Garo turbina - tai šiluminis variklis, turintis sukamąjį darbo ratą, kuris paverčia vandens garų termo-mechaninę plėtimosi energiją į mechaninę energiją - sukimo momentą.
Nors jau XVIII a. buvo patentuota pirmoji dujų turbina, jos pradėtos naudoti daug vėliau. Jose darbo rato mentes suka ne garai, bet karštos dujos. Plačiausiai dujų turbinos taikomos reaktyviniuose lėktuvuose kaip reaktyvinės traukos šaltinis.
Istorija
Garo turbinos veikimo principą dar I amžiuje aprašė Heronas Aleksandrietis, o 1629 m. - italų inžinierius ir architektas Giovanni Branca. Bet tik 1883 m. seras Charlesas Parsonsas pagamino šiuolaikinę garo turbiną. Praėjus trejiems metams jis patentavo savo sukurtą reaktyvinę garo turbiną.
1890 m. atsirado pirmosios jėgainės, kuriose buvo naudojamos turbinos. Šiek tiek anksčiau - 1881 m. - Gustaf de Laval sukūrė pirmąją praktiškai pritaikomą garo turbiną su vienu darbo ratu. Iš garo katilo išsiveržusi garo srovė slėgė mente
Garo turbinos veikimo principas
Garo turbina - tai šiluminis variklis, turintis sukamąjį darbo ratą. Ji verčia vandens garų termo-mechaninę plėtimosi energiją į mechaninę - sukimo momentą. Šiuolaikinę garo turbiną 1884 m. pagamino seras Charlesas Parsonsas. Garo turbinos yra ekonomiškesnės ir greičiau veikia nei garo mašinos, todėl pastarąsias išstūmė.
Nors jau XVIII a. patentuota pirmoji dujų turbina, jos pradėtos naudoti daug vėliau. Jose darbo rato mentes suka ne garai, bet karštos dujos. Plačiausiai dujų turbinos taikomos reaktyviniuose lėktuvuose kaip reaktyvinės traukos šaltinis.
Garo turbinos istorija
Garo turbinos veikimo principą I a. aprašė Heronas Aleksandrietis, o 1629 m. - italų inžinierius ir architektas Giovanni Branca. Tai buvo primityvios garo turbinos.
Bet tik 1883 m. Gustaf de Laval patentavo savo sukurtą reaktyviąją garo turbiną. Praėjus trejiems metams jis patentavo savo sukurtą reaktyviąją garo turbiną. Šiek tiek anksčiau - 1881 m. atsirado pirmosios jėgainės, kuriose buvo naudojamos turbinos. 1890 m. atsirado pirmosios jėgainės, kuriose buvo naudojamos turbinos.
1897 m. birželio 26 d. Didžiosios Britanijos karalienės Viktorijos garbei buvo surengtas šalies karinio laivyno paradas. Staiga į priekį išsiveržė laivas, kuris net neturėjo dalyvauti parade, ir jo negalėjo sustabdyti patruliuojantys laivai. Tai buvo „Turbinia“ - tuo metu pasaulyje greičiausiai plaukiantis laivas, skrodęs vandenį beveik 64 km per valandą greičiu.
Garo turbinos veikimo principas
Garo turbina - šiluminis variklis, turintis sukamąjį darbo ratą. Garo turbiną sudaro ant veleno užmautas diskas (darbinis ratas) su mentimis ir korpuse nejudamai įtvirtintas kreipratis, kuriame žiedu įtaisytos nejudamosios mentės. Jos nukreipia iš katilo išsiveržiančius labai karštus vandens garus į darbinio rato mentes. Slėgdami jas, garai greitai suka darbinį ratą. Turbina sukasi.
Garo potencinė energija paverčiama kinetine, o paskui mechanine. Garo turbinos elektros galia priklauso nuo garo slėgio skirtumo įrengimo įėjimo ir išėjimo vietoje.
