A 증기 터빈때때로 "터보 발전기"로 알려진 구동 발전기는 증기 터빈과 발전기를 별도로 이해함으로써 가장 잘 설명될 수 있습니다. 증기 터빈은 증기 구동 드라이버입니다. 물을 매우 높은 온도로 가열하여 증기로 전환합니다. 고압의 증기에 의해 생성된 에너지는 증기 터빈의 블레이드를 회전시키는 기계적 에너지로 변환됩니다. 그리고 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기계로 가장 잘 설명됩니다. 발전기에 사용되는 코일형 전선은 자기장 내부에서 회전하여 전류가 전선을 통해 흐르게 합니다.
증기터빈을 발전기에 연결하면 전기를 생산하며 이를 증기터빈 구동 발전기라고 합니다. 내장된 보조 시스템을 통해 안전하고 효율적으로 작업할 수 있습니다.
증기 터빈 구동 발전기는 태양열 발전소, 석탄, 지열, 원자력, 폐기물 소각장 및 천연 가스 발전소에서 일반적으로 사용됩니다. 또한 시멘트, 설탕, 철강, 종이, 화학 및 기타 산업에서도 광범위하게 사용됩니다.
증기 터빈 구동 발전기는 일반적으로 고속 기계입니다. 세계 전력의 대부분은 증기 터빈 구동 발전소에서 생산됩니다. 미국에서만 약 85.0%의 전기가 증기 터빈 발전기를 사용하여 생산됩니다.
증기 터빈 구동 발전기의 크기는 다양합니다. 최고 수준에서 약 1,500메가와트(200만 마력)를 초과하는 경우는 거의 없으며 최저 수준에서는 약 500kW(670마력)까지 소규모로 사용됩니다.
증기 구동 발전기의 작동 원리
증기 터빈 구동 발전기에서는 열이 소스에서 생성됩니다. 물을 담은 보일러가 있고 그 열을 사용하여 물을 고온, 고압의 증기로 변환합니다. 증기 생산은 열 전달의 유속과 표면적, 사용된 연소열에 따라 달라집니다. 보일러에서 나오는 이 증기는 샤프트에 장착된 블레이드를 회전시키는 노즐을 통해 터빈으로 밀려 들어갑니다. 증기터빈은 고정 블레이드가 내부에 고정되어 있는 케이싱과 주변에 움직이는 블레이드가 있는 로터로 구성됩니다.
증기 터빈에는 두 가지 기본 유형이 있습니다.– 임펄스 터빈 및 반응 터빈; 증기가 터빈을 통과할 때 증기의 속도, 방향 및 압력을 제어하도록 설계된 블레이드입니다. 발전기는 터빈에 부착되어 터빈 블레이드가 회전하면 자기 유도 원리로 발전기가 작동하여 전기를 생성합니다. 전기 에너지를 회수하는 방법은 사용 방법에 따라 다릅니다. 증기는 일반적으로 응축기로 응축됩니다. 따라서 보일러, 증기 터빈, 발전기 및 응축기는 증기 동력 발전기 플랜트의 주요 구성 요소를 형성합니다. 증기 터빈은 응축기 없이도 작동할 수 있지만 동일한 크기의 터빈에 대해 상당히 낮은 전력 용량을 제공합니다.
임펄스 터빈:여기서는 높은 힘이나 블레이드에 증기가 직접적으로 가해지기 때문에 로터가 회전합니다.
반응 터빈:여기서 로터는 충격이나 충격력이 아닌 반력에 의해 회전합니다.
반력은 증기가 블레이드를 떠날 때 증기 압력 에너지의 변화에서 비롯됩니다. 이 방법은 일반적으로 임펄스 터빈보다 더 높은 효율로 작동합니다.
