telo hladi i kondenzuje uz pomoć rashladne vode naziva se kondenzator. U kondenzatoru vlada pritisak dosta ispod atmosferskog, da bi se kondenzovanje pare moglo odvijati na temperaturama jedva nešto višim od okolne.
 
Turbine spadaju u protočne mašine koje kontinualno daju rad, za razliku od klipnih motora koji daju rad u "naletima". Radni fluid kod parnih turbina (PT) prima toplotu od spoljneg izvora za razliku od, recimo, dizel i benzinskih motora, gde se toplota dovodi iznutra - sagorevanjem goriva u samom radnom telu (vazduhu), tako da PT nije motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Takođe parna turbina ima (najčešće) zatvoren ciklus, gde se radno telo iznova vraća u proces po njegovom završetku. Bitno je napomenuti da se pod parom ne misli na vodenu paru i ako je ona najviše u primeni zbog praktičnih razloga dostupnosti i cene. Parne turbine rade sa živinim parama, sa parama freona i drugih rashladnih tečnosti. Teoretski gledano, ciklus se može ostvariti sa parom bilo koje supstance ako bi on bio u granici temperatura izvora i ponora. Ipak, velike industrijske i energetske mašine su projektovane i građene isključivo za rad sa vodom i vodenom parom iz praktičnih razloga.
 
== Turbopostrojenje i parni blok ==
 
 
Ono što bi se moglo nazvati prvom poznatom parnom turbinom napravio je Heron Aleksandrijski 120 godina pre nove ere. To je bio mali loptasti rezervoar zagrevan plamenom sa dva izbačena mlaznika koji su okretali napravu oko osovine. Drugu, koja je imala i praktičnu primenu, napravio je apotekar Đovani de Branka 1629. godine i pogonila je apotekarski mlin. Nastanak i razvoj termodinamike omogućavaju naučni razvoj savremenih toplotnih mašina. Pojava moderne parne turbine dešava se krajem XIX veka gde je više pronalazača i stručnjaka ostavilo trag. Engleski inženjer Ser Čarls Parsons patentira svoju reakcionu turbinu 1884. godine, u kojoj je para preradjivana u više koraka. Tokom 1880tih, švedski inženjer Gustav de Laval je razvio veći broj reakcionih turbina koje su radile sa 40000 obrtaja u minuti. Kasnije se okrenuo jednostupanjskim akcionim turbinama kod kojih se para ubrzavala do velikih brzina u konvergentno-divergentnim mlaznicima. Oko 1900. godine najveća instalisana snaga parne turbine bila je 1200 kW, dok je deset godina kasnije iznosila 30000 kW.
Današnji konvencionalni blokovi velike snage rade na 600 MW, dok blokovi najveće snage dostižu i 1500MW..
 
== Princip rada ==
[[Datoteka:Skica_stupnja.jpg|left|Stupanj turbine]]
 
Već je napomenuto da se para u turbini prerađuje u jednom ili više koraka i pri tome se u svakom koraku iskoristi jedan deo njene energije. Ovo se obavlja u stupnjevima turbine. Stupanj turbine čine nepokretna rešetka pretkola, pričvršćena za kućište i pokretna rešetka radnog kola, spojena sa vratilom. Pod rešetkom se podrazumeva veći broj identičnih aeroprofila postavljenih na istom međusobnom odstojanju. Kod turbomašina se misli na kružne rešetke, gde su lopatice (aeroprofilna tela) postavljene osnosimetrično. Lopatice radnog kola zajedno sa vratilom čine rotor koji se oslanja na ležišta.
 
 
== Kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije ==
 
Parne turbine se u energetici često koriste i za proizvodnju toplote, na primer za daljinsko grejanje. Ovo se radi zbog toga što ovakvo postrojenje ima veći ukupan stepen korisnosti proizvodnje toplote i el. energije nego kod slučaja odvojene proizvodnje. Već smo spomenuli protivpritisne turbine kod kojih se sva para uzima iz turbine pri višim temperaturama i koristi se za grejanje i industrijske procese. Često i kondenzaciona postrojenja imaju oduzimanje jednog dela pare za potrebe grejanja pre izlaska iz turbine.
 
== Perspektiva ==
[[en:Steam turbine]]
[[es:Turbina de vapor]]
[[et:Auruturbiin]]
[[fa:توربین بخار]]
[[fi:Höyryturbiini]]
108.617

izmjena