Didelio greičio garai sklinda iš purkštukų ir atsitrenkia į besisukančias mentes, kurios sumontuotos ant disko, sumontuoto ant veleno. Šie didelio greičio garai sukuria dinaminį slėgį mentės, kurių mentės ir velenas pradeda suktis ta pačia kryptimi. Iš esmės garo turbinoje garų ekstraktų slėgio energija, o vėliau ji paverčiama kinetine energija, leidžiant garams tekėti per purkštukus. Kinetinės energijos konversija atliekama mechaniniu būdu. darbas prie rotoriaus menčių ir rotorius yra prijungtas prie garo turbinos generatoriaus, kuris veikia kaip tarpininkas. Turbinos generatorius surenka mechaninę energiją iš rotoriaus ir paverčia elektros energija.
Garo turbinos konstrukcija
Garo turbiną sudaro ant veleno užmautas diskas su mentelėmis. Garo turbinos naudojamos šiluminėse elektrinėse elektros srovės generatoriui sukti. Turbinos mentis veikia garo kinetinė energija. Garo turbiną sudaro rotorius (velenas su ant jo užmautu darbiniu ratu) ir statorius (korpuse nejudamai įtvirtintas kreipratis - įtaisas su žiedu įtaisytomis nejudamomis mentėmis, nukreipiančiomis garą į darbinio rato mentes). Garas tiekiamas į kreipratį, kuriame plečiasi ir išsiveržęs iš jo slegia darbinio rato mentes. Kreipratis ir darbinis ratas sudaro vieną pakopą. Garo turbina dažniausiai būna daugiapakopė (iki keliasdešimt pakopų ant vieno veleno).
Garo turbinų tipai
Pagal veikimo principą garo turbinos daugiausia skirstomos į dvi kategorijas: impulsines ir reaktyvines. Kai garai patenka į judančius peilius per purkštukus, vadinamas Impulsinė turbina, o kai jis spaudžiamas atsitrenkia į judančias ašmenis per kreipiamąjį mechanizmą, vadinamas Reakcijos turbina.
Pagal garų srauto kryptį jos gali būti skirstomos į ašinio ir radialinio srauto turbinas. Kai garo srautas korpuso viduje yra lygiagretus rotoriaus veleno ašiai, jis vadinamas ašinio srauto garo turbina, o garo srautas korpuso viduje yra radialinis rotoriaus veleno ašies atžvilgiu, vadinamas radialinio srauto garo turbina.
Pagal garų išmetimo būklę jos skirstomos į atgalinio slėgio (nekondensuojančio tipo) ir kondensacinio tipo garo turbinas. Išsiplėtus garui, jis išmetamas į atmosferą, vadinama priešslėgio garo turbina arba nekondensuojančių tipų garo turbina, kitaip jis išleidžiamas į kondensatorių, vadinama kondensacine turbina.
Pagal garų slėgį turbinos gali būti aukšto, vidutinio ir žemo slėgio. Į turbiną tiekiamas aukšto, vidutinio ir žemo slėgio garas, vadinamas aukšto slėgio garo turbina arba vidutinio slėgio garo turbina arba priešslėgio garo turbina ir žemo slėgio garo turbina.
Garo turbinų panaudojimas
Garo turbinos naudojamos šiluminėse elektrinėse elektros srovės generatoriui sukti. Šiluminė elektrinė yra elektrinės tipas, kuriame šilumos energija paverčiama elektros energija. Garų gamybos cikle šiluma naudojama vandeniui virinti dideliame slėginiame inde, kad būtų gaminamas aukšto slėgio garas, kuris varo garo turbiną, prijungtą prie elektros generatoriaus.
Lietuva yra viena šalių, kuriose garo turbinos pradėtos naudoti anksti. 1912 m. įrengta pirmoji Lietuvoje garo turbina. Jos galia buvo 948 kW. 1925 m. ši turbina buvo pakeista galingesne - 1800 kW, po trejų metų pradėjo veikti antroji - 3000 kW galios, o 1937 m. Aut.
Kaip veikia garo turbinos komponentai? Energetikos inžinerijos mokymai
Garo turbinų galia dažniausiai svyruoja tarp 0,5−500 MW, galingiausia pastatyta − 1200 MW. Jos naudojamos ne tik elektrinėse, bet ir kaip pagrindinis variklis dideliuose įrenginiuose, pvz., siurbliuose, kompresoriuose.