Турбіна зворотного тиску

Парова турбіна з тиском на вихлопних газах, що перевищує атмосферний, називається протитискною паровою турбіною. Відпрацьовану пару можна використовувати для нагрівання або подавати до існуючих парових турбін середнього та низького тиску для заміни котлів середнього та низького тиску на старих електростанціях. Коли протитискна парова турбіна використовується для подачі пари до існуючих турбін середнього та низького тиску як заміна котлів середнього та низького тиску на старій електростанції, її також називають відгалужувальною турбіною. Такий підхід не тільки збільшує потужність виробництва електроенергії початкової установки, але й підвищує її тепловий ККД. Розрахунковий тиск на вихлопних газах протитискної парової турбіни, що використовується для нагрівання, змінюється залежно від конкретних потреб у нагріванні. Для відгалужувальних турбін протитиск часто перевищує 5 МПа, що визначається параметрами пари існуючих генеруючих агрегатів. Після використання в системі опалення відпрацьована пара конденсується у воду, яка потім перекачується назад до котла як живильна вода. Як правило, не всю конденсовану воду з системи опалення можна відновити, що вимагає додаткової живильної води.

Парова турбіна з протитиском — це тип турбіни, в якій тиск вихлопної пари вищий за атмосферний тиск. Її принцип роботи полягає у використанні пари високої температури та високого тиску для обертання ротора турбіни, тим самим генеруючи механічну енергію. На відміну від конденсаційних парових турбін, вихлопна пара з турбіни з протитиском не подається безпосередньо до конденсатора, а натомість транспортується до іншого обладнання або промислових процесів для подальшого використання. Така конструкція робить парові турбіни з протитиском високоефективними у використанні енергії, особливо в таких застосуваннях, як когенерація.

З точки зору експлуатаційних характеристик, вироблення енергії паровою турбіною з протитиском визначається тепловим навантаженням. Її електрична потужність змінюється залежно від змін теплового навантаження, а це означає, що вона не може самостійно задовольняти гнучкі потреби як у теплі, так і в електроенергії. Тому вона підходить для сценаріїв з відносно стабільними тепловими навантаженнями. Коли коливання теплового навантаження значні, вона зазвичай повинна працювати паралельно з конденсаційними паровими турбінами, при цьому конденсаційні агрегати обробляють коливання електричного навантаження.

Основні характеристики парової турбіни з протитиском включають вищий тиск на вихлопних газах, а відпрацьовану пару можна використовувати для опалення або інших промислових цілей. Її тиск на вихлопних газах відносно високий (зазвичай вищий за атмосферний тиск). Після розширення та виконання роботи між ступенями пара скидається під вищим тиском. Тепло, що міститься у відпрацьованій парі, повністю використовується тепловими споживачами, що усуває втрати холоду, пов'язані з конденсаційними паровими турбінами, і призводить до вищого теплового ККД. Конструктивно її секція високого тиску подібна до секції конденсаційної парової турбіни, часто використовуючи соплове регулювання для розподілу пари та зазвичай використовуючи однорядний імпульсний ступінь як регулюючий ступінь.

Оскільки відпрацьована пара не конденсується, втрати тепла зменшуються, що призводить до вищої загальної теплової ефективності. Крім того, турбіни з протитиском мають відносно просту структуру та нижчі витрати на обслуговування. Однак їхня експлуатаційна гнучкість обмежена, оскільки тиск на вихлопних газах повинен відповідати вимогам обладнання, що споживає пару, розташованого нижче за течією; інакше може постраждати стабільність системи.

З точки зору застосування та економічної ефективності, парові турбіни з протитиском зазвичай використовуються в сценаріях, що потребують одночасного постачання електроенергії та тепла. Вони широко застосовуються в когенерації та утилізації промислового відхідного тепла, ефективно зменшуючи споживання вугілля для виробництва електроенергії та економлячи енергію. Однак їхня здатність адаптуватися до змін навантаження є відносно низькою. Ефективність може знижуватися за умов низького теплового навантаження, а параметри вихлопних газів повинні відповідати вимогам користувача. Вибір початкових параметрів (таких як тиск і температура) вимагає всебічного врахування економічних факторів та факторів безпеки.