Siłownie turboparowe

1. Siłownie turboparowe Dr inż. Damian Bocheński

2. Zagadnienia

1.
2.
3.
4.
Ogólna budowa siłowni turboparowej.
Kotły parowe.
Turbiny parowe.
Typy konstrukcyjne siłowni
turboparowych.
5. Zastosowanie.

3. Slajd 3

Ogólny schemat siłowni turboparowej
K P
P rz
TP
S
P
ZW k
P

4. Slajd 4

Ogólny schemat kotła parowego
Kocioł parowy jest
zespołem urządzeń o
budowie naczynia
zamkniętego, w którym
wytwarzana jest para
wodna o określonym
ciśnieniu i temperaturze,
użytkowana na
zewnątrz kotła.

5. Slajd 5

Klasyfikacja kotłów
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a
z a s t o s o w a n ie
K o t ły g łó w n e
K o t ły p o m o c n ic z e
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a s p o s ó b
d o s t a r c z e n ia e n e r g ii c ie p ln e j
K o t ły o p a la n e
K o t ły u t y liz a c y jn e

6. Slajd 6

Klasyfikacja kotłów
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a w y d a jn o ś ć
K o t ły m a łe j
w y d a jn o ś c i
(d o 5 t/h )
K o t ły ś r e d n ie j
w y d a jn o ś c i
(d o 3 0 t/h )
K o t ły d u ż e j
w y d a jn o ś c i
( p o w . 3 0 t/h )
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a c iś n ie n ie
p a ry w o d n e j
K o t ły n is k ie g o
c iś n ie n ia
(d o 2 M P a )
K o t ły ś r e d n ie g o
c iś n ie n ia
(d o 5 M P a )
K o t ły w y s o k ie g o
c iś n ie n ia
( p o w . 5 M P a)

7. Slajd 7

Klasyfikacja kotłów
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a c h a r a k t e r
o b ie g u w o d y
K o t ły z n a t u r a ln y m
o b ie g ie m
K o t ły z o b ie g ie m
w ym uszo nym
K o t ły p r z e p ły w o w e
P o d z ia ł z e w z g lę d u n a k o n s t r u k c ję
K o t ły
p ło m ie n ió w k o w e
K o t ły o p ło m k o w e
In n e

8. Kotły opalane

9. Kotły opalane

10. Kotły utylizacyjne

11. Slajd 11

Kocioł kombinowany

12. Slajd 12

Kocioł płomieniówkowy

13. Slajd 13

Kocioł
wodnorurkowy

14. Slajd 14

Charakterystyka kotła

15. Slajd 15

Turbiny parowe
Ogólna zasada pracy turbiny parowej polega na ciągłym procesie zamiany energii
cieplnej pary na energię kinetyczną a następnie na pracę mechaniczną. Para
doprowadzana z kotła pod dużym ciśnieniem i przy wysokiej temperaturze,
przepływając przez przyrządy ekspansyjne uzyskuje dużą prędkość, następnie trafia na
profile łopatek wirnika, zmienia kierunek wywołuje siłę styczną do obwodu wirnika oraz
moment obwodowy.

16. Slajd 16

p2, T2
p1, T1

17. Slajd 17

18. Klasyfikacja turbin

W zależności od przeznaczenia:
turbiny główne – służą do napędu statku
turbiny pomocnicze – służą do napędu maszyn i
urządzeń pomocniczych (prądnice, pompy)

19. Klasyfikacja turbin

W zależności od liczby stopni rozróżnia się:
turbiny jedno- i wielostopniowe.
wielostopniowe
W zależności od kierunku przepływu pary:
turbiny osiowe i promieniowe.
W zależności od mocy:
turbiny małej mocy (np. do 2,5 MW)
średniej mocy (np. 2,5-50 MW);
dużej mocy (np. 50-400 MW);
wielkiej mocy (np. ponad 400MW).
Ze względu na ciągły wzrost mocy produkowanych
turbin pojęcia dużej i wielkiej mocy ulegają
zmianie.

20. Turbina promieniowa

21. Turbina osiowa

22. Klasyfikacja turbin

W zależności od źródła pary dolotowej:
a) turbiny na parę świeżą (z kotła) i turbiny na parę
odlotową (np. z innej turbiny, silnika tłokowego
młotów parowych itp.);
b) turbiny jedno- lub wieloprężne, to jest zasilane z
jednego lub kilku źródeł pary o różnym ciśnieniu
(w praktyce 2 rzadko 3 źródła); para o
najwyższym ciśnieniu jest tu doprowadzana do
pierwszego stopnia para o ciśnieniu niższym do
dalszych stopni; są to więc turbiny z
międzystopniowym doprowadzeniem pary

23. Klasyfikacja turbin

W zależności od ciśnienia (parametrów) pary
dolotowej:
turbiny niskiego ciśnienia (np. 0,12-0,20 MPa,
tj. głównie na parę odlotową);
średniego ciśnienia (np. do 6,4 MPa);
wysokiego ciśnienia (np. 6,4 – 14 Mpa)
turbiny o ciśnieniu nadkrytycznym (np. ponad
14 MPa).
Ponieważ ciśnienia pary są powiązane z
temperaturami, można też mówić o turbinach
na niskie, średnie, wysokie i nadkrytyczne
parametry pary

24. Klasyfikacja turbin

W zależności od prędkości obrotowej:
a) turbiny o stałej prędkości obrotowej
(napędzające prądnice elektryczne)
b) o zmiennej prędkości obrotowej (napędzające
sprężarki, pompy oraz turbiny okrętowe);
c) b) wolnobieżne (1500 obr/min)
d) normalne (3000 obr/min)
e) szybkobieżne (ponad 3000 obr/min)
Prędkości obrotowe turbin dochodzą do 15000 obr/min i
więcej)

25. Klasyfikacja turbin

W zależności od sposobu zamiany energii w
stopniu:
turbiny akcyjne
turbiny reakcyjne
W zależności od sposobu wykorzystania pary
wylotowej z turbiny:
turbiny kondensacyjne
przeciwprężne

26. Układ turbiny kondensacyjnej

W turbinach kondensacyjnych para po rozprężeniu się do ciśnienia znacznie
niższego od ciśnienia atmosferycznego (typowe wartości 3,5-7 kPa) jest
kondensowana w skraplaczu w warunkach głębokiej próżni. W skraplaczu para
przekazuje swoje ciepło skraplania wodzie chłodzącej. Ponieważ nie istnieją
techniczne możliwości wykorzystania pary wylotowej o tak niskich parametrach, a
także wody chłodzącej skraplacz, podgrzanej do temperatury 20-40°C, ta bardzo
znaczna ilość ciepła jest tracona i rozpraszana do otoczenia

27. Układ turbiny przeciwprężnej

Para na wylocie z turbiny ma tu ciśnienie wyższe lub znacznie wyższe od
atmosferycznego (zwykle 0,25- 1,5 MPa), a ciepło zawarte w tej parze jest dalej
wykorzystywane. Podstawowym zadaniem turbiny przeciwprężnej jest zasilanie
odbiorców pary, a wytwarzanie energii elektrycznej jest celem ubocznym. Turbinę
przeciwprężną można przyrównać do zaworu dławiącego, w którym para rozpręża
się od wysokiego ciśnienia panującego w kotle do określonego niższego ciśnienia, z
tym, że tutaj dodatkowo uzyskuje się energię elektryczną

28. Typy konstrukcyjne siłowni

K P
P rz
TP
S
P
ZW k
P

29. Typy konstrukcyjne siłowni

K P
TP
G
+
-
S
G SE
+
P
-
ZW k
P