شرکت خشکه و فولاد پایتخت با مدیرت (جواد دلاکان)- فروش انواع فولاد آلیاژی در سراسر ایران

توربین بخار-توربین موتوری چرخنده است که می تواند از یک سیال انرژی بدست آورد. ساده ترین توربین ها یک بخش چرخنده و تعدادی پره دارند. که به بخش اصلی متصل است. سیال به پره ها برخورد میکند. و از انرژی ناشی از متحرک بودن آن استفاده می کند.

توربین بخار

توربین بخار-انواع توربین بخار-توربین بادی-توربین آبی-توربین گازی

بعنوان اولین توربین ها می توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد. در چرخاب ها و آسیاب های بادی با استفاده از انرژی ناشی از سرعت یا فشار سیال کار تولید می کردند. آسیاب های بادی نخستین بار در ایران بکارگیری شد. امروزه هنوز بقایای چندین آسیاب بادی در شره کوچک نشتیفان خواب خراسان وجود دارد. و تا چند سال قبل از انقلاب اسلامی ایران فعال بود.

در یکی از کتاب های مسعودی به داستانی اشاره می شود. که در آن یک ایرانی به نزد عمرابن خطاب (سال 13 خورشیدی و قمری، سده هفتم میلادی) ادعا می کند. که می تواند یک آسیاب بادی بسازد و عمر نیز برای ثابت شدن این ادعا از او می خواهد تا این کار را انجام دهد. و او نیز موفق می شود.

انواع توربین

عمده ترین روش طبقه بندی توربین تقسیم بندی بر اساس نوع سیال دارای انرژی می باشد. بر این اساس توربین ها به چار دسته تقسیم می شوند.

1- توربین های بخار

در این توربین ها برای به حرکت در آوردن روتور از انرژی های موجود در بخار آب استفاده می شود. این توربین ها در نیروگاه ها و بسیاری صنایع بوفور یافت می شود.

2- توربین های گازی

در این نوع توربین از انرژی های موجود در گازهای ناشی از احتراق جهت تولید کار استفاده می شود. این توربین ها در موتورهای جت و نیروگاه های برق مورد استفاده قرار می گیرد.

3- توربین های آبی

توربین های آبی چرخ هایی هستند که انرژی جنبشی حاصل از جریان آب یا انرژی پتانسیل. ناشی از اختلاف تراز آب را تبدیل به حرکت دورانی می کنند. این توربین ها طیف وسیعی دارند. از ساده ترین چرخ های آسیاب تا بزرگ ترین و پیچیده ترین توربین هایی که در نیروگاه های آبی کاربرد دارند.

4- توربین بادی

توربینی است که برای تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی به کار می رود. این توربین ها بیشتر در نیروگاه های بادی بکارگیری می شوند. البته این توربین ها تنها در مکانهایی که وزش باد مناسب در اکثر اوقات وجود دارد مناسب و مقرون به صرفه می باشند.

بررسی توربین بخار

توربین بخار ماشینی است که از بخار، انرژی گرمایی و جنبشی را می گیرد. و آنرا تبدیل به حرکت دورانی می کند. بخار ضمن عبور از داخل یک یا چند شیپوره، دارای انرژی جنبشی می شود و سپس این بخار را که دارای سرعت زیادی است. بر روی پره هایی که روی محور توربین نصب گردیده اند، هدایت می کند. و محور توربین را به چرخش در می آورد.

تاریخچه تورین بخار

اولین توربین بخار ثبتی در تاریخ، توربین بخاری است که توسط هرون اسکندرانی (حدود 10 الی 70 میلادی) ریاضیدان و مهندس یونانی بود. او را از بزرگترین مهندسان و مخترعان دوره هلنی می دانند. بیشتر آثار نوشته او از بین رفته است. اما برخی از کارهای او در کتاب های علم الحیل نوشته دانشمندان ایرانی و عرب باقی مانده است. این توربین از یک کره تو خالی تشکیل می شد. که قادر بود حول یک محور افقی، در فاصله بین دو لوله ثابت که کره را ه دیگ بخار مربوط می کردند، بچرخد. بخار تولید شده در دیگ وارد کره می شد.

