טורבינות קיטור הן מכשירים חיוניים בהפיכת האנרגיה התרמית של הקיטור לאנרגיה מכנית או חשמלית. הוא ממלא תפקיד חשוב בייצור חשמל בתחנות כוח תרמו-חשמליות וגרעיניות. עם זאת, אנשים רבים אינם יודעים מהי טורבינת קיטור ומהם חלקיה.
לכן, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם מהי טורבינת קיטור ומהם חלקיה העיקריים.
מהי טורבינת קיטור
טורבינת קיטור היא מכונה הממירה את האנרגיה של קיטור בלחץ גבוה לאנרגיה מכנית מסתובבת. תהליך זה מתבצע על ידי הרחבת הקיטור דרך סדרה של להבים (או להבים) המורכבים על רוטור, מה שיוצר תנועת סיבוב.
פעולתה של טורבינת קיטור מבוססת על עקרונות תרמודינמיים. ראשית, קיטור נוצר בדוד, שבו מים מחוממים לאדים בלחץ ובטמפרטורה גבוהים. לאחר מכן הקיטור הזה מופנה לטורבינה, שם הוא עובר דרך שלבים של להבים קבועים ונעים המכוונים מחדש והופכים את אנרגיית הקיטור לעבודה מכנית.
חלקים של טורבינת קיטור
טורבינת קיטור מורכבת ממספר חלקים עיקריים, שלכל אחד תפקיד ספציפי להבטחת פעולתה היעילה. למרות שישנם סוגים רבים של טורבינות, לכולם יש כמה מרכיבים עיקריים.
- מעטפת (גוף טורבינה): המבנה החיצוני הוא שסוגר ומגן על הרכיבים הפנימיים. זה גם משמש להכיל את הקיטור ולכוון אותו לאזורים הנכונים בתוך הטורבינה. המעטפת מיועדת לעמוד בלחצים ובטמפרטורות גבוהות.
- הרוטור: זהו הציר הראשי של הטורבינה שאליו מורכבים הלהבים הנעים. הרוטור מסתובב כאשר קיטור זורם דרך הלהבים, והופך את האנרגיה של הקיטור לתנועה סיבובית.
- להבים או להבים: ישנם הלהבים הקבועים, המחוברים למעטפת ומכוונים מחדש את זרימת הקיטור לכיוון הלהבים הנעים, והלהבים הנעים, שמורכבים על הרוטור והם אלה שמקבלים את הדחף הישיר של הקיטור, ויוצרים את הסיבוב. תְנוּעָה.
- מיסבים: הם אלמנטים מכניים התומכים ברוטור ומאפשרים לו להסתובב בצורה חלקה ויציבה. ישנם מיסבי תמיכה ומסבי דחף, המבטיחים את המיקום הצירי של הרוטור וממזערים את החיכוך.
- אטמי אדים: הם מונעים יציאת קיטור בלחץ גבוה מהטורבינה דרך המפרקים בין הרוטור למעטפת. זה מבטיח שאנרגיית הקיטור מנוצלת ביעילות.
- שסתומי בקרה: הם מווסתים את הזרימה והלחץ של הקיטור הנכנס לטורבינה. שסתומים אלו מאפשרים להתאים את ההספק המופק בהתאם לדרישת המערכת.
- מַעֲבֶה: למרות שאינו חלק ישיר מהטורבינה, הקבל ממלא תפקיד חשוב בקירור הקיטור לאחר שהוא עובר דרך הטורבינה, וממיר אותו חזרה למים לצורך מחזור למערכת.
- מערכות סיכה: הם מבטיחים שהחלקים הנעים של הטורבינה, כמו הרוטור והמיסבים, יפעלו בצורה חלקה וללא בלאי יתר.
- מערכת שאיבת אוויר: בטורבינות עיבוי, מערכת זו מבטלת אוויר וגזים שאינם ניתנים לעיבוי שעלולים להפחית את יעילות התהליך.
בשביל מה יש טורבינת קיטור?
לטורבינות קיטור מגוון רחב של יישומים בשל יכולתן להפוך ביעילות אנרגיית קיטור לאנרגיה מכנית או חשמלית. המטרה העיקרית של טורבינת קיטור היא להמיר את האנרגיה התרמית של הקיטור לאנרגיה מכנית מסתובבת. ניתן להשתמש באנרגיה מכנית זו בשתי דרכים עיקריות:
- להפקת אנרגיה חשמלית
- לספק אנרגיה מכנית ישירות
ברוב תחנות הכוח, טורבינת הקיטור מחוברת לגנרטור חשמלי. התנועה הסיבובית של רוטור הטורבינה מועברת לגנרטור, אשר ממירה אנרגיה מכנית זו לחשמל. זהו השימוש הנפוץ ביותר בעולם בטורבינות קיטור.
בתהליכים תעשייתיים מסוימים, טורבינות קיטור משמשות ישירות להנעת מכונות, כגון משאבות, מדחסים או מערכות הנעה. זה מבטל את הצורך להמיר אנרגיה לחשמל, מה שהופך אותה ליעילה יותר עבור יישומים ספציפיים.
תחומי שימוש לטורבינות קיטור
טורבינות קיטור משמשות בתחומים תעשייתיים רבים מאחר והן חלק בסיסי לייצור חשמל. בואו נראה כמה מהאזורים הנפוצים ביותר:
- תחנות כוח תרמו-חשמליות: הם משתמשים בדלקים מאובנים (פחם, גז טבעי או נפט) כדי לחמם מים וליצור קיטור. הקיטור אחראי להנעת הטורבינה, לייצור חשמל.
- תחנות כוח גרעיניות: במתקנים אלה, החום הדרוש ליצירת קיטור מגיע מתגובות גרעיניות בכור. טורבינת הקיטור היא החוליה המקשרת בין אנרגיה גרעינית לייצור חשמל.
- צמחים גיאותרמיים: הם מנצלים את הקיטור הטבעי בתוך כדור הארץ כדי להזיז טורבינות, לייצר חשמל באופן בר קיימא.
- תהליכים תעשייתיים: בתעשיות הכימיות, הפטרוכימיות והזיקוק, טורבינות קיטור מניעות מדחסים ומשאבות החיוניות בתהליכים כגון זיקוק, קירור ודחיסת גז.
- ייצור נייר: טורבינות קיטור משמשות במפעלי נייר להנעת מכונות כבדות ולייצר את החום הדרוש לייבוש נייר.
- הנעת ספינה: בעבר, טורבינות קיטור היו נפוצות בספינות גדולות, כולל סיירות וספינות צבאיות, שכן הן הציעו כוח ואמינות. למרות שהם הוחלפו בחלקם במנועי דיזל, הם עדיין נמצאים בשימוש במקרים מסוימים.
- קוגנרציה: במתקנים בהם יש צורך בחשמל ובחום בו זמנית, טורבינות קיטור מאפשרות שימוש באנרגיה התרמית השיורית של התהליך לחימום או לתהליכים תעשייתיים.
- אנרגיה מתחדשת: בתחנות כוח תרמיות סולאריות, מראות מרכזיות את אור השמש כדי לחמם נוזל שיוצר קיטור, המניע את הטורבינה.
כפי שניתן לראות, טורבינת הקיטור היא אחד המרכיבים החשובים ביותר בייצור אנרגיה חשמלית באזורי תעשייה רבים. אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על מהי טורבינת קיטור, למה היא מיועדת ומהם החלקים העיקריים שלה.