대형 증기 터빈의 작동은 로터에 블레이드 세트를 사용하기 때문에 복잡하고 이해하기 어려울 수 있습니다. 각 블레이드 세트를 충격 또는 반응에 의해 작동하는 단계라고 합니다. 충격 단계와 반응 단계의 혼합은 이러한 블레이드 세트가 모두 동일한 로터 축에 장착되고 모두 동시에 발전기를 돌리기 때문에 작업을 복잡하게 만듭니다.
증기 터빈은 자동화된 밸브와 제어 거버너를 사용하여 속도를 조절하므로 특정 시간에 필요에 따라 최적의 전력을 생성합니다.
터빈은 증기의 냉각 과정도 다양합니다. 일반적으로 전기를 생산하기 위해 대규모 발전소에서 사용되는 응축 터빈은 응축기를 사용하여 증기를 물로 변환하여 증기를 더 많이 팽창시키고 터빈이 최대 에너지를 추출하는 것을 촉진합니다. 이는 전기 생성 과정을 훨씬 더 효율적으로 만듭니다. 비응축 터빈에는 이 기능이 없으므로 낮은 전력만 필요한 소형 보조 시스템을 제외하고는 거의 사용되지 않습니다.
대형 증기 터빈, 화석 연료 발전소의 증기 압력은 20~30MPa(3000~4000psi 또는 대기압의 약 200~270배)까지 높을 수 있지만 일반적으로 20~30MPa 미만에서 작동합니다. 1,000psi. 일반적인 발전소 증기 터빈은 1800~3600RPM으로 회전합니다.
증기 구동 발전기의 효율성
증기 구동 발전기의 효율은 증기 터빈의 유형, 크기, 입구 증기 압력 및 온도, 배기 증기 압력 및 온도, 증기 유량과 같은 여러 요소에 따라 달라집니다.
증기 터빈은 대규모 화력 발전소에 적합합니다. 이 제품은 전기를 생산하는 데 사용되는 최대 1.5GW(2,000,000hp) 터빈까지 다양한 크기로 제작됩니다. 그러나 석탄 발전소와 증기 터빈 발전기에서 전기를 생산하는 데 사용되는 화석 연료 연소 또는 원자력은 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. 그들은 이산화탄소와 기타 오염 물질을 공기와 물로 배출합니다. 그들은 가스 터빈보다 시동 속도가 느립니다.
증기 구동 발전기에 영향을 미치는 요인
증기 터빈 구동 발전기를 작동하기 위해 따라야 하는 기본 안전 절차 외에 최적의 효율성과 장기간 지속되는 신뢰성을 보장하기 위해 동일한 작동 시 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다.
시스템 전압 및 주파수의 정기적인 유지 관리
플랜트 구성 요소의 작동 압력, 온도 및 속도 제한을 최적화합니다.
부품 윤활 보장
연소실에 연료를 공급하는 과정에 따라
발전기의 응축기 품질 및 냉각수 유지,
사용된 발전기 유형. 변압기 및 고전압 스위칭
과부하 보호, 비상 정지 및 부하 차단에 대한 경고
일정한 부하에서 작동하는 증기 구동 발전기는 고정 블레이드와 이동 블레이드에 증기가 쌓이는 경우가 많습니다. 이러한 침전물로 인해 효율성이 낮아지고 출력이 낮아집니다. 이로 인한 낮은 에너지 전달 효율은 결국 증기 흐름을 제한합니다. 이는 블레이드 세척 효과가 있기 때문에 부하가 변하는 발전기에서는 거의 발생하지 않습니다.
결론
증기 구동 발전기는 발전, 재생 에너지,석유 가스,그리고조작산업은 다음과 같은 최고 브랜드에서 제조됩니다.워싱턴, 히타치,제너럴일렉트릭, 지멘스,엘리엇, 그리고 웨스팅하우스
이러한 종류의 발전기는 세계에서 전기 생산에 가장 널리 사용되기 때문에 시장이 크고 수요도 많습니다. 그러나 증기 구동 발전기를 구입할 때는 가격, 품질, 기능, 애프터 서비스, 부품 교체 등과 같은 다른 중요한 요소도 고려해야 합니다.
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