و به طور مماسی از طریق دو عدد شیپور در هوای جو تخلیه می شد. شیپورها در صفحه ای عمود بر محور دوران و در دو جهت مخالف هم قرار داشتند. با پیشرفت علم در سال 1883 یک مهندس سوئدی به نام گوستاو دولاوال موفق به ساخت نخستین توربین بخار با یک طبقه گردید. سپس در سال 1884، چارلز پارسون توربینی ساخت که کاهش فشار آن در چند طبقه پره صورت می گرفت.

و این امر باعث میشد تا مانع از سرعت زیاد بخار شود. و در نتیجه سرعت زیاد گردش روتر توربین (مشکل توربین دولاوال) کم گردد. از آن پس روز به روز نقایص توربین برطرف شد و ساختمان آن کامل تر گردید. امروزه حدود 80 درصد برق دنیا از توربین های بخاری که در نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های حرارتی و … به کار می رود، تولید می شود.

طبقه بندی های توربین های بخار

توربین بخار از نظر شرایط ورودی و خروجی بخار، به پنج دسته تقسیم می شوند. در اینجا منظور از شرایط کیفیت، دما و فشار سیال ورودی و خروجی به مراحل مختلف یک توربین بخار می باشد.

الف- توربین های کندانسی

این توربین های بخار معمولاً در نیروگاه ها یافت می شوند. در این توربین ها، بخار خروجی در حالت نیمه کندانس. که معمولاً دارای کیفیت نزدیک به 90 درصد و فشار زیر اتمسفر است به کندانسور وارد می شود.

ب- توربین غیر کندانسی

توربین بخار

شکل بالا طرح کلی این نوع توربین ها را نشان میدهد. فشار خروجی آنها با توجه به فشار بخار مورد نیاز فرآیند، به وسیله یک شیر تنظیم کنترل می شود. این توربین ها معمولاً در کارخانجاتی که در آنها مقدار زیادی بخار فرآیندی کم فشار مورد نیاز است. مثل صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها یافت می شوند. از بخار کم فشار معمولاً جهت تولید آب مقطر استفاده می شود.

پ- توربین های با بازگرمایش بخار

این نوع توربین ها تقریباً تنها در نیروگاه های برق استفاده می شوند. در یک توربین با بازگرمایش بخار، جریان بخار از بخش پر فشار توربین خارج می شود. و به بویلر می رود که در آنجا مجدداً فوق گرم می گردد. سپس بخار به بخش فشار متوسط توربین باز می گردد و به انبساط خود ادامه می دهد. استفاده از بازگرمایش در سیکل، کار خروجی توربین را افزایش می دهد در بیشتر موارد حداکثر از دو بازگرمایش در سیکل استفاده می شود.

زیرا در غیر این صورت هزینه سوپرهیت کردن بخار از افزایش کار خروجی توربین بیشتر می شود. همچنین انبساط بخار قبل از آن که به مرحله کندانس شدن برسد، انجام می شود. که این باعث به حداقل رسیدن فرسایش پره های ردیف آخر از طریق حذف قطرات آب کندانس شده در بخار می شود. شکل زیر طرح کلی یک توربین بخار با بازگرمایش بخار با لوله کشی بخار تا بویلر و خط برگشت به توربین را نشان می دهد.

ث-توربین های نوع زیرکش دار یا استخراجی

این نوع توربین ها در همه کاربردها به کار می روند. در توربین های استخراجی، بخار از مراحل مختلف توربین خارج می شود. و برای مصاف فرآیندهای صنعتی و یا ارسال به گرمکن های آب تغذیه بویلر برای بهبود راندمان کلی سیکل به کار می روند. جریان استخراجی را می توان با یک شیر کنترل و یا آن را کنترل نشده رها نمود.

ج- توربین های القایی

در توربین های القایی برای تولید توان بیش تر، بخار کم فشار در مرحله های میانی به توربین وارد می شود.

از نظر آرایش پوسته ها یا آرایش محور، می توان توربین بخار را به صورت زیر دسته بندی کرد.

الف- توربین های بخار تک پوسته ای

در این نوع توربین ها، توربین تنها دارای یک پوسته می باشند. توربین های کوچک و توان پائین معمولاً در این دسته هستند.

