В настоящее время самым массовым и удобным устройством для получения электричества является генератор, приводимый в действие паровой турбиной. Чтобы запустить турбину в работу, в неё подаётся пар, получаемый при нагреве очищенной и химобессоленной воды в котлоагрегате. Именно в нём, в специальных трубках, H2O переходит из одного состояния в другое: из жидкого в парообразное.
Сама по себе турбина представляет вал, или ротор с радиально расположенными лопатками, словно у большого вентилятора. За каждым таким валом установлено похожее устройство, или статор с лопастями другой формы. Но его отличие в том, что оно закреплено на корпусе самой турбины, а не на валу, поэтому остаётся неподвижным. Пара из ротора и статора называется ступенью. В одной турбине десятки таких приспособлений, и они последовательно группируются, чтобы извлечь максимум потенциальной энергии из пара.
На вход в турбину подаётся пар с высокой температурой и под давлением, которое находится в диапазоне от низкого (до 1,2 МПа) до сверхкритического уровня (свыше 22,5 МПа). Например, внутри бутылки шампанского оно составляет порядка 0,63 МПа, в шине легкового автомобиля — 0,2 МПа. Чем выше давление, тем выше температура самого пара и кипения воды: она может достигать отметки 500 °C и выше! Такая высокая температура нужна для того, чтобы сохранить скорость потока при его прохождении сквозь турбину.
Паровые турбины для электростанций традиционно имеют несколько цилиндров с лопатками, в которые подаётся пар высокого, среднего и низкого давления. Сперва пар проходит через цилиндр высокого давления и раскручивает турбину, далее давление и температура снижаются. После чего он уходит в зону среднего, а оттуда — низкого давления. Этот процесс необходим для того, чтобы эффективно извлекать энергию пара, так как при падении температуры уменьшается КПД турбины. Для предотвращения этого процесса на электростанциях после отсека с высоким давлением и перед попаданием в отдел с низким пар вновь подогревают в котле. Этот процесс называется промежуточным перегревом.
Чтобы электроэнергия в сети имела необходимую частоту (50 Гц), валы турбины должны вращаться со строго определённой скоростью — 1500 или 3000 об./мин. Проще говоря, чем выше потребление электроэнергии, производимой станцией, тем сильнее генератор сопротивляется вращению. Вследствие чего на турбину приходится подавать больший поток пара. Регуляторы частоты вращения мгновенно реагируют на изменения нагрузки и управляют потоком для сохранения постоянных оборотов.
В следующий раз мы расскажем про электрогенератор и его функционал в электростанции. Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить следующие публикации.
#БашкирскаяГенерирующаяКомпания #ТехПроцесс
