El alcance de la turbina de vapor estaba en evolución en el siglo I, donde este dispositivo se asemeja a un juguete. Luego, se inventó la aplicación práctica de la turbina de vapor y esta se erige como la base para la progresión de otros tipos de turbinas de vapor. El tipo moderno de turbina de vapor fue introducido en el año 1884 por la persona Charles Parsons donde la construcción incluye una dínamo. Posteriormente, este dispositivo ganó prominencia en su capacidad operativa y la gente adoptó para implementarlo en sus operaciones. Este artículo describe los conceptos relacionados con la vapor turbina y su funcionalidad.
¿Qué es la turbina de vapor?
Definición: La turbina de vapor se clasifica como una máquina mecánica que aísla la energía térmica del vapor forzado y la convierte en energía mecánica. Como la turbina produce movimiento rotatorio, es más apropiada para el funcionamiento de generadores eléctricos. El nombre en sí indica que el dispositivo es impulsado por vapor y cuando la corriente de vapor fluye a través de las palas de la turbina, el vapor se enfría y luego se expande entregando casi el energía que tiene y este es el proceso continuo.
Turbina de vapor
Las palas transforman así la energía potencial del dispositivo en la del movimiento cinético. De esta manera, la turbina de vapor se opera para suministrar electricidad . Estos dispositivos hacen uso de una mayor presión de vapor para hacer girar los generadores eléctricos a velocidades extremadamente mayores en las que la velocidad de giro de estos es máxima que las turbinas de agua y las turbinas de viento.
Por ejemplo: una turbina de vapor convencional tiene una velocidad de rotación de 1800-3600 revoluciones por minuto, casi 200 veces más vueltas que la de una turbina eólica.
Principio de funcionamiento de la turbina de vapor
El principio de funcionamiento de este dispositivo se basa en el movimiento dinámico del vapor. El aumento presión el vapor que sale de las toberas golpea las palas giratorias que están ajustadas al disco que se coloca en el eje. Como debido a este aumento de velocidad en el vapor, se desarrolla una presión energética en las palas del dispositivo donde luego el eje y las palas comienzan a girar en una dirección similar. En general, la turbina de vapor aísla la energía del vástago y luego la transforma en energía cinética que luego fluye a través de las boquillas.
Equipo en turbina de vapor
Entonces, la transformada de energía cinética se realiza mecánico acción a las palas del rotor y este rotor tiene una conexión con el generador de turbina de vapor y este actúa como intermediario. Debido a que la construcción de un dispositivo es tan ágil, genera un ruido mínimo en comparación con otros tipos de dispositivos giratorios.
En la mayoría de las turbinas, la velocidad de la pala giratoria es lineal a la del vapor que fluye a través de la pala. Cuando el vapor se expande en la propia fase única desde la fuerza de la caldera hasta la fuerza de escape, entonces la velocidad del vapor aumenta extremadamente. Mientras que la turbina principal que se utiliza en plantas nucleares donde la tasa de expansión del vapor es de casi 6 MPa a 0,0008 MPa, tiene una velocidad de 3000 revoluciones por 50 Hz de frecuencia y 1800 revoluciones a una frecuencia de 60 Hz.
Por lo tanto, muchas plantas nucleares funcionan como un generador HP de turbina de un eje que tiene una sola turbina de múltiples etapas y tres turbinas LP paralelas, un excitador junto con el principal generador .
Tipos de turbina de vapor
Las turbinas de vapor se clasifican en función de muchos parámetros y hay muchos tipos en esto. Los tipos a discutir son los siguientes:
Basado en el Steam Movement
Según el movimiento del vapor, estos se clasifican en diferentes tipos que incluyen los siguientes.
Turbina de impulso
Aquí, el vapor de velocidad extrema que sale de la boquilla golpea las cuchillas giratorias que se colocan en el rotor sección de la periferia. Al igual que al golpear, las palas alteran su dirección de rotación sin cambiar los valores de presión. La presión causada por el impulso desarrolla la rotación del eje. Ejemplos de este tipo son las turbinas Rateau y Curtis.
Turbina de reacción
Aquí, la expansión del vapor estará presente tanto en las palas móviles como en las constantes cuando la corriente fluya a través de ellas. Habrá una caída de presión continua en estas palas.
Combinación de turbina de reacción e impulso
Basado en la combinación de turbina de reacción e impulso, estos se clasifican en diferentes tipos que incluyen los siguientes.
- Basado en etapas de presión
- Basado en el Steam Movement
Basado en etapas de presión
Según las etapas de presión, estos se clasifican en diferentes tipos.
Escenario único
Estos se implementan para encender centrífugo compresores, sopladores y otros tipos de herramientas similares.
