Bug` turbinasini ishlash prinsipi

Bug` turbinasini ishlash prinsipi
Bug‘ turbinalari va ularning ishlash prinsiplari
Bizga ma’lumki, elektr energiya ishlab chiqarish jarayoni murakkab bo'lib, u issiqlik elektr stansiyalarida, gidroelektr stansiyalarda atom elektr stansiyalarida amalga oshiriladi. Issiqlik elektr stansiyalarining ishlash jarayonini misol qilsak, u yerda ishchi jism bo‘lgan suv bug‘ining issiqlik energiyasi mexanik energiyaga aylanishi hisobiga elektr energiyasi hosil bo‘ladi. Bu esa turbogeneratorlarda amalga oshiriladi. Demak, turbinaning vazifasi ikkita ketma-ket jarayondan tashkil topgan bo'lib, biri - bug'ning issiqlik energiyasini kinetik energiyaga, ikkinchisi - kineticenergiyani mexanik energiyaga aylantirib beradi. Turbina stator va rotor qismlariga bo'linadi. Stator bu - qo‘zg‘almas qism bo'lib, unda soplo yo'naltiruvchi parraklar, taqsimlovchi drossel qurilma, tezliklar regulyatori, podshipniklar, reduktor, moy nasosi va boshqalar joylashgan. Rotor bu — qo‘zg‘aluvchan qism bo`lib , unda val disk bilan birga qo‘yilgan bo'lib ishchi parraklar esa unga o‘rnatilgan.
Turbina ikki turga bo‘linadi:
1) aktiv turbina;
2) reaktiv turbina.
Aktivturbinalardahammaishlatishimumkinbo'lganissiqliksoplodaamalgaoshadi, ya’nisoplodabosimoxirgibosimgachakamayadi, ishchiparraklardaesao'zgarmaydi. Tezlik soploda ortadi, so‘ngra parraklardasekin-asta kamayadi (1,a-rasm).
Reaktiv turbinalarda esa ishlatish mumkin bo‘lgan issiqlikning birqismi soploda, qolgan qismi esa ishchi parraklarda amalga oshiriladi(1,b-rasm).
Aktiv turbinaning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz. Bug‘ qozonidasuvning qaynashi natijasida hosil bo‘lgan o ‘ta qizigan bug‘ bug‘xarakatlanuvchi quvurlar yordamida bug‘ni taqsimlovchi drossel qurilma(drossel klapani)siga kelib tushadi. U yerdan bug‘ turbinaning asosiyelementi bo`lgan soploga kelib tushib, bu yerda bug‘ning bosimi kamayibtezligi ortadi (ya’ni issiqlik energiyasi kinetik energiyaga aylanadi). Shundaykatta tezlik bilan bug‘ soplodan chiqib turbinaning valiga o‘rnatilgan ishchiparraklarga uriladi va natijada parraklar aylana boshlaydi, ya’ni harakatsodir bo‘ladi, kinetik energiya mexanik energiyaga aylanadi.Turbinaga kelayotgan bug‘ning boshlang‘ich bosimi — Po soplodanchiqayotgan bug‘ning bosimi — P, tezligi esa C, ga teng bo'Iadi.Bug‘ turbinaning birinchi pog‘onasidan uning qo‘zg‘almas qismidajoylashtirilgan yo‘naltiruvchi parraklar yordamida ikkinchi pog‘onaga,so‘ngra keyingi pog‘onalarga o ‘tib harakatini davom ettiradi.
2-rasmda uchta tezlik pog`onasiga ega bo`lgan aktiv turbinaning chizmatasviri keltirilgan. Bug‘ Po bosim bilan soploga yuboriladi. Bu yerdauning potensial energiyasi kinetik energiyaga aylantiriladi. C, tezlik bilansoplodan chiqib, bug‘ birinchi qator ishchi parraklarga kelib tushadi, buyerda uning kinetik energiyasi ishga aylanadi. Shunda uning yo‘nalishio ‘zaradi. C2 tezlik bilan birinchi pog‘ona ishchi parraklaridan chiqib,bug‘ birinchi qator yo‘naltiruvchi parraklarga kelib tushib, o‘z yo‘nalishinio'zgartiradi va ikkinchi qator ishchi parraklarga kelib tushadi.So‘ngra bug‘ u yerdan ikkinchi qator yo‘naltiruvchi parraklarga kelibtushadi, undan chiqib uchinchi qator ishchi parraklarga yo‘naladi vaharakat davom etadi. Turbinaning uchinchi pogonasidan chiqqayotgandabug‘ juda katta bo'lmagan tezlikka ega bo‘ladi.
