กังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำ

กังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ

กังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานความร้อนที่ออกแบบมาเพื่อทำงานภายใต้สภาวะไอน้ำที่มีพารามิเตอร์ต่ำ (อุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ) คุณค่าหลักของมันอยู่ที่การกู้คืนและแปลงพลังงานความร้อนระดับต่ำอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวางในขั้นตอนสุดท้ายของการใช้พลังงาน หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับการขยายตัวของไอน้ำอย่างค่อยเป็นค่อยไปผ่านใบพัดหลายชั้น แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ไอน้ำที่ใช้แล้วหลังจากทำงานเสร็จ จะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์เพื่อควบแน่นเป็นน้ำ ก่อให้เกิดวงจรพลังงานแบบปิด ซึ่งช่วยปลดล็อกคุณค่าการใช้ประโยชน์ของแหล่งพลังงานระดับต่ำ เช่น ความร้อนเหลือทิ้งและพลังงานความร้อนใต้พิภพได้อย่างมีประสิทธิภาพ

มาตรฐานพารามิเตอร์หลัก

ประสิทธิภาพและความเหมาะสมของกังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำนั้นถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์หลักหลายประการ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการคัดเลือกและการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ดังรายละเอียดด้านล่าง:

1. กำลังการผลิต: โดยทั่วไปจะมีช่วงตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ สามารถปรับแต่งได้อย่างยืดหยุ่นตามขนาดของความร้อนเหลือทิ้งและความต้องการความร้อน ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การกู้คืนพลังงานขนาดเล็กถึงขนาดกลาง

2. ประสิทธิภาพการดำเนินงาน: ขึ้นอยู่กับการออกแบบเส้นทางการไหล ความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วน และการจับคู่สภาวะการทำงานเป็นหลัก ประสิทธิภาพการดำเนินงานทั่วไปอยู่ที่ ≥20% และสามารถปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการประสานงานระหว่างขั้นตอนต่างๆ

3. อัตราส่วนการทำความเย็นต่อการทำความร้อน: นี่คืออัตราส่วนของกำลังการทำความเย็นที่จ่ายให้กับความร้อนที่ใช้ไปต่อหน่วยเวลา ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับสมดุลพลังงาน โดยทั่วไปจะรักษาอัตราส่วนนี้ให้สูงกว่า 1.5 เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของโหลด

4. พารามิเตอร์ของไอน้ำ: ความดันขาเข้าโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.4 MPa อุณหภูมิขาเข้า/ขาออกจะถูกปรับให้เหมาะสมกับสภาวะอุณหภูมิต่ำ การจับคู่ที่แม่นยำกับแหล่งความร้อนต้นทางและอุปกรณ์ควบแน่นปลายทางมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันเสถียรภาพในการทำงาน

5. ความเร็วรอบที่กำหนด: โดยทั่วไป ≤3000 รอบต่อนาที ซึ่งมักจะตรงกับความเร็วรอบที่ต้องการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส เพื่อให้สามารถแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างเสถียร

ลักษณะโครงสร้าง

การออกแบบโครงสร้างของกังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ รองรับสภาวะการทำงานที่มีความดันลบและพารามิเตอร์ต่ำ คุณลักษณะหลักจะเกี่ยวข้องกับกระบอกสูบความดันต่ำและระบบเสริมต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. ตำแหน่งโครงสร้างและสภาวะการทำงาน: ในหน่วยหลายกระบอกสูบ ส่วนนี้จะตรงกับส่วนกระบอกสูบแรงดันต่ำ เมื่อเทียบกับกระบอกสูบแรงดันสูงและแรงดันปานกลาง โครงสร้างจะมีขนาดใหญ่กว่าและทำงานภายใต้สภาวะแรงดันลบ (สุญญากาศ) โดยปรับให้เข้ากับข้อกำหนดสำหรับการขยายตัวของไอน้ำเสีย

2. การออกแบบส่วนประกอบหลัก: กระบอกสูบแรงดันต่ำเป็นส่วนประกอบหลัก โดยใช้โครงสร้างเปลือกเชื่อมสองชั้นเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของภาระความร้อน มีอุปกรณ์ป้องกัน เช่น วาล์วกันกลับสุญญากาศ เพื่อป้องกันอากาศเข้า ซึ่งอาจทำให้ระดับสุญญากาศลดลงและอุณหภูมิไอเสียสูงขึ้นผิดปกติ