ب- توربین های بخار ترکیبی پشت به پشت

ترکیب های پشت به پشت زمانی مورد استفاه قرار می گیرند که دو یا چند پوسته به یکدیگر کوپل مستقیم شوند. تا یک ژنراتور را را ه اندازی کند.

پ- توربین های بخار ترکیبی متقابل

آرایش ترکیب متقابل توربین به این صورت است که دو یا چند شافت غیر هم خط. دو یا چند ژنراتور را می رانند که اغلب در سرعت های مختلفی کار می کنند. ترکیب متقابل به طور معمول برای کاربردهای بسیار بزرگ استفاده می شود.

از نظر جریان ورودی بخار به توربین ها در سه دسته تقسیم بندی می شوند:

الف- توربین های تک جریانی

توربین بخار

در این نوع توربین ها بخار از یک سمت وارد می شود. و پس از طی مسیری موازی با محور توربین از سمت مخالف خارج می شود.

ب- توربین های دو جریانی

در این نوع توربین ها معمولاً بخاز از قسمت وسط بدنه وارد می شود. و پس از تقسیم شدن در دو جهت مخالف هم و موازی با شافت از ابتدا و انتهای بدنه توربین خارج می شود.

پ- توربین های مرکب

در این توربین ها نسبت به نحوه طراحی توربین و نیروهای موجود در توربین یک مسیر ترکیبی جهت بخار طراحی گردید. طرح کلی یک توربین مرکب در زیر مشخص است.

توربین بخار

توربین ها از لحاظ حرکت بخار در توربین به صورت زیر دسته بندی می شوند:

الف- توربین های جریان شعاعی

در این نوع توربین ها بخار در جهت شعاع محور توربین حرکت می کند. توربین که در آن مسیر جریان سیال در داخل توربین حین تبادل انرژی در صفحه عمود بر محور توربین می باشد. در این توربین ها بخار وارد مرکز توربین شده. و از طریق دو رتور که در جهت خلاف هم می چرخند منبسط شده. و نهایتاً از طریق لوله خروجی به طرف بیرون رانده می شود. این نوع توربین برای طراحی با ظرفیت زیاد بخاطر جرم تیغه هایی که باید بروی حاشیه خارجی قرار گیرد، قابل قبول نیست. بزرگترین ظرفیت توربین با جریان شعاعی واحد 460 مگاوات با راکتورهای آب جوش در سوئد می باشد. شکل زیر یک توربین شعاعی را نشان می دهد.

ب- توربین جریان محوری

این نوع، تورینی است که در آن مسیر جریان سیال به هنگام تبادل انرژی در داخل توربین موازی و در امتداد محور توربین میباشد. در این توربین ها بخاری که از یک طرف وارد مراحل مختلف توربین می شود. به صورت محوری از طریق تبغه هایی که شعاعی نصب شده اند. جریان پیدا می کند. در این توربین ها جهت حرکت بخار موازی با محور توربین می باشد. اغلب توربین های مورد استفاده در صنعت از این نوع می باشند. در شکل 1-8 یک نمونه روتر توربین محوری نشان داده شده است.

پ- توربین های جریان مماسی

در این نوع توربین ها بخار به وسیله نازل های متعددی تحت زوایای معینی. نسبت به محور به صورت مماسی به پره های توربین برخورد می کند. این نوع توربین های بخاری دارای قدرت خروجی بالایی هستند ولی بازدهی آنها پایین است و به همین دلیل از آنها استفاده چندانی نمی شود. شکل 1-9 طرح کلی یک توربین بخار مماسی را نمایش می دهد.

توربین ها بر اساس میزان فشار بخار ورودی به چهار دسته تقسیم می شوند

الف- توربین های فشار پایین ATM (10-1/2)

ب- توربین های فشار متوسط ATM (88-10)

پ- توربین های فشار بالا ATM (242-88)

ث- توربین های فشار بسیار بالا ATM (بالاتر از 242)

توربین های بخار از نظر فشار خروجی بخار نیز در سه دسته طبقه بندی می شوند

الف-توربین های با فشار خروجی بیشتر از فشار جو

توربین هائی که فشار خروجی آنها بالاتر از فشار جو است. در این نوع توربین ها بخار پس از به حرکت در آوردن توربین با فشار بیشتر از فشار اتمسفر از توربین خارج می شود. بخارات خارج شده از توربین با توربین دیگری را بحرکت در می آورد. یا به مصرف گرم کردن دستگاه ها و تجهیزات دیگر می رسد. یا جهت مصرف عملیاتی و تحولات دیگر به خطوط با فشار کمتر منتقل می شود. که باید فشار خط حتماً از فشار خروجی توربین کمتر باشد. در غیر اینصورت باعث افزایش فشار خروجی توربین و نهایتاً کاهش قدرت آن می شود. بیشتر توربین های کوچک و همچنین اکثر توربین های نوع ضربه ای یک مرحله ای به این دسته تعلق دارند.