Turbina de impulso y reacción multifase
Estos se emplean en un rango extremo de capacidades, ya sea en rangos mínimos o máximos.
Basado en el Steam Movement
Según el movimiento del vapor, estos se clasifican en diferentes tipos.
Turbinas axiales
En estos dispositivos, el flujo de vapor será en la dirección que es paralela al eje del rotor.
Turbinas radiales
En estos dispositivos, el flujo de vapor será en la dirección que es perpendicular al eje del rotor o se realizan una o dos fases de presión menos en una dirección axial.
Basado en metodología de gobierno
Según la metodología de gobierno, estos se clasifican en diferentes tipos.
Gestión del acelerador
Aquí, el vapor fresco entra a través de una o más válvulas de mariposa que funcionan simultáneamente, y esto se basa en el desarrollo de energía.
Gestión de boquillas
Aquí, el vapor fresco entra a través de uno o más reguladores de apertura secuencial.
Gestión de by-pass
Aquí, el vapor impulsa tanto la primera como las otras fases intermedias de la turbina.
Basado en el procedimiento de gota de calor
Según el procedimiento de caída de calor, estos se clasifican en diferentes tipos.
Condensación de turbinas a través de generadores
En esto, la fuerza del vapor que es menor que la presión ambiental se alimenta al condensador.
Extracciones de fase intermedia de condensación de turbina
En esto, el vapor se aísla de las fases intermedias para fines comerciales. calefacción propósitos.
Turbinas de contrapresión
Aquí, el vapor de escape se utiliza tanto para calefacción como para aplicaciones industriales.
Topping Turbinas
Aquí, el vapor de escape se utiliza para una condensación de turbina de fuerza menor y media.
Basado en las condiciones de vapor desde la entrada hasta la turbina
- Menos presión (1.2 ata a 2 ata)
- Media presión (40 ata)
- Alta presión (> 40 ata)
- Presión muy alta (170 ata)
- Supercrítico (> 225 arriba)
Basado en aplicaciones industriales
- Velocidad de rotación fija con turbinas estacionarias
- Velocidad de rotación variable con turbinas estacionarias
- Velocidad de rotación variable con turbinas no estacionarias
Diferencia entre turbina de vapor y motor de vapor
La diferencia entre estos dos se enumera a continuación.
| Turbina de vapor | Máquina de vapor |
| Pérdida mínima por fricción | Pérdida máxima por fricción |
| Buenas propiedades equilibrantes | Pobres propiedades de equilibrio |
| La construcción y el mantenimiento son sencillos | La construcción y el mantenimiento son complicados |
| Puede ser bueno para dispositivos de alta velocidad. | Solo funciona para dispositivos de velocidad mínima |
| Generación de energía uniforme | Generación de energía no uniforme |
| Mayor eficiencia | Menos eficiencia |
| Apropiado para grandes aplicaciones industriales | Apropiado para aplicaciones industriales mínimas |
Ventajas desventajas
los ventajas de una turbina de vapor son
- La disposición de la turbina de vapor necesita un espacio mínimo
- Operación optimizada y sistema confiable
- Requiere menos costo operativo y solo tiene espacios mínimos
- Mayor eficiencia en las rutas de vapor
Las desventajas de una turbina de vapor son
- Como debido al aumento de la velocidad, habrá mayores pérdidas por fricción
- Tiene una efectividad mínima, lo que significa que la proporción de la hoja a la velocidad del vapor no es óptima
Aplicaciones de la turbina de vapor
- Turbinas de presión mixta
- Implementado en dominios de ingeniería
- Herramientas de generación de energía
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es la eficiencia de una turbina de vapor?
Se define como la proporción de trabajo realizado en las palas giratorias con respecto a la energía total suministrada, ambos calculados para un kilogramo de vapor.
2). ¿Qué turbina es más eficiente?
Las turbinas más eficientes son las turbinas de impulso.
3). ¿Cómo se aumenta la eficiencia de la turbina de vapor?
La eficiencia se puede aumentar mediante el recalentamiento de la turbina de vapor, recuperando el calentamiento de alimentación de la turbina y mediante el ciclo de vapor binario.
4). ¿Qué es el generador de turbina de vapor? ?
Es el dispositivo de transformación de energía inicial en la planta de energía.
5). ¿Cómo puede el vapor hacer girar una turbina?
A través del calentamiento del agua a la temperatura que se convierte en vapor.
Se trata de turbinas de vapor. El buen equilibrio de rotación y el mínimo golpe de martillo permiten que estos dispositivos se utilicen en diversas industrias. La pregunta que surge aquí es conocer la aplicaciones de turbinas de vapor .
