กังหันควบแน่น

กังหันไอน้ำควบแน่น

กังหันไอน้ำแบบควบแน่นเป็นกังหันชนิดหนึ่งที่ไอน้ำหลังจากขยายตัวและทำงานภายในกังหันแล้ว จะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ทั้งหมด (ยกเว้นการรั่วไหลเล็กน้อยของซีลเพลา) เพื่อควบแน่นเป็นน้ำ

กังหันไอน้ำแบบควบแน่นประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ ได้แก่ ตัวกังหัน ปั๊มคอนเดนเสท คอนเดนเซอร์ และปั๊มน้ำหมุนเวียน หลักการทำงานคือไอน้ำเสียจากกังหันจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ซึ่งไอน้ำจะถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นจากสถานะก๊าซกลายเป็นน้ำ จากนั้นคอนเดนเสทจะถูกส่งกลับไปยังหม้อไอน้ำโดยปั๊มคอนเดนเสท คอนเดนเซอร์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ จุดประสงค์หลักคือการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกังหัน โดยใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่ไอน้ำเมื่อถูกทำให้เย็นลงกลายเป็นน้ำ จะมีปริมาตรลดลงอย่างมาก พื้นที่ที่เหลือจึงกลายเป็นสุญญากาศ ซึ่งจะเพิ่มการลดลงของเอนทาลปีในอุดมคติของไอน้ำ

ในทางปฏิบัติ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนและลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของปล่องไอเสียของกังหันไอน้ำ ไอน้ำที่ขยายตัวบางส่วนจะถูกดึงออกมาจากขั้นตอนกลางของกังหันไอน้ำและส่งไปยังเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนเพื่ออุ่นน้ำป้อนหม้อไอน้ำ กังหันไอน้ำชนิดนี้เรียกว่า กังหันไอน้ำควบแน่นแบบดึงไอน้ำออกที่ไม่สามารถปรับได้ และจัดอยู่ในประเภทกังหันไอน้ำควบแน่นเช่นกัน เป็นกังหันไอน้ำมาตรฐานที่ใช้เฉพาะสำหรับการผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ระบบควบแน่นประกอบด้วยคอนเดนเซอร์ ปั๊มน้ำหมุนเวียน ปั๊มน้ำควบแน่น และเครื่องเป่าลม ไอน้ำไอเสียจากกังหันไอน้ำเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นเป็นน้ำโดยน้ำหล่อเย็นหมุนเวียน จากนั้นถูกดึงออกโดยปั๊มน้ำควบแน่น หลังจากได้รับความร้อนในขั้นตอนต่างๆ ของเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแล้ว จะถูกส่งไปยังหม้อไอน้ำเป็นน้ำป้อน

ในกระบวนการที่ไอน้ำเสียถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นกลายเป็นน้ำภายในคอนเดนเซอร์ ปริมาตรของไอน้ำจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดสุญญากาศในพื้นที่ปิดที่เดิมเต็มไปด้วยไอน้ำ ซึ่งช่วยลดความดันไอเสียของกังหัน ส่งผลให้ค่าการลดลงของเอนทาลปีในอุดมคติของไอน้ำเพิ่มขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโรงงานดีขึ้น ก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นได้ (ส่วนใหญ่เป็นอากาศ) ที่อยู่ในไอเสียของกังหันจะถูกกำจัดออกโดยเครื่องดูดอากาศเพื่อรักษาระดับสุญญากาศที่จำเป็น

กังหันไอน้ำแบบควบแน่นเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานความร้อนและพลังงานนิวเคลียร์ หน้าที่หลักคือการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านการขยายตัวของไอน้ำ และเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานให้สูงสุด

1. สร้างและรักษาสภาพแวดล้อมสุญญากาศเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ: ไอน้ำเสียหลังจากการทำงานจะถูกปล่อยเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ซึ่งจะถูกควบแน่นเป็นน้ำโดยน้ำหล่อเย็นที่หมุนเวียน การลดปริมาตรอย่างมากจะสร้างสุญญากาศ ซึ่งช่วยลดความดันไอเสียลงอย่างมากและเพิ่มการลดลงของเอนทาลปีในอุดมคติของไอน้ำ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางความร้อน

2. ช่วยให้การหมุนเวียนของสารทำงานและพลังงานกลับคืนมาเป็นไปอย่างสะดวก: น้ำกลั่นตัวจะถูกส่งกลับไปยังหม้อไอน้ำเพื่ออุ่นใหม่ผ่านปั๊มน้ำกลั่นตัว ทำให้เกิดวงจรปิด ซึ่งเป็นการรีไซเคิลและอนุรักษ์น้ำพร้อมทั้งลดการใช้พลังงาน ในขณะเดียวกัน ความร้อนเหลือทิ้งจากไอน้ำจะถูกระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมผ่านวงจรทางเทอร์โมไดนามิก ทำให้ระบบทำงานได้อย่างเสถียร

3. บูรณาการฟังก์ชันเสริมที่สำคัญ: เครื่องเป่าลมจะกำจัดก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นได้อย่างต่อเนื่อง รักษาประสิทธิภาพสุญญากาศสูงในคอนเดนเซอร์ กระบวนการควบแน่นยังช่วยให้สามารถกำจัดอากาศออกจากน้ำควบแน่นได้ (การกำจัดอากาศด้วยสุญญากาศ) ลดการกัดกร่อนของอุปกรณ์และเพิ่มความปลอดภัยของคุณภาพน้ำ

4. ปรับตัวให้เข้ากับความต้องการกำลังสูงและความยืดหยุ่น: ด้วยการปรับปรุงการออกแบบใบพัดในขั้นสุดท้ายและใช้การจัดเรียงไอเสียแบบหลายทิศทาง ทำให้สามารถรองรับกำลังไฟฟ้าสูง (เช่น กำลังการผลิตต่อหน่วยสูงถึงหลายร้อยเมกะวัตต์) กังหันไอน้ำแบบควบแน่นที่สามารถดึงไอน้ำจากขั้นตอนกลางมาใช้ในการทำความร้อนได้ ตอบสนองทั้งความต้องการด้านการผลิตไฟฟ้าและการทำความร้อนในเขตเมือง จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวม (ซึ่งสามารถสูงถึง 50%-70%)