Набор турбогенератора или турбогенератор набор представляет собой соединение из паровой турбины или газовая турбина вала соединена с быстрым управлением электрическим генератора для выработки электроэнергии . Большие паровые турбогенераторы вырабатывают большую часть электроэнергии в мире, а также используются на паровых турбогенераторах . [1]
Небольшие турбогенераторы с газовыми турбинами часто используются в качестве вспомогательных силовых установок (ВСУ, в основном для самолетов ). Для базовых нагрузок обычно предпочтительны дизельные генераторы или газовые двигатели , поскольку они обеспечивают лучшую топливную экономичность ; однако такие стационарные двигатели имеют более низкую удельную мощность и рассчитаны только на мощность около 10 МВт на единицу.
Эффективность более крупных газовых турбин (50 МВт или более) можно повысить за счет использования комбинированного цикла , в котором оставшаяся энергия горячих выхлопных газов используется для выработки пара, который приводит в действие другую паровую турбину на том же валу или отдельную генераторную установку.
История [ править ]
Первыми турбогенераторами были водяные турбины, приводившие в движение электрогенераторы. Первая венгерская водяная турбина была спроектирована инженерами завода Ganz в 1866 году; промышленное производство динамо-генераторов началось только в 1883 году. [2] Инженер Чарльз Алджернон Парсонс продемонстрировал паровой турбогенератор постоянного тока с использованием динамо-машины в 1887 году [3], а к 1901 году поставил первый крупный промышленный турбогенератор переменного тока мегаваттной мощности для завод в Эберфельде, Германия. [4]
Турбогенераторы также использовались на паровозах в качестве источника энергии для освещения вагонов и водяных насосов для систем отопления.
Особенности конструкции [ править ]
В отличие от гидравлических турбин, которые обычно работают на более низких скоростях (от 100 до 600 об / мин), КПД паровой турбины выше на более высоких скоростях, и поэтому для паровых турбин используется турбогенератор. Ротор турбо генератора является не-выступом полюса типа , как правило , с двумя полюсами. [5]
Нормальная скорость турбогенератора составляет 1500 или 3000 об / мин с четырьмя или двумя полюсами при 50 Гц (1800 или 3600 об / мин с четырьмя или двумя полюсами при 60 Гц). Выступающие роторы будут очень шумными и с большими потерями на ветер. Вращающиеся части турбогенератора подвергаются высоким механическим нагрузкам из-за высокой рабочей скорости. Чтобы сделать ротор механически стойким в больших турбогенераторах, ротор обычно выкован из прочной стали и используются такие сплавы, как хромоникелевая сталь или хром-никель-молибден. Выступ обмоток на периферии будет зафиксирован стальными стопорными кольцами. Тяжелые немагнитные металлические клинья в верхней части пазов удерживают обмотки возбуждения от центробежных сил. Изоляционные материалы из твердого состава, такие как слюда и асбест, обычно используются в пазах ротора. Эти материалы могут выдерживать высокие температуры и большие силы сжатия. [6]
Статор больших турбогенераторов может состоять из двух или более частей, в то время как в небольших турбогенераторах он состоит из одной цельной детали. [7]
Турбогенератор с водородным охлаждением [ править ]
Основанный на турбогенераторе с воздушным охлаждением, газообразный водород впервые был использован в качестве хладагента в турбогенераторе с водородным охлаждением в октябре 1937 года на предприятии Dayton Power & Light Co. в Дейтоне, штат Огайо . [8] Водород используется в качестве хладагента в роторе, а иногда и в статоре , что позволяет увеличить удельное использование и повысить эффективность 99,0%. Из-за высокой теплопроводности , высокой удельной теплоемкости и низкой плотности газообразного водорода это наиболее распространенный тип в своей области сегодня. Водород можно производить на месте путем электролиза .
Генератор герметично закрыт для предотвращения утечки газообразного водорода. Отсутствие кислорода в атмосфере внутри значительно снижает повреждение изоляции обмоток возможными коронными разрядами . Газообразный водород циркулирует внутри корпуса ротора и охлаждается с помощью теплообменника газ-вода . [9]
См. Также [ править ]
- Комбинированный цикл
- Турбокомпрессоры
Ссылки [ править ]
- ^ «Турбогенератор - постоянная инженерная задача» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 августа 2010 года.
- ^ http://www.sze.hu/~mgergo/EnergiatudatosEpulettervezes/2013_1_feladat/ErosErika/V%EDzenergia%20hasznos%EDt%E1s%20szigetk%F6zi%20szemmel%20EL%D5AD%C1SANYAG.p
- ^ Смил, Вацлав (2005). Создание двадцатого века . Издательство Оксфордского университета. стр. 63 -64. ISBN 0195168747.
- ^ Scientific American . 27 апреля 1901 г. Отсутствует или пусто
|title=( справка ) - ^ Основы электротехники (Be 104) . McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. стр. 8.1. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 года .
- ^ Основы электротехники (Be 104) . McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. стр. 8.3. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 года .
- ^ Основы электротехники (Be 104) . McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. стр. 8.4. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 года .
- ^ Национальная ассоциация производителей электрооборудования (11 февраля 2018 г.). «Хронологическая история развития электротехники с 600 г. до н.э.» Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Национальная ассоциация производителей электрооборудования - через Интернет-архив.
- ^ "Авиационные и сверхмощные газовые турбины - GE Power" . www.gepower.com . Архивировано 05 мая 2010 года.
Внешние ссылки [ править ]
- Малый турбогенератор для ДГ и гибридов
