장비 시리즈 – 증기 터빈

장비 시리즈의 다음 기사는 증기 터빈에 중점을 둡니다. 증기 터빈은 가압 증기에서 에너지를 추출하고 회전하는 출력 샤프트를 사용하여 기계적 작업에 적용하는 발전기 유형입니다. 발전기의 드라이브로 자주 사용됩니다. 실제로 미국에서 생산되는 대부분의 전기는 증기 터빈을 사용하여 생산됩니다.

증기 터빈은 어떻게 작동합니까?

터빈은 가스 또는 액체로 구동되는 회전 로터를 사용합니다. 증기 터빈의 로터는 작동하기 위해 뜨거운 기체 증기에 의해 회전됩니다. 블레이드는 밀폐된 외부 용기 내부에 수납되어 증기의 에너지를 최대화할 수 있습니다. 가스는 원래 포함된 에너지를 최대한 많이 전달하기 위해 블레이드를 지나갈 때 팽창하고 냉각됩니다. 다른 터빈과 달리 증기의 흐름은 밀거나 당기지 않고 피스톤이 돌아올 때까지 기다리지 않고 블레이드를 지속적으로 회전시킵니다.

스팀 터빈의 전문가

증기 터빈은 전기 발전기를 엄청나게 빠른 속도로 돌리고 물이나 풍력 터빈보다 훨씬 빠르게 회전합니다. 예를 들어, 발전소에서 볼 수 있는 일반적인 증기 터빈은 1800~3600rpm에서 회전하는 반면 풍력 터빈은 그 일부로 회전하고 종종 기어박스를 사용하여 전기를 생산할 수 있을 만큼 빠르게 구동합니다. 또한 증기 터빈은 피스톤-실린더-크랭크 배열을 사용하는 터빈보다 더 작고 공간이 덜 필요합니다.

증기 터빈의 유형

다단계 증기 터빈 - 중공업에서 사용되는 증기 터빈은 위에 설명된 것보다 더 복잡합니다. 오늘날 사용되는 대부분의 증기 터빈에는 로터에 블레이드 세트가 하나만 있는 것이 아니라 일반적으로 여러 단계라고 하는 여러 세트가 있습니다. 각 단계는 증기가 배출되기 전에 증기에서 약간 더 많은 에너지를 추출하여 필요한 터빈 수를 줄이는 데 도움이 됩니다. 블레이드의 각 단계는 반응 또는 충격에 의해 작동할 수 있으며 두 단계가 혼합된 일반적인 증기 터빈과 함께 작동합니다. 동일한 로터 액슬에 장착되어 동시에 회전할 수도 있습니다.

응축 증기 터빈 – 에너지를 생산하는 것 외에도 일부 증기 터빈은 공기가 장치를 통과할 때 공기를 냉각시킬 수도 있습니다. 콘덴싱 터빈은 종종 대규모 발전소에서 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 그들은 응축기와 거대한 냉각탑을 사용하여 일부 부분에서 증기를 물로 변환합니다. 증기는 최대 에너지를 추출하면서 더 팽창하여 생성 프로세스를 보다 효율적으로 만듭니다. 증기를 응축시키기 위해서는 많은 양의 냉수가 필요하기 때문에 발전소는 종종 큰 수역 옆에 건설됩니다. 비응축 터빈은 증기를 냉각하지 않고 열을 사용하여 열병합 발전(CHP)으로 알려진 과정에서 뜨거운 물을 만듭니다.

증기 터빈과 관련된 문제

• 로터 불균형은 증기 터빈과 관련된 가장 일반적인 유지 관리 문제 중 하나입니다. 과도한 진동이 발생하여 블레이드가 로터에서 분리되어 케이스 안으로 들어갈 수 있습니다.
• 스트림 터빈은 건조 비율이 높은 과열 증기 또는 포화 증기 형태의 고품질 증기로 가동해야 합니다. 다른 형태의 증기를 사용하면 수분이 옮겨갈 때 블레이드가 부식될 수 있습니다. 배플과 제어 장치는 고품질 증기를 보장하기 위해 자주 사용됩니다.
• 증기 터빈의 밀봉도 실패하여 액체 및 기타 오염 물질이 장치에 들어갈 수 있습니다. 이는 스러스트 베어링과 기타 여러 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다. 응축수 배수구는 하우징에 들어갈 수 있는 액체를 확실히 제거하기 위해 설치되는 경우가 많습니다.

전반적으로 증기 터빈의 유지 관리 요구 사항은 간단하고 비용이 저렴합니다. 최대 효율로 작동할 때 증기 터빈은 50년 이상 지속될 수 있습니다.

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