Tuabin kết hợp đảo chiều xung lực

Tuabin hơi chu trình hỗn hợp

Tuabin hơi chu trình hỗn hợp là thiết bị phát điện hiệu suất cao, thường được vận hành kết hợp với tuabin khí. Nó được dẫn động bởi hơi nước sinh ra từ việc thu hồi nhiệt thải trong khí thải của tuabin khí. Loại tuabin này thuộc nhóm tuabin hơi ngưng tụ, tái nhiệt, đa áp suất. Thiết kế cấu trúc của nó bao gồm một xi lanh áp suất cao/trung bình kết hợp (thiết kế xung lực) và một xi lanh áp suất thấp (thiết kế phản lực ngược đối xứng) để tăng hiệu suất, đạt hiệu suất phát điện khoảng 60%.

Cấu hình chu trình kết hợp sử dụng cả tuabin hơi kiểu phản lực và kiểu xung lực thể hiện các đặc điểm sau:

1. Tận dụng năng lượng hiệu quả cao: Khí thải nhiệt độ cao từ tuabin khí dẫn động tuabin hơi, cho phép hiệu suất chu trình kết hợp vượt quá 60%.

2. Tính bổ sung về cấu trúc: Tuabin xung lực thích hợp cho việc phát điện và điều chỉnh tốc độ, trong khi tuabin phản lực thích ứng tốt với các điều kiện vận hành thay đổi để dẫn động tải. Thiết kế kết hợp của chúng tối ưu hóa hiệu suất tổng thể.

3. Công nghệ sản xuất và lắp ráp: Các công nghệ chính bao gồm hàn kim loại khác loại, căn chỉnh các thành phần đường dẫn dòng chảy và vận chuyển theo mô-đun, đảm bảo độ chính xác về khe hở động/tĩnh và căn chỉnh trục.

4. Khả năng thích ứng ứng dụng: Hệ thống chu trình hỗn hợp được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện quy mô lớn, cân bằng giữa nguồn cung cấp điện ổn định với nhu cầu tải thay đổi.

Trong tuabin hơi kết hợp, một số tầng sử dụng nguyên lý xung lực (trong đó hơi nước giãn nở chủ yếu ở các cánh quạt cố định, các cánh quạt chuyển động chủ yếu điều hướng dòng chảy), trong khi các tầng khác sử dụng nguyên lý phản lực (trong đó hơi nước giãn nở ở cả cánh quạt cố định và cánh quạt chuyển động). Thiết kế này nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu suất—các tầng xung lực phù hợp với các phần áp suất cao, và các tầng phản lực phù hợp với các phần áp suất thấp—bằng cách phân bổ hợp lý quá trình giãn nở để giảm tổn thất.

Xi lanh cao áp là tuabin xung lực, còn xi lanh hạ áp là tuabin phản lực dòng kép. Cấu hình này tận dụng tối đa ưu điểm của cả hai giai đoạn xung lực và phản lực, giúp nâng cao hiệu suất của tuabin.

Tuabin hơi lai xung lực-phản lực là một cấu trúc tuabin chính hai xi-lanh được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng hải.

Tuabin hơi cao áp sử dụng các tầng xung lực vì:

1. Khi các cánh quạt quá ngắn, có thể sử dụng phương pháp cấp khí một phần để tăng chiều cao của cánh quạt.

2. Giá trị tương đối của khe hở xuyên tâm của cánh làm việc lớn hơn, giúp giảm tổn thất rò rỉ bên trong và cải thiện hiệu suất giai đoạn.

Tuabin hơi áp suất thấp sử dụng các tầng phản lực vì:

1. Với lưỡi dài và lực phản lực đáng kể, nó ngăn ngừa các phản ứng bất lợi ở gốc lưỡi.

2. Giá trị tương đối của khe hở xuyên tâm nhỏ hơn, làm giảm tổn thất rò rỉ bên trong.

3. Tốc độ hơi nước thấp hơn trong các giai đoạn phản ứng làm giảm sự ăn mòn của các cánh quạt chuyển động do các giọt nước trong hơi nước ẩm gây ra.

Hơn nữa, các tầng xung lực đóng vai trò là tầng điều khiển hoặc, để tăng hiệu suất, có thể được thiết kế với một mức độ phản lực nhỏ, điều này cũng có thể được gọi là tuabin lai xung lực-phản lực.

Chức năng cốt lõi của tuabin hơi kết hợp là nâng cao hiệu suất tổng thể. Các khía cạnh cụ thể bao gồm:

1. Cải thiện hiệu suất nhiệt: Bằng cách kết hợp các loại giai đoạn, quá trình giãn nở hơi nước gần giống với chu trình lý tưởng hơn, giảm tổn thất khí thải.

2. Nâng cao tính linh hoạt trong vận hành: Thích ứng với các yêu cầu tải khác nhau, chẳng hạn như xử lý sự sụt giảm áp suất lớn ở phần áp suất cao và đảm bảo quá trình chuyển đổi suôn sẻ ở phần áp suất thấp.

3. Tối ưu hóa thiết kế cánh quạt: Cánh quạt giai đoạn xung lực dày hơn, phù hợp với môi trường áp suất/nhiệt độ cao; cánh quạt giai đoạn phản lực được thiết kế khí động học hơn, giảm tổn thất dòng chảy.

Trong các ứng dụng thực tế, tuabin hơi kết hợp được sử dụng rộng rãi để phát điện và vận hành trong công nghiệp. Ví dụ, trong các nhà máy nhiệt điện, chúng vận hành máy phát điện một cách hiệu quả để sản xuất điện. Trong các ngành công nghiệp như hóa chất hoặc lọc dầu, chúng có thể trực tiếp vận hành máy nén hoặc máy bơm, cho phép sử dụng năng lượng theo kiểu tầng.