Изучаем паровые электрогенераторы

Паровой электрогенератор представляет собой нечто схожее с солнечной батареей, но обладает гораздо более высокой производительностью, не говоря уже о доступности подобного рода устройств. Само функционирование подобных агрегатов заключается в преобразовании механической силы в электрическую, посредством нагревания воды до того момента, когда она превращается в пар. Именно данная сила приводит искомый механизм в движение.

Назначение

Подобного рода агрегаты имеет смысл использовать в тех отраслях современной промышленности или бытовой сферы, где наблюдается достаточное большое количество парообразований, которые можно использовать в качестве преобразователя в электроэнергию. Именно генераторы парового типа получили широкое использование в котельных установках, где они образуют некую тепловую электростанцию вместе котлом и турбиной.

Кроме того, если изучить принцип действия, а также конструктивные особенности подобных паровых генераторов, можно попытаться реализовать их своими руками, с помощью определенных средств. Однако, о данной возможности пойдет речь чуть позже.

Устройство и принцип действия

По своим конструктивным особенностям, котельные установки обладают достаточно схожей структурой. В их состав входит несколько рабочих узлов, которые принято считать определяющими – непосредственно сам котел, электрический генератор и турбина. Последние два составляющих образуют кинетическую связь между собой, а одной из разновидностей подобных систем является турбинный электрогенератор парового типа.

Если смотреть более глобально, то подобные установки представляют собой полноценные тепловые электростанции, пусть и меньших габаритов. Благодаря своей работе, они способны обеспечивать электричеством не только гражданские объекты, но и крупные промышленные отрасли.

Сам же принцип действия паровых электрических генераторов сводится к следующий основным моментам:

• Специальное оборудование производит нагрев воды до оптимальных значений, при которых она испаряется, образуя пар.
• Получившийся пар поступает дальше, на роторные лопатки паровой турбины, что приводит сам ротор в движение.
• В результате мы получаем сначала кинетическую энергию, преобразованную из получившейся энергии сжатого пара. Затем кинетическая энергия переходит в механическую, что приводит к началу работы турбинного вала.

Электрический генератор, входящий в конструкцию таких паровых установок, является определяющим. Это объясняется тем, что именно электрогенераторы осуществляют переход механической энергии в электрическую.

Это описание одной установки парового типа. Если требуется выделение большего количества энергии, то используется совокупность нескольких установок, объединенных вместе.

Критерии выбора

На сегодняшний момент существует достаточно широкий выбор всевозможных электрических генераторов, работающих на пару, поэтому нужно крайне внимательно подходить к вопросу выбора.

Чтобы данный выбор был обдуманным и взвешенным, надо обращать внимание на следующие показатели:

• Мощность паровой установки (тепловая и электрическая).
• Нужно также обратить внимание на то, с какой скоростью происходит вращение роторов генератора и турбины.
• Тип применяемого тока – здесь речь идет об однофазном или трехфазном виде установок. В большинстве случаев, используется именно трехфазная система.
• Показатели давления пара не только в сжатом виде, но и в свободном состоянии.

Обзор моделей

В нашей стране есть несколько предприятий, занимающихся производством паровых электрогенераторов. В частности, речь идет о турбогенераторах компаний «Калужский турбинный завод» и ОАО «Росэлектромаш». Рассмотрим несколько моделей, произведенных на обоих предприятиях.

ПТ-40/50-8,8/1,3 представляет собой паровую турбину, используемую в различных схемах с утилизацией тепловой энергии, а также отходов производственного типа. Среди потенциальных покупателей данной продукции числятся крупные промышленные предприятия и электростанции.

Технические характеристики:

• показатели номинальной мощности – от 12000 кВт до 80000 кВт;
• показатель давления пара – от 3 до 12,8 МПа;
• температурные показатели пара – от 420 до 550 ⁰C;
• производственное давление – от 0,5 до 1,75 МПа;
• отопительное давление – от 0,07 до 0,25 МПа.

П-6-3,4/1,0 – это турбина парового типа, обладающая производственным отбором пара.

Технические характеристики:

• показатели номинальной мощности – от 4000 кВт до 55000 кВт;
• показатель давления пара – от 1,1 до 8,8 МПа;
• температурные показатели пара – от 260 до 445 ⁰C;
• производственное давление – от 0,4 до 1,3 МПа.

ПР-13/15,8-3,4/1,5/0,6 используется во многих ТЭС, а также на предприятиях промышленного типа, где присутствует необходимость в подаче пара заданного показателя.

Технические характеристики:

• показатели номинальной мощности – от 2500 кВт до 35000 кВт;
• показатель давления пара – от 1,2 до 9,3 МПа;
• температурные показатели пара – от 290 до 540 ⁰C;
• производственное давление – от 0,4 до 1,75 МПа;
• давление за турбиной – от 0,07 до 0,9 кПа.

