Turbin stim

Turbin stim adalah sebuah alat mekanikal yang menggunakan tenaga haba daripada tekanan stim dan menukarkan tenaga ini kepada gerakan putaran. Penjelmaan modennya dicipta oleh Sir Charles Parsons pada tahun 1884.^[1]

Ia hampir mengantikan penggunaan enjin stim piston salingan (dicipta oleh Thomas Newcomen dan diperbaiki lanjut oleh James Watt) terutamanya disebabkan kecekapan haba yang lebih baik dan nisbah kuasa kepada berat lebih tinggi. Oleh kerana turbin menghasilkan pergerakan berputar, ia sangat sesuai untuk digunakan bagi memacu penjana elektrik – kira-kira 80% kuasa elektrik di dunia dihasilkan dengan menggunakan turbin stim. Turbin stim merupakan satu bentuk enjin haba yang terhasil daripada pembaikan di dalam kecekapan termodinamik melalui penggunaan tahap berbilang dalam pengembangan stim, yang mana menghasilkan pendekatan lebih dekat kepada proses boleh balik yang ideal.

Jenis

Operasi skematik bagi sebuah sistem penjana turbin stim

Turbin stim dibuat dalam pelbagai saiz daripada unit kecil <0.75 kW (1< kuasa kuda) (jarang) yang digunakan sebagai pemacu mekanikal untuk pam, pemampat dan aci, hinggalah turbin 1,500,000 kW (2,000,000 kuasa kuda) yang digunakan untuk menjana elektrik. Terdapat beberapa pengelasan bagi turbin stim moden.steam turbines.

Bekalan stim dan keadaan ekzos

Jenis ini termasuklah pemeluwapan, tak pemeluwapan, pemanasan semula, pengekstrakan dan aruhan.

Turbin pemeluwapan adalah yang paling sering dijumpai di loji kuasa elektrik. Turbin mengeluarkan stim dalam keadaan separa memeluwap, lazimnya dengan kualiti 90%, pada tekanan di bawah atmosfera untuk pemejalwap.

Turbin tak pemejalwapan atau tekanan balik adalah sering digunakan untuk pemprosesan stim. Tekanan ekzos dikawal oleh injap pelarasan untuk menyesuaikan keperluan tekanan stim proses. Turbin jenis ini sering dijumpai di kilang penapisan, unit pemanasan kawasan, kilang kertas dan pulpa, dan kemudahan penyahgaraman iaitu tempat stim proses bertekanan rendah dapat dijumpai dengan banyaknya.

Turbin pemanasan semula boleh dikatakan khusus untuk loji kuasa elektrik. Dalam turbin ini, stim mengalir keluar dari bahagian turbin bertekanan tinggi dan dikembalikan ke dandang iaitu tempat superhaba tambahan ditambah. Stim tersebut kemudiannya kembali ke bahagian turbin bertekanan sederhana dan berterusan mengembang. Menggunakan pemanasan semula dalam kitaran meningkatkan kerja keluaran daripada turbin dan pengembangan mencecah pengakhiran sebelum stim tersebut memejalwap, lalu meminimumkan hakisan pada bilah pada baris akhir. Dalam kebanyakan kes, bilangan maksimum untuk pemanasan semula yang digunakan lazimnya adalah 2 kali kerana kos super memanas mengurangkan peningkatan kerja keluaran daripada turbin.

Turbin jenis pengekstrakan adalah lazim dalam semua bidang. Bagi turbin ini, stim dilepskan daripada pelbagai tahap turbin, dan digunakan untuk keperluan proses industri atau dihantar ke dandang pemanas air suapan untuk meningkatkan kecekapan kitaran. Aliran ektstrak boleh dikawan dengan injap ataupun boleh dibiarkan tanpa sebarang kawalan.

Turbin aruhan memperkenalkan stim tekanan rendah pada tahap pertengahan untuk menghasilkan kuasa tambahan.

Pelekap turbin stim yang dihasilkan oleh Siemens

Susunan bingkai dan aci

Susunan ini melibatkan turbin bingkai tunggal, sebatian iring dan turbin majmuk silang. Unit bingkai tunggal adalah yang lazim apabila bingkai tunggal dan aci digandingkan dengan penjana. Sebatian iring digunakan apabila dua atau lebih bingkai digandingkan secara terus bersama-sama untuk memacu sebuah penjana. Susunan turbin majmuk silang melibatkan dua atau lebih aci tetapi tidak sebaris yang memacu dua atau lebih penjana yang sering beroperasi pada kelajuan yang berbeza. Turbin yang ini lazimnya digunakan untuk aplikasi pelbagai.

Pemutar dua aliran

Pemutar turbin dua aliran. Stim memasuki tengah aci, dan keluar pada setiap hujungnya, mengimbangi daya paksi.

Stim yang bergerak mengenakan tujahan paksi dan tangen terhadap aci turbin, tetapi tujahan paksi dalam turbin mudah adalah tanpa tentangan. Untuk mengekalkan kedudukan dan imbangan pemutar dengan betul, daya ini haruslah diatasi oleh daya yang bertentangan. Sama ada bearing tujahan boleh digunakan untuk bearing aci, atau pemutar boleh direka supaya stim masuk ke tengah aci dan keluar di kedua-dua hujungnya. Bilah pula separuhnya menghadap arah yang berlawanan, supaya daya pada paksi menghapuskan satu sama lain tetapi daya pada tangen bertindak bersama. Rekaan ini dipanggil dua aliran atau eksoz berganda. Susunan ini adalah lazim untuk bingkai tekanan rendah bagi turbin majmuk.^[2]

Rujukan

^ http://www.britannica.com/EBchecked/topic/444719/Sir-Charles-Algernon-Parsons
^ "Steam Turbines (Course No. M-3006)" (PDF). PhD Engineer. Dicapai pada 2011-09-22.

Pautan luar

[1] ttp://www.britannica.com/EBchecked/topic/444719/Sir-Charles-Algernon-Parsons

[phdengineer-2] "Steam Turbines (Course No. M-3006)" (PDF). PhD Engineer. Dicapai pada 2011-09-22.

[1]

[2]