Паровий електрогенератор - принцип дії, конструкція

Паровий електрогенератор за рівнем екологічності являє собою альтернативу сонячним батареям, тільки на порядок більш продуктивну і кілька більш доступну. Принцип функціонування такого пристрою ґрунтується на перетворенні механічної енергії в електричну, тільки механізм приводиться в рух за допомогою нагрівання води до точки, коли вона переходить в пароподібний стан.

 

Детально про призначення
Паровий електрогенератор використовується в областях, де є можливість перетворювати надмірна кількість утворюється пара в електричну енергію. Зокрема, системи такого роду широко застосовуються в котельних установках. У сукупності з турбіною та опалювальних котлом генератор являє собою якусь подобу міні-ТЕС.

 

 

Техніка такого роду дозволяє здешевити процес отримання електроенергії, завдяки чому вона використовується в якості одного з основних вузлів на електростанціях. Знаючи принцип, на підставі якого функціонує парової електрогенератор, можна спробувати реалізувати його власними силами, використовуючи електрогенератор і бойлер для підігріву води.

 

Пристрій і принцип дії
Розглядаючи котельну установку, можна виділити три основні вузла, що беруть участь в роботі. Це безпосередньо сам котел, парова турбіна і електрогенератор. Сукупність двох останніх пристроїв називається турбоагрегатом, що передбачає наявність кінетичної зв'язку між двома апаратами. Під це визначення підпадає парової турбінний електрогенератор.

 

У сукупності все це обладнання дозволяє створити міні-ТЕС, яка забезпечуватиме електроенергією великі об'єкти промислового або громадянського цільового використання. Принцип дії такої техніки, як паровий турбінний електрогенератор, зводиться до реалізації декількох етапів процесу:
1. Котельне обладнання нагріває воду до певної температури, при якій вона переходить в пароподібний стан.
2. Пар потрапляє на лопатки ротора турбіни, тим самим приводячи його в рух.
3. Результатом цього процесу є перетворення потенційної енергії стисненого гарячої пари в кінетичну, а потім - у механічну, коли вал турбіни починає рух.
4. Паровий турбінний електрогенератор виробляє електричну енергію. При цьому функція електрогенератора є вирішальною у цьому ланцюзі, оскільки саме цей вузол відповідальний за перетворення механічної енергії в електричну.

 

Залежно від того, якої потужності необхідно домогтися, може бути використано кілька таких блоків МТЕС, підключених паралельно один з одним.
Переваг від використання даної техніки предостатньо. В першу чергу можна реалізувати надлишковий пар, вироблений опалювальним котельним обладнанням. А додатково до того з'являється можливість забезпечити електропостачання великого об'єкта без значних витрат на покупку рідкого або газоподібного палива. Але, щоб подібне рішення було вигідним, а не збитковим, потрібно його реалізувати на об'єкті, обслуговування якого зажадає достатньої потужності турбіни та генератора.

 

Критерії вибору
Використання великогабаритного обладнання, начебто турбоагрегату або міні-ТЕС, виправдано тільки у разі його використання для електропостачання великих об'єктів (котелень та інше). Електрогенератор, що функціонує на пару, може бути обраний, виходячи з наступних критеріїв:
• Потужність номінальна електрична і теплова;
• Швидкість обертання роторів двох основних вузлів конструкції (турбіни та генератора);
• Рід струму, зазвичай таке обладнання розраховане на трифазний струм, відповідно вихідна напруга буде також трифазним;
• Величина тиску пари в стислому і вільному стані.

 

Сукупність електрогенератора і парової турбіни може називатися ще турбогенератором. Але в даному випадку буде матися на увазі, що використовується синхронний генератор.

 

 

Огляд моделей
Калузький турбінний завод виробляє і постачає в різні країни обладнання для забезпечення об'єктів різної величини електрикою. Зокрема парові турбіни вітчизняного виробництва турбопар. Техніка такого роду пропонується в різних виконаннях, діапазон потужностей становить 100-1000 кВт. Ротор генератора і турбіни обертається з однаково високою швидкістю - 3000 об / хв. Охолодження генератора - повітряне. Тиск пари не перевищує 0,8 МПа.

 

За вартістю техніка такого роду досить висока, так само як і її обслуговування. Якщо розглядати повнофункціональну міні-теплоелектростанцію, то мова йде про суми в кілька мільйонів рублів. За допомогою обладнання цього роду можна забезпечити електроенергією великі об'єкти, як промислового, так і цивільного цільового використання.
Компанія «Силові машини» пропонує турбогенератори в різних виконаннях. Наприклад, пристрій серії ТА, зокрема, модель ТАП-6-2 розрахована на потужність 6 МВт. ККД такої машини становить 98%, частота обертання - 3000 об / хв.

 

Доцільність експлуатації
Купити турбінний парової електрогенератор для домашнього користування, звичайно, можна, тільки витівка ця окупиться через десятки років, якщо не через сотні, так як вартість такого обладнання висока, так само як вага і габарити. Тому в побуті краще обійтися пристроєм, що працює на рідкому паливі, а турбінний генератор на пару експлуатувати для енергопостачання великих об'єктів промисловості або сільського господарства.
Парові електрогенератори для установок котельних сьогодні користуються великою популярністю, оскільки, починаючи з певних значень потужності, обладнання цього типу проявляє високу ступінь продуктивності. А в домашніх умовах при бажанні, а також за наявності певних знань і досвіду можна спробувати зробити паровий компактний електрогенератор своїми руками. Тільки якщо для великогабаритної техніки проміжною ланкою виступає парова турбіна, то в домашніх умовах для приводу генератора в рух використовується двигун. Однак у цьому випадку доведеться вирішити задачу підключення бойлера.

 

Як видно, завдання щодо створення парового генератора не з легких. А на виході користувач не отримає бажаного рівня ККД зважаючи невеликих навантажень на систему. Тому, зваживши всі «за» і «проти» все ж краще експлуатувати техніку за призначенням. І тільки при наявності твердої впевненості в успіху і досвіду у вирішенні подібних завдань слід переходити до конструювання парового генератора. Як відмінний підмоги стануть розрахунки, на підставі яких користувач зможе визначитися з відповіддю на питання, чи дійсно подібний механізм виправдає себе в роботі.

 

 

Таким чином, використання турбінних парових електрогенераторів, а також міні-ТЕС на базі такої техніки сьогодні вельми затребуване. Обслуговування великих об'єктів, зокрема, забезпечення їх електропостачання має свої переваги, а також недоліки. Враховуючи високу вартість подібної техніки, слід для початку розрахувати передбачувану ефективність її функціонування. У побуті парової електрогенератор не використовується зважаючи великих габаритів обладнання, а також його високої ціни і вартості обслуговування. Виробники спочатку рекомендують застосовувати таку техніку, починаючи з певних значень потужностей. Недарма ж більшість пристроїв випускається у виконанні від 100 і вище кВт. Тільки такі моделі дозволять побачити ефективність від експлуатації парових турбінних електрогенераторів.