Témata
Reklama

Parní kondenzační turbína o výkonu 1,6 MW

V posledních letech se v energetice dostává do popředí otázka využití obnovitelných zdrojů energie a efektivnějšího využívání zdrojů současných. Ke splnění tohoto cíle přispívá také parní turbína K 1,6 - 2 z produkce firmy Ekol.

Tepelné rotační stoje - turbíny - mají dominantní podíl na výrobě elektrické energie ve vyspělých ekonomikách. Ve velkých elektrárenských blocích se jako paliva využívá fosilních paliv. V současnosti je snahou vyrábět elektrickou energii též v menších zdrojích a při využití čistějších forem paliv.
Pro výrobu elektrické energie se začíná v západní Evropě využívat též spalování biomasy. Mezi paliva patří především dřevní štěpky. Další možnou aplikací turbíny tohoto typu je využití odpadního tepla za spalovací turbínou v paroplynovém cyklu.
Reklama
Reklama
Reklama

Turbína K 1,6 - 2

Parní turbína typového označení K 1,6 - 2 představuje kondenzační parní turbínu o jmenovitém výkonu 1,6 MW, která je určena pro výrobu elektrické energie z odpadního tepla produkovaného při spalování odpadu ve spalovně. Horké spaliny jsou využity pro výrobu páry a pro její přehřátí ve spalinovém kotli. Ochlazené spaliny poté proudí přes filtry do komína. Pára je zavedena do parní turbíny, kde se entalpie páry přemění na energii mechanickou a následně v generátoru na energii elektrickou. Jelikož v případě popisované turbíny bylo záměrem investora co největší využití entalpického spádu pro výrobu elektrické energie, byla pro tento provoz navržena kondenzační turbína. To znamená, že pára, která projde turbínou, má již velmi nízké parametry (tlak 60 kPa abs. a teplotu 60 °C) a je zavedena do kondenzátoru, kde přemění své skupenství na vodu. Turbína je vybavena vzduchovou kondenzací. Kondenzovaná voda se poté opět vrací do kotle.
Turbína, jejíž provozní otáčky jsou 14 250 min-1, pohání přes planetovou převodovku generátor pracující při otáčkách 1500 min-1. Planetová převodovka je integrována do jednoho bloku spolu s generátorem. Díky vysokým otáčkám turbíny bylo dosaženo malých rozměrů stroje a vysoké účinnosti. Vzdálenost ložisek turbíny o výkonu 1600 kW je pouze 1533 mm. Turbína je konstruována jako jednotělesová a jako celek je umístěna spolu s generátorem na rámu, který zároveň slouží jako nádrž pro olejové hospodářství turbíny. Výstupní hrdlo je svařované, s výstupem nahoru, odkud je pára odváděna do kondenzátoru.

Konstrukce turbíny

Lopatkování turbíny je s výjimkou regulačního stupně reakčního typu. Směr toku páry v přetlakovém (reakčním) lopatkování je v axiálním směru vzhledem k ose rotoru turbíny, podobně jako u většiny turbín. Zvláštností je však použití radiálního toku páry přes regulační stupeň, který je tvořen tzv. A-kolem - jedním rovnotlakým lopatkovým stupněm. U posledních rotorových stupňů před výstupem z turbíny byly použity zkrucované lopatky s proměnným profilem pro zlepšení aerodynamiky lopatkování, ostatní lopatky jsou prizmatické.
Statorové lopatky jsou uloženy v nosičích, které jsou teprve vloženy do skříně turbíny. Tento způsob umožňuje jednodušší výrobu i montáž a v budoucnu též jednodušší údržbu, zároveň přitom poskytuje řadu možností pro unifikaci.
Pro utěsnění rotoru turbíny a tím k zamezení unikání páry do atmosféry je použito labyrintových ucpávek. V oblasti vyrovnávacího pístu je použito ucpávek s tzv. hradbami, tj. s pravidelně se střídajícími břity o větším a menším průměru. U přední a zadní ucpávky jsou použity labyrintové ucpávky, které mají průměry všech břitů stejné. Proti těmto břitům jsou umístěny kroužky s nástřikem měkkého kovu. U takovýchto ucpávek je možné zmenšit vůle a tím snížit množství páry, které přes ucpávku projde. V případě vymezení vůle mezi břitem ucpávky a kroužkem a vzájemném dotyku si břit vyřízne drážku v měkkém kovu, aniž by došlo k jakémukoliv nebezpečí pro chod stroje.

