Clasificarea turbinelor

1. Clasificarea turbinelor

1. Dupa felul in care are loc transformarea energiei aburului

1.1 Turbine cu trepte de viteza (cvasietajate) (Fig 1)

In aceste turbine energia cinetica a aburului destins intr-un singur sir de ajutaje este utilizata in doua sau mai multe siruri de palete.

Rotorul este construit dintr-un disc pe care sunt montate mai multe palete mobile cu actiune. (P₁,P₂)

Intre acestea sunt randuri de palete fixe PF (directoare) care dirijeaza din nou aburul in directia rotirii fara a-l destinde, deci avand rol doar de directionare a aburului.

Turbina cu doua trepte de viteza este denumita roata Curtis. Turbinele cu trepte de viteza au o constructie simpla si ieftina care permite prelucrarea unor caderi de entalpie mari, in schimb randamentul lor este inferior turbinelor cu trepte de presiune. Din acest motiv, la turbinele cu parametrii inalti la intrare se prefera inlocuirea primelor trepte de presiune cu o treapta de viteza, de obicei cu doua siruri de palete mobile notate Curtis. Se creaza astfel posibilitatea reducerii, chiar in ajutajul treptei de viteza, atat a presiunii cat si a temperaturii aburului la valori mult mai mici decat acelea corespunzatoare starii de intrare, lucru ce permite micsorarea numarului de trepte (o treapta de viteza putand inlocui mai multe trepte de presiune). Astfel se simplifica constructia turbinei.

1.2 Turbine cu trepte de presiune si trepte de viteza (multietajate)

Energia cinetica a aburului este utilizata mai intai in paletele mobile ale treptelor de viteza si apoi in paletele mobile ale treptelor de presiune. In aceasta categorie deosebim doua tipuri de turbine:

a)      Turbine cu trepte de presiune cu o singura treapta Curtis;

b)      Turbine cu trepte de presiune cu mai multe trepte de viteza.

Turbina este construita dintr-o succesiune de roti Curtis. Rotile Curtis prelucreaza caderi mari deci turbina are putine trepte fiind ieftina, in schimb are randament scazut.

1.3 Turbine cu trepte de presiune (Fig 2)

Aburul se destinde treptat in mai multe siruri de ajutaje alternand cu siruri de palete.

2. Dupa posibilitatile de prize

a)      Turbine fara prize;

b)      Turbine cu prize nereglabile (fixe);

c)      Turbine cu prize reglabile si prize fixe.

Priza este locul special amenajat de unde se poate extrage o parte din abur inainte de a ajunge la iesirea din turbina.

La prizele fixe neexistand organe de reglaj, presiunea aburului variaza in functie de regimul de functionare al turbinei.

La prizele reglabile presiunea aburului este mentinuta constanta la orice regim de functionare al turbinei.

Aburul extras prin prizele reglabile este folosit in scopuri industriale si pentru incalzire.

3. Dupa presiunea aburului la iesirea din turbina

a)      Turbina cu condensatie;

b)      Turbina cu contrapresiune.

4. Dupa numarul de corpuri

a)      Intr-un singur corp;

b)      In mai multe corpuri.

5. Dupa numarul de fluxuri

a)      Intr-un singur flux;

b)      In mai multe fluxuri.

6. Dupa numarul de linii de arbori

a)      Pe o singura linie de arbori;

b)      Pe mai multe linii de arbori.

7. Dupa locul de amplasare

a)      Turbine terestre;

b)      Turbine navale.

8. Dupa rolul pe care il au la bordul navelor

a)      Turbine principale care actioneaza arborii port-elice;

b)      Turbine auxiliare care actioneaza unele mecanisme si instalatii de bord si punte.

9. Dupa posibilitatea schimbarii sensului de rotatie al arborelui

a)      Turbine principale pentru mars inainte;

b)      Turbine principale pentru mars inapoi.

10. Dupa modul de transmitere a puterii catre masina antrenata

a)      Directe - care lucreaza direct asupra organului consumator de lucru mecanic si sunt folosite numai ca turbine auxiliare;

b)      Cu transmitere - se folosesc transmisii cu roti dintate, electrice sau hidraulice.

11. Dupa posibilitatea schimbarii sensului de rotatie

a)      Turbine ireversibile care nu au posibilitatea schimbarii sensului de rotatie;

b)      Turbine reversibile.

2. Posibilitati de reglare a turbinei

Pornind de la relatia: se constata ca pentru a modifica puterea turbinei trebuie modificat fie debitul, fie caderea totala de entalpie. Apar astfel doua posibilitatide reglare a turbinei.

2.1 Reglarea prin laminare sau calitativa

Aceasta se realizeaza prin introducerea unei valvule V pe conductele de admisie la intrarea in camera de distributie D. Prin inchiderea partiala a valvulei, se realizeaza laminarea aburului. In acest fel, asa cum se poate constata pe fig. 4, destinderea se poate deplasa spre dreapta diagramei. Acest mod de reglare diminueaza randamentul efectiv al turbinei, dar este simplu si ieftineste turbina. De aceea se utilizeaza la turbinele mici in mod special.

2.2 Reglarea prin admisie sau cantitativa

Aburul intra intr-o cutie de otel, numita camera de distributie. Ea contine un numar de valvule de admisie sau reglaj (V₁, V_2, V₃). Prin deschiderea acestor valvule sunt alimentate ajutajele grupate pe sectoarele de admisie S₁, S₂, S₃. Aceste valvule se deschid pe rand asigurand cresterea treptata a sectiunii si deci a debitului.

Pentru a asigura o variatie continua a puterii este necesar ca inchiderea sau deschiderea urmatoarei valvule sa se faca treptat, avand loc deci si aici o laminare, care afecteaza numai debitul care trece prin valvula partial deschisa. Se asigura un randament mai ridicat decat la reglarea prin laminare.

Precizari:

a)      Majoritatea turbinelor cu actiune au cate o treapta de reglaj la intrare cat si dupa fiecare priza reglabila. Aceasta treapta de reglaj poate fi alcatuita dintr-o singura treapta (treapta Rateau) de viteza sau din doua trepte de viteza (treapta Curtis).

b)      Caderea totala de entalpie prelucrata in treapta Curtis este de 200-400 KJ/Kg si de 50-100 KJ/Kg in cazul treptei Rateau. Prin prelucrarea acestei caderi mari de entalpie in treapta de reglaj Curtis, turbina se ieftineste prin scaderea numarului de trepte si prin reducerea presiunii si temperaturii la intrarea in partea turbinei cu trepte de presiune.

c)      Intrucat admisia aburului in turbina se face partial prin sectoarele de admisie dupa treapta de reglaj exista o camera in care aburul se repartizeaza uniform pe aceasta circumferinta.