3. คุณลักษณะของใบพัดและโรเตอร์: ภายใต้สภาวะความดันต่ำ ปริมาตรจำเพาะของไอน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ใบพัดในขั้นสุดท้ายจึงต้องออกแบบให้ยาวขึ้นเพื่อรองรับอัตราการไหลเชิงปริมาตรที่สูงและทนต่อแรงทางกลที่สูงขึ้น โคนใบพัดใช้การออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมที่เข้มงวด

4. ระบบซีล: สภาพแวดล้อมสุญญากาศที่ปลายทั้งสองด้านของกระบอกสูบแรงดันต่ำทำให้เกิดการรั่วไหลของอากาศได้ง่าย ดังนั้นระบบซีลเพลาจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง หน่วยงานที่ทันสมัยมักใช้ระบบซีลอัตโนมัติ ซึ่งใช้ไอน้ำรั่วที่เย็นตัวลงจากซีลเพลาของกระบอกสูบแรงดันสูงและแรงดันปานกลางเป็นไอน้ำสำหรับซีลที่ปลายเพลาแรงดันต่ำ วิธีนี้ช่วยสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการซีลกับการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่

5. กลไกการป้องกันการทำงาน: ระบบอาศัยคอนเดนเซอร์ในการรักษาสุญญากาศระดับสูงเพื่อประสิทธิภาพ ในระหว่างการเริ่มต้นทำงานหรือในสภาวะโหลดต่ำ จะต้องรักษาระดับการไหลของไอน้ำหล่อเย็นขั้นต่ำไว้ที่ 5%-10% ของอัตราการไหลตามที่ออกแบบไว้ เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและความเสียหายต่อกระบอกสูบแรงดันต่ำที่เกิดจากแรงเสียดทานของลม

ลักษณะการใช้งาน

1. ประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน: ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับพลังงานความร้อนระดับต่ำ สามารถนำทรัพยากรต่างๆ กลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเต็มที่ เช่น ความร้อนเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมและพลังงานความร้อนใต้พิภพ ซึ่งยากต่อการนำมาใช้ด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม ช่วยให้สามารถใช้พลังงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่สูญเสียพลังงานเพิ่มเติม

2. การรักษาสิ่งแวดล้อมและการลดการปล่อยมลพิษ: การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่เพื่อทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษ ซึ่งสอดคล้องกับนโยบายด้านสิ่งแวดล้อมคาร์บอนต่ำและสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านโครงสร้างด้านพลังงาน

3. ความน่าเชื่อถือสูง: การออกแบบโครงสร้างเรียบง่าย มีการสึกหรอต่ำ และชิ้นส่วนหลักมีอายุการใช้งานยาวนาน ความต้องการในการบำรุงรักษาประจำวันน้อยมาก ทำให้สามารถปรับใช้กับการทำงานต่อเนื่องในระยะยาวได้ด้วยต้นทุนการดำเนินงานที่ควบคุมได้

สถานการณ์การใช้งาน

ด้วยคุณสมบัติที่ปรับตัวได้ดีกับพารามิเตอร์ต่ำ และข้อดีในด้านประสิทธิภาพและการประหยัดพลังงาน กังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1. ระบบผลิตความร้อนและไฟฟ้าแบบผสมผสาน (CHP): เหมาะสำหรับโครงการ CHP ขนาดเล็กและขนาดกลาง โดยนำความร้อนเหลือทิ้งจากการผลิตไฟฟ้ามาใช้ในการทำความร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถจัดหาพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนได้อย่างประสานงานกัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมดีขึ้น

2. การนำความร้อนเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมกลับมาใช้ใหม่: ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เคมีภัณฑ์ การผลิตกระดาษ และเหล็ก เพื่อนำความร้อนเหลือทิ้งอุณหภูมิต่ำจากกระบวนการผลิตกลับมาแปลงเป็นพลังงานกลหรือพลังงานไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานขององค์กร

3. การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ: ปรับให้เข้ากับคุณลักษณะที่มีพารามิเตอร์ต่ำของทรัพยากรความร้อนใต้พิภพ โดยแปลงพลังงานไอน้ำจากความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อการใช้พลังงานสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ

โดยสรุปแล้ว กังหันไอน้ำอุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ มุ่งเน้นไปที่การใช้พลังงานความร้อนระดับต่ำอย่างมีประสิทธิภาพ โดยรวมข้อดีต่างๆ เช่น การประหยัดพลังงาน การรักษาสิ่งแวดล้อม และความน่าเชื่อถือ ด้วยการปรับพารามิเตอร์และสภาวะการทำงานอย่างแม่นยำ ทำให้กังหันไอน้ำมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในระบบการกู้คืนพลังงานและการใช้ประโยชน์แบบต่อเนื่อง และให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมคาร์บอนต่ำและพลังงานสะอาด