К-66-8,8 относится к конденсационным типам паровых турбин.

Технические характеристики:

• показатели номинальной мощности – от 6000 кВт до 70000 кВт;
• показатель давления пара – от 1,57 до 12,8 МПа;
• температурные показатели пара – от 320 до 500 ⁰C;
• давление за турбиной – от 4 до 10,6 кПа.

К-37-3,4 – это паровая турбина конденсационного типа, обладающая воздушным конденсатором.

Технические характеристики:

• показатели номинальной мощности – от 37000 кВт до 37300 кВт;
• показатель давления пара – от 2,9 до 3,7 МПа;
• температурные показатели пара – от 390 до 445 ⁰C;
• давление за турбиной – 15 кПа.

Данная продукция производится на Калужском турбинном заводе. Теперь рассмотрим модели от ОАО «Росэлектромаш». Здесь представлены уже полноценные турбогенераторы, в которых используются турбины парового и газового типа.

Вне зависимости от марки модели, в комплект продажи входят следующие комплектующие:

• генератор;
• система возбуждения;
• аппаратные органы автоматики, сигнализации и контроля;
• запчасти;
• специальный инструмент для монтажа и сопутствующие материалы;
• различные инструкции по применению.

Нашему вниманию представлены турбогенераторы серии ТВФ. Описывать их детально не имеет смысла, поэтому посмотрим на их технические данные.

Технические характеристики ТВФ-63-2:

• показатель мощности – 63000 кВт;
• степень напряжения – 6300 В;
• статорный ток – 7217 А;
• частота вращения – 3000 оборотов в минуту;
• КПД в процентном соотношении – 98%;
• общий вес – 107900 кг.

Технические характеристики ТВФ-63-3600:

• показатель мощности – 50000 кВт;
• степень напряжения – 11000 В;
• статорный ток – 3280 А;
• частота вращения – 3600 оборотов в минуту;
• КПД в процентном соотношении – 98,3%;
• общий вес – 107950 кг.

Технические характеристики ТВФ-110-2E:

• показатель мощности – 110000 кВт;
• степень напряжения – 10500 В;
• статорный ток – 7560 А;
• частота вращения – 3000 оборотов в минуту;
• КПД в процентном соотношении – 98,4%;
• общий вес – 145000 кг.

Технические характеристики ТВФВ-110-2:

• показатель мощности – 110000 кВт;
• степень напряжения – 13800 В;
• статорный ток – 5752 А;
• частота вращения – 3000 оборотов в минуту;
• КПД в процентном соотношении – 98,45%;
• общий вес – 190000 кг.

Целесообразность эксплуатации

Говорить о целесообразности покупки парового электрогенератора для личных нужд не приходится, потому что его стоимость очень высока для обычного бытового использования. Иными словами, подобные вложения вряд ли окупятся в течение жизни потенциального покупателя. Кроме того, габаритные размеры подобных установок, что размещать их необходимо на очень большой территории. Именно поэтому, на бытовом уровне используются агрегаты, у которых двигатель работает на бензине или дизеле, а для крупных предприятий как раз и подходит двигатель, работающий на пару.

Подробный рассказ про паровой генератор

Изготовление своими руками – возможно ли это?

Тем не менее, при наличии некоторых знаний и необходимых материалов, сделать данный агрегат своими руками становится возможным.

Понятно, что итоговый вариант будет куда меньшего размера, чем заводские варианты. Кроме того, здесь будет совсем другое устройство для привода в движение имеющегося генератора – если в заводских моделях за это отвечает паровая турбина, то в домашнем варианте это будет делать двигатель.

На видео продемонстрирован походный паровой мини-генератор

Заключение

Электрогенераторы турбинного типа пользуются определенной популярностью среди множества промышленных предприятий и электростанций. Однако, прежде чем приобретать подобные устройства, необходимо произвести точный расчет целесообразности их использования, чтобы предприятие работало не в убыток себе.

Что касается применения на бытовом уровне, то в этом нет абсолютно никакой необходимости. Кроме того, это технически и практически невозможно, т.к. габариты данных установок очень велики, не говоря уже об их стоимости. Вопрос изготовления своими руками также достаточно спорный, в силу объективных причин сложности конструкции.

Владельцам же предприятий, которые намереваются использовать паровые установки, можно дать один совет: приобретите сначала генератор небольшой мощности, чтобы можно было оценить на практике эффективность его использования. Неслучайно ведь, что производители выпускают агрегаты от 100 кВт, подразумевая такой рациональный подход.