Regulace turbíny

Výkon turbíny je úměrný množství páry, které jí prochází. Pro řízení tohoto množství jsou na vstupu do turbíny použity tři regulační jednosedlé ventily, které při postupném otevírání zvyšují hmotnostní průtok páry. Ventily jsou součástí horní části turbínové skříně.
Před vstupem do turbíny je umístěn rychlozávěrný ventil, sloužící k odstavení turbíny v případě překročení sledovaných provozních parametrů. Turbína je vybavena regulačním a zabezpečovacím systémem, který snímá otáčky turbíny, teplotu vstupní páry, chvění turbíny, relativní posuv mezi rotorem a statorem, teploty ložisek a některé další veličiny, vyhodnocuje je a pokud některá ze sledovaných veličin překročí nastavené hodnoty, vyšle impulz rychlozávěrnému ventilu, který okamžitě zastaví tok páry do turbíny. Jak rychlozávěrný, tak i regulační ventily jsou opatřeny vratnými pružinami, takže i v případě výpadku řídicího signálu nebo ztráty tlaku řídicího média dojde k bezpečnému odstavení stroje.
Řízení turbíny je elektronické prostřednictvím vysokotlakové hydrauliky pro řízení regulačních ventilů a rychlozávěrného ventilu. Řízení je realizováno pomocí programovatelných autonomních počítačů PLC. Turbína je osazena čidly pro měření provozních veličin a veličin sledujících chod a stav turbíny. Vysokotlaký hydraulický systém je oddělen od systému mazacího oleje a pracuje na tlakové úrovni 130 ÷ 160 barů, což umožňuje zmenšit průměry hydraulických válců a tím snížit průtok regulačního oleje. Přínosem tohoto řešení je zvýšení rychlosti a přesnosti regulace turbíny. Tento způsob regulace byl instalován firmou Ekol již v roce 1998 na několika turbínách společnosti ČEZ, a. s., kde vykazuje dlouhodobě vysokou kvalitu řízení turbín a vysokou provozní spolehlivost.
Výrobce turbíny firma Ekol, spol. s r. o., se zabývá výpočty, konstrukcí a výrobou parních turbín do výkonu 60 MW. Parní turbíny jsou konstruovány podle konkrétních specifických požadavků zákazníka, a jsou dodávány odběratelům nejen z České republiky, ale i z Německa, Egypta či Sýrie. Popisovaná turbína je představitelem výkonové řady parních turbín do výkonu 10 MW, které jsou určeny pro výrobu elektrické energie při spalování biomasy a komunálního odpadu s cílem dosáhnout maximální energetické účinnosti stroje. Věřím, že i v České republice se rozběhne proces podpory využívání obnovitelných zdrojů a že se i v našich podmínkách vyplatí využít těchto možností pro výrobu elektrické energie.
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 11222
Datum: 12. 12. 2001
Rubrika: Trendy / Energetické strojírenství
Autor:
Firmy
Související články
Miliardy korun z Jižní Koreje poputují do ČR

Světový výrobce parních turbín, chytrých strojů a polovodičů, jihokorejský Doosan, představil v Praze významné investice do české ekonomiky. Zároveň podepsal klíčová memoranda s českými firmami o spolupráci na projektech v tuzemsku i v zahraničí.

Měření energie je důležité ve všech oborech

Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů lze získávat přehled o spotřebě kdykoli je to potřeba.

Revoluce udržitelnosti: Výroba pod kontrolou

V praxi sériové výroby není udržitelnost jen dodatečným parametrem vázaným na životní prostředí. Je to především pracovní disciplína zaměřená na úspornost, eliminaci ztrát, přesnější řízení a konzistentní výsledky. Jako taková je v symbióze s inženýrským myšlením, přičemž její jednotlivé strategie významně přispívají k celkové stabilitě procesu.

Související články
Pochopit zdánlivě samozřejmé věci

Ikona českého strojírenství. Skutečně nepřeháníme, pokud výraz použijeme ve spojení s profesorem Františkem Pochylým z VUT v Brně. Tento vysoce oceňovaný vědec zasvětil svůj život hydraulickým strojům. Jeho největším dílem je revoluční vírová turbína – unikátní vynález, který dokáže efektivně vyrábět elektřinu z obnovitelných zdrojů i na místech s nízkým spádem vody, kde by klasické turbíny selhaly. Vírová turbína však zdaleka není jeho jediným převratným dílem. Za svou práci získal řadu významných ocenění, včetně Ceny za celoživotní přínos rozvoji strojírenství, která mu byla udělena na letošním MSV v Brně.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Revoluce udržitelnosti: Dekarbonizace průmyslového tepla

Je-li řeč o snížení emisí v průmyslu, pozornost se upírá hlavně k elektřině. Hlavní částí spotřeby energie ve výrobě je teplo - od ohřevu materiálu přes sušení až po výrobu páry. Jeho dekarbonizace, tedy přechod od spalování fosilních paliv k nízkoemisním nebo bezemisním zdrojům, se proto stává jedním z klíčových kroků na cestě k udržitelnému průmyslu.

AI + leadership = ekonomická transformace

Pozvání k otevíracímu rozhovoru zářijového vydání MM Průmyslového spektra, věnovaného největší přehlídce průmyslových inovací – MSV v Brně, přijal prof. Ing. Vladimír Mařík, DrSc., dr.h.c., FEng., zakladatel a vědecký ředitel CIIRC ČVUT v Praze a zakladatel a ředitel Institutu Equilibrium. Nedávno byl v Indii podle něj nazván Institut umělé inteligence na NIMS University v Jaipuru, což je pro Českou republiku mimořádná událost a velká čest.

Revoluce udržitelnosti: Digitalizací k úsporám

Průmyslová udržitelnost se v posledních letech stala nejen věcí image, ale také ekonomiky. Rostoucí ceny energií, tlak na snižování emisí i požadavky zákazníků nutí podniky hledat způsoby, jak vyrábět chytřeji. Jednou z hlavních cest je digitalizace. Ta dovoluje provoz detailně prozkoumat a z drobných optimalizací sestavit významné energetické úspory.

MM Glosa: Sviť slunéčko a ty větře duj!

Drahé energie jsou pro naše podniky v provozních nákladech stále zátěží, která se propisuje do kalkulací jejich cenových nabídek a předem je diskvalifikuje z vypisovaných tendrů. Evropský trh s energiemi se dosud nedostal z šoku, za nímž primárně nestojí válečný konflikt na Ukrajině, jak bylo donekonečna papouškováno, ale řada fatálních rozhodnutí v energetické politice evropských států, zejména pak Německa.

MM Glosa: Dojná kráva byrokracie

Ideologie Green Dealu, jako senzor laserového navádění, nás pronásleduje na každém kroku. Neutečeme před ní, neschováme se za roh. Žalostný stav zanedbané energetické sítě si vyžádá obrovské investice pro její potřebnou zásadní modernizaci. K financování poslouží desátky z nárůstu cen energií, ke kterým zákonitě musí dojít. Distribuční společnosti to pochopitelně ze svých zisků hradit nebudou. 

Jak ušetřit za energie: Využijte odpadní teplo

Řada průmyslových provozů využívá různé technologie, při nichž vzniká velké množství odpadního tepla. Tato draze získaná energie často uniká bez užitku, například ve formě odvodu horkých spalin komínem. Na druhé straně teplo potřebujeme na ohřívání vody nebo na vytápění. K tomu, abychom unikající teplo zadrželi a využili je tam, kde je ho potřeba, slouží technologie zpětného získávání neboli rekuperace tepelné energie.

MM Podcast: Glosa - Tschüss Kernenergie

Zelené Německo nás intenzivnějším spalováním uhlí, substituujícím bezjadernou výrobu elektřiny pro uspokojení rostoucích direktivně nastavených požadavků na provoz elektromobilů, může v následujícím období dostihnout, a přiblížit se tak naší produkci 500 gramů emisí CO2 na jednu spotřebovanou kWh, tedy např. 20násobku objemu produkce Švédska, které naopak svoji energetickou koncepci zaměřuje na jádro.

Energetická náročnost obráběcích strojů: Část 2. Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Současné ceny energií jsou pro firmy likvidační

Pavel Janeček působí v energetice celý svůj profesní život. S redakcí MM Průmyslového spektra se podělil o své dlouholeté zkušenosti z plynárenského byznysu a o názory na řešení energetické krize v České republice. Navrhuje konkrétní východiska a apeluje na rychlé jednání české vlády.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit