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
Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

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.

Monitorování energie

S rostoucími cenami energií a s tresty za nesplnění cílů Kjótského protokolu nelze ignorovat nutnost zlepšovat energetickou efektivitu. První krok k šetření energií představuje zjištění přesných informací o tom, kdy a kde ji spotřebováváme. Proto je klíčovým prvkem efektivního řešení vyspělé měření spotřeby energie. Systém APROL EnMon nabízí nepřetržité monitorování spotřeby energie v podobě samostatné jednotky nebo integrované součásti systému řízení procesů.

Související články
Od vzdělávání přes úspory až po virtuální realitu

Společnost Siemens se zúčastnila všech dosud konaných ročníků Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně a tradice pokračuje i v letošním roce, kdy hlavním tématem expozice je časová a energetická efektivita v rámci celého životního cyklu stroje - od jeho návrhu až k výrobě. Že je ochrana životního prostředí pro Siemens téma číslo jedna, podpoří i divácky atraktivní část expozice, ve které se představí nový model elektromobilu BMW i3, který je od jara letošního roku součástí vozového parku společnosti Siemens.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

MM Podcast: Glosa - Tanec na Titaniku ve dvojitém svetru

Podnikatelé potřebují mít možnost predikovat své náklady. Trh se nechová přirozeně, nepohybujeme se v tržním hospodářství, ale v ekonomice ovlivněné válkou a spekulanty. Nic nemá svoji logiku. V létě, kdy byly obnovitelné zdroje na maximálním výkonu, byla spotová cena elektřiny na burze nejvyšší. Na všem v obrovské míře profitují obchodníci, často mimoevropští. Různé podpůrné substituce, které stojí stát obrovské finanční zdroje, se v důsledku rozplynou jako pára nad hrncem. Vzpomeňme na letní politicky pompézní snížení spotřební daně u PHM o necelé dvě koruny na litr, které jsme ve finále ani nezaregistrovali, protože bylo okamžitě přehlušeno nárůstem ceny ropy a marží prodejců.

MM Podcast: Glosa - Hra o energii o třech dějstvích

Mysleme na to, že Evropa je nyní blíže okamžiku bodu zvratu, protože již několik let trvající trend postupného poklesu konkurenceschopnosti tohoto regionu se dostane do ještě strmější trajektorie. Toto obrovské riziko zde reálně hrozí, a pokud na něj nebudeme reagovat a věnovat se jeho řešení, hrozí nám obrovské sociální problémy, které jsme zde za posledních několik desetiletí neřešili. A válka na Ukrajině, která není jeho prvotní příčinou, tento trend dále eskaluje.

MM Podcast: Glosa - Green Deal je mrtev, ať žije Green Deal!

V rámci tzv. Zelené dohody přijala Evropská komise návrhy na uzpůsobení své politiky v otázkách klimatu, energetiky, dopravy a zdanění, tak aby se státy mohly podílet na snižování emisí skleníkových plynů do roku 2030 alespoň o 55 % ve srovnání s rokem 1990. Komise plánovala do roku 2050 vytvořit z Evropy první klimaticky neutrální kontinent. Vše ale bylo postaveno na dodávkách ruského plynu. S ohledem na eskalaci studené války a nestabilitu dodávek ropy a zemního plynu na Green Deal ve stávající podobě zapomeňme. Vracíme se k pálení uhlí, mazutu a kdoví čeho ještě...

Inženýrská akademie ČR - Energie pro udržitelný život

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem – podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

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