Parraklardagi ishchi jarayon
Soplodan oqib chiqayotgan bug‘ oqimi ishchi parraklar aylanayotgandisk yuzasiga qandaydir burchak ostida yo'naladi. Bunda ishchiparraklarga bug‘ oqimining qattiq urilmasdan kirib kelishi, ishchi parrakkakirib kelishdagi nisbiy tezlik parrakning kirishi yuzasiga urinma bo'libyo‘naladi. Ko‘rib chiqilayotgan turbinaning parraklaridagi ishchi jarayonyoki kirish va chiqish tezliklar uchburchaklari 2-rasmda ko‘rsatilgan.Bug‘ soplodan ishchi parraklarning birinchi qatoriga C2mutlaq tezlikbilan a, burchak ostida kirib keladi, ishchi parrakning birinchi qatorgakirishdagi nisbiy tezligi —C2 tezlik bilan chiqib bug‘ yo‘naltiruvchiparraklarning birinchi qatoriga tushadi. Yo'naltiruvchi parraklarqo‘zg‘almas bo'lgani uchun bug‘ u yerda ish bajarmaydi, faqat yo‘nalishinio‘zgartiradi. Bug‘ning yo‘qotilishi hosil bo‘lgani uchun uning tezligibirmuncha kamayadi. Ikkinchi va uchinchi qator ishchi parraklarningtezliklar uchburchagini qurish xuddi shu tarzda olib boriladi. Diskdauchta pog‘ona qo‘llanishi bug‘ chiqish tezligining yo'qolishini pasaytiradiva valning aylanishlar sonini kamaytiradi.
Turbina diskining aylanishi tezligi
Bug'ning kinetik energiyasini to ‘liq ishlatish uchun aktiv turbine parragidan harakat tezligi bug‘ oqimining tezligidan ikki marotaba kichik bo'lishi kerak, ya’ni

C1 = 2 U yoki U /C1 = l/2= 0 ,5 U

bu yerda C1 - bug‘ning tezligi;
U - aylana bo‘yicha parrakning tezligi;
do`r— parrakning o‘rtasidagi aylana diametri;
n — valning aylanishlar soni;
Shunday qilib, aylanma tezlik nazariy jihatdan bug‘ oqimi absolyuttezligining yarmiga teng bo'lishi kerak. Ikki pog‘onalikda ikki martakichik, uch pog‘onalikda esa uch marotaba kichik bo'ladi. Bundayholatning matematik yechimi topib beriladi. U/C1 nisbatni qo‘llamaslikFIKni pasaytiradi. Umumiy holatda U/C1=1/2Z ifodasi qo'llaniladi.
Bu ifodada: Z — ko‘rib chiqilayotgan turbinaning pog'onalar soni.
Ko‘rib chiqilayotgan turbina uchun U/C1=1/2Z; U /C1= l / U=0,166 bo‘ladi. Yo‘qolishlarni hisobga olgan holda U/C1=0,15 bo`ladi.
Demak, ko‘rib chiqilayotgan tezligi uch pog‘onada o‘zgaruvchi aktivbug‘ turbinaning kinetik energiyasini aniqlashda aylanma tezlik oqimtezligidan olti marotaba kichik bo‘lishi kerak. Bunda valning aylanishlarsoni 8250 ayl/min dan oshib ketadi. Zamonaviy generator, nasoslar 3000ayl/min ni qabul qila oladi. Shu bois valning aylanishlar sonini kamaytirishuchun reduktor o ‘rnatiladi.
h-s diagrammada aktiv bug‘ turbinasining ishchi jarayoni
Turbinadagi ishchi jarayon bir qancha yo'qolishlar bilan ro‘y beradi.Buning asosiy sababi mexanik ish hosil qilishda issiqlik energiyasi ko‘proqishlatiladi. Yo‘qolishlar quyidagi turlarga bo‘linadi.
I. Soplodagi yo'qolish bug‘ zarrachalari ishqalanish tufayli soploningdevorlariga urilishi natijasida yuzaga keladi. Undan tashqari bug'ningsoplodan oqib chiqishi zarrachalaming tartibsiz harakati hisobiga boladi.Buning natijasida soplodan oqib chiquvchi bug‘ning absolyut tezliginazariyasidan kichik bo'ladi. Soplodagi yo‘qolish kerak bo‘ladigan issiqliktushishining 10% ni tashkil etadi.
II. Ishchi parraklardagi yo‘qolishlar — bug‘ zarrachalari parraklamingoldingi qismiga urilishi natijasida yuzaga keladi. Bu 15-20 %ni tashkil etadi.
III. Bug' chiqishidagi yo‘qolishlar — yo‘qolishlar bug‘ turbinadanchiqishda ham oz miqdorda bo‘lsa ham absolyut tezlikka ega bo‘ladi.Bu kinetik energiyadir. Bu energiya hech qayerda ¡shlatilmaydi, shunihisobiga u 2 — 4% ni tashkil etadi.
IV. Ventilyatsion yo‘qolishlar va bug‘ning diskka ishqalanishidagiyo‘qolishlar
Turbinaning birinchi pog'onasida bug‘ning solishtirma hajmi hali kata bo‘lmaganda ventilyatsion yo‘qolishlar hosil bo‘ladi. Bu bug'ning kirishidisk aylanasi bo'ylab emas, balki bir qismiga berish hisobiga bo'ladi.Bug‘ning diskka ishqalanishi hisobiga boiadigan yo‘qolishlar. Diskaylanishi natijasida uning yuzasiga yopishgan bug‘ zarrachalarini o ‘zibilan olib ketadi, bunga esa energiya sarflanadi.Bug‘ning turbinaga kirishi va chiqishida atrof-muhitga yo'qolishlarmavjud. Sanab o ‘tilgan yo‘qolishlar turbinaning nisbiy foydali ishkoeffitsientida e’tiborga olinadi. Bu quyidagicha belgilanadi -noe.
Ishchi jarayon h-s diagrammada keltirilgan.
Bunda Ho- turbina ishlashi uchun kerak bo‘lgan issiqlik tushishi.H`q- soplodan oldingi issiqlik tushishi.
Kengayish jarayoni Ao A`0 egri chizig'i bilan ko‘rsatilgan turbinadaishlatilgan issiqlik tushishi AoL adiabata bilan chizilgan
Issiqlik yo'qolishlarining yig'indisi A`1 + L chizig‘i bilan ko‘rsatilgan.
1) Aj Al — soplodagi yo‘qolishlar (he)
2) CE — I qator ishchi parraklardagi yo‘qolishlar. (hu).
3) GE EG — I qator yo'naltiruvchi parraklardagi yo'qolishlar (hyo`n)
4) GE — II qator ishchi parraklardagi yo‘qolishlar. (h`u)
5) E`G` — II qator yo‘naltiruvchi parraklardagi yo‘qolishlar (h``yo`n)
6) G`` E``— III qator ishchi parraklardagi yo‘qolishlar (h``u)
7) EK — ventilyatsion va ishqalanishdagi yo‘qolishlar (hvishq)
8) E — chiqishdagi tezlik bilan yo‘qolishlar (hch)
Turbinada ishlatilgan issiqlik tushishi Hi ning H 0 ga nisbati ichki
nisbiy FIK. deyiladi va noedeb belgilanadi. noi= Hi / Ho
noi- har bir turbina ishlashida issiqlikning qancha qismi mexanikishga aylanishini ifodalaydi. Past bosimli turbinalardanoi=0,6-0,93atrofida bo‘ladi.
Turbinaning validagi quvvat turbina ichidagi quvvatga qaraganda kichikbo‘ladi. Bu podshipniklar ishqalanishi nasoslar ishlashi tufayli yuzagakeladi. Bu esa mexanik FIK bilan tavsiflanadi va nMdeb belgilanadi. nM=0,92-0,93.
Turbinaning nisbiy effektiv FIK: nое = ni * nM
Quvvati kichik bo‘lgan turbinalardanое=0,55-0,65 bo‘ladi.