ب- توربین های با فشار خروجی مساوی فشار جو

توربین هائی که فشار خروجی آنها برابر فشار جو است. همانطور که از نام آنها پیداست فشار خروجی این نوع توربین ها با فشار جو برابر است. به عبارت دیگر بخار خروجی از این توربین ها به طرف اتمسفر منتقل می شود. و در حقیقت می توان گفت که بخار خروجی از توربین به هدر می رود. از این نوع طراحی در توربین های کوچکی که بصورت اظطراری در سرویس قرار می گیرند. مثل ژنراتورهای اضطراری برق که با قطع برق شبکه برای ایجاد روشنائی بطور اتوماتیک در سرویس قرار می گیرند استفاده می شود. چون این توربین ها بندرت در سرویس قرار می گیرند. انجام لوله کشی بخار برگشتی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست بخارات به طرف اتمسفر هدایت می شوند. و باعث اتلاف بخار می شوند.

پ- توربین های با فشار خروجی کمتر از فشار جو

توربین هائی که فشار خروجی آنها کمتر از فشار جو است. فشار خروجی این نوع توربین ها کمتر از فشار جو است. گاهی اوقات تا چند اینچ جیوه مطلق می رسد. و به دلیل زیاد بودن اختلاف فشار بین ورودی و خروجی توربین از تمامی انرژی بخار استفاده می شود. و به انرژی مکانیکی دورانی تبدیل می شود. راندمان این نوع توربین ها نیز به مراتب بیشتر از انواع توربین های دیگر است. و آب حاصل از بخارات کندانس شده در کندانسور نیز مجدداَ به سیستم تولید بخار برگشت داده می شود. و به مصرف بویلرها می رسد. ایجاد خلاً در قسمت خروجی این توربین ها توسط سیستم خلاَ که شامل کندانسور و دیگر متعلقات آن است انجام می شود.

همچنین توربینها را از لحاظ تعداد طبقه یا مرحله می توان تقسیم بندی نمود. ترکیب یک ردیف پره های ثابت که روی پوسته نصب می شود. و یک ردیف پره های متحرک که روی روتر جایگذاری می گردد. بعنوان یک طبقه یا یک مرحله پره در توربین بخار تعریف می شود.

در پایان مزایا و محدودیت های و موارد استفاده توربین بخار را ذکر می کنیم.

مزایای توربین های بخار

توربین های بخار به سبب مزایای بسیار زیادی که دارند به وفور در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. که تعدادی از این مزایا به شرح زیر می باشد.

  • ساختمان سازه ای ساده
  • ایمنی بالا
  • هزینه های پایین در تعمیر و نگهداری
  • حجم کم آنها نسبت به موتورهای الکتریکی با قدرت مساوی
  • راندمان بالا
  • قابلیت تغییر سرعت گردش
  • گشتاور اولیه بالا

محدودیت های استفاده از تُوربین های بخار

عوامل زیر را می توان به عنوان معایت توربین های بخار نام برد

  • بواسطه اینکه هزینه تولید بخار زیاد است تجهیزات آن گران قیمت است. و معمولاً در جاهایی که بخار در دسترس باشد از آن استفاده می شود.
  • راه اندازی و از سرویس خارج کردن آنها نسبتاً مشکل است.
  • هزینه های نقل و انتقال بخار زیاد است.
  • تلفات بخار در آنها زیاد است.

موارد استفاده از توربین های بخار

اکثریت استفاده توربین های بخار در موارد زیر می باشد

  • محرک ژنراتورهای برق
  • و همچنین محرک دستگاه های یدک
  • محرک پمپ های خوراک واحدهای عملیاتی
  • محرک کمپرسورهای رفت و برگشتی و گریز از مرکز

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام