Паровой генератор электричества - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Паровой генератор электричества

Паровой генератор электричества: предназначение, разновидности и основные достоинства каждого из них

Все чаще уставшие жители больших и маленьких городов перебираются загород в маленькие и уютные домики.

Дабы обеспечить себе здесь комфортное существование необходимо электричество и довольно в больших количествах. Оно нужно для того чтобы в доме было светло и тепло, для работы бытовых приборов и телефонов.

Поэтому многие люди, еще в процессе планирования и строительства загородного дома предусматривают этот вопрос, посредством монтажа парового генератора электричества.

Что это за оборудование, его разновидности и особенности

Парогенератор для дома и бани

Для каждого из нас важен вопрос установки такого оборудования (источника электрической энергии), который бы функционировал независимо от ветра, воды, ТЭЦ, разнообразных природных катаклизмов.

Ну, конечно, чтобы и обслуживание его было доступным, и стоимость невысокой.

Для этого идеально подойдет такой автономный источник конденсации и преобразования электрики, как паровой генератор электричества.

В чем же особенности данного оборудования

ПГЭ – это оборудование автономного типа, способное преобразовывать энергию любого вида (механическая, тепловая и др.) до электрической.

Отличительной особенностью такого оборудования является простота его конструкции и принцип работы. Такой генератор электричества, независимо от его видов состоит из мотора, установленного на раме конструкции, который сжигает топливо и генератора. Через механическую передачу вращающийся момент передается от двигателя к генератору.

Немаловажным фактором, влияющим на большую популярность подобных установок, является высокий уровень коэффициента полезного действия, близкого к 98%.

Существует несколько видов установок, классификация которых базируется нескольких основных факторах:

  • Вид топлива. Оборудование имеет возможность работать на нескольких видах топлива. Это может быть мазута, дрова, газ, дизельное топливо и др.
  • Область использования. Такие установки активно используются не только в быту, но и на производственной и перерабатывающей промышленности.
  • Особенности конструкции. Преобразование энергии может происходить через две разные системы: трубы с горячим газом и емкости с водой.

Для того чтобы оборудование выполняло все возложенные на него функции и его эксплуатация в результате была целесообразной, чрезвычайно важно правильно выбрать установку. При этом специалисты рекомендуют учитывать такие факторы:

  • Мощность
  • Скорость, с которой вращается генератор
  • Разновидность тока
  • Показатель давления образованного пара на турбину

С учетом всех показателей, паровая установка обеспечит помещение необходимым количеством недорогой электрической энергии.

Как сделать самому

Если требуется небольшое количество энергии, изготовить паровой генератор электричества своими руками можно из небольшого количества подручных материалов.

Для этого понадобится:

  • Банка из под консервов
  • Алюминиевая проволока
  • Небольшой лист жести
  • Крепежные элементы

Сам процесс изготовления довольно прост:

  • В консервной банке проделать два небольших отверстия
  • В одно из них впаять трубку
  • Взять лист жести и разрезать его на небольшие полоски таким образом, чтобы получилась крыльчатка турбины
  • Закрепить готовую крыльчатку на жестяной полоске, предварительно согнутой в виде буквы «П»
  • При помощи крепежных элементов прикрепить полоску с крыльчаткой на втором отверстии. Стоит обратить внимание на то, что крыльчатка должна быть расположена в сторону трубки
  • Все отверстия и швы, сделанные в процессе изготовления установки, запаять. Это необходимо для обеспечения герметичности конструкции
  • Из проволоки изготовить подставку, на которую устанавливается готовое оборудование
  • При помощи шприца система заполняется водой
  • Под подставкой в специальной коробке поджечь сухое горючее

Изготовленная по данной инструкции паровая машина не способна обеспечить дом необходимым количеством энергии. На ней можно доступно и просто ознакомиться с принципом работы парового генератора электричества.

Процесс создания такой установки, которая бы могла обеспечить дом необходимым количеством энергии немного сложнее, но нет ничего невозможного.

Для ее изготовления понадобиться взять основу – элемент Пелетье. Его можно приобрести отдельно в магазине, а можно снять с вышедшего из строя стационарного ПК.

Кроме этого для работы потребуется:

  • Модуль, оснащенный выходом USB
  • Лист металла для изготовления корпуса установки. Его можно сделать самостоятельно, а можно взять уже готовый корпус ПК
  • Охладительный радиатор с кулером
  • Паста для герметизации швов
  • Ножницы для резки металла
  • Заклепочник
  • Дрель
  • Паяльник
  • Заклепки

В начале процесса изготовить небольшую емкость, в которую можно будет заложить мелкие дрова и разжечь костерок. Верхняя часть емкости сконструировать таким образом, чтобы на нее можно было поставить небольшую кастрюльку с водой и довести ее до кипения.

С одной стороны этой емкости прикрепить элемент Пелетье. С другой же при помощи песты прикрепить радиатор охлаждения с кулером.

Специалисты обращают внимание на то, что радиатор и кулер должны быть достаточно мощными. От того насколько большая разница температур, зависит скорость и количество выделения электрической энергии.

Если оборудование используется в холодное время, его можно постаять прямо в снег и проблема будет практически решена. Если же используется установка в теплое время, без мощного охладителя и кулера не обойтись. Нельзя забывать о тщательной герметизации всех швов и креплений.

Стабилизатор напряжения спаять с элементом Пелетье. Этот прибор необходим для того чтобы можно было задать определенный показатель электрической энергии на выходе.

Стабилизатор можно купить уже готовым в магазине. Его преимущество заключается в том, что при достижении необходимого показателя на приборе загорается лампочка.

Немаловажное значение также имеет и то, что уже припаянный стабилизатор необходимо загерметизировать таким образом, дабы полностью исключить попадание на него воды. Эксплуатация данной модели парогенератора способна обеспечить нагрев двух куллеров.

Тэн для парогенератора

Можно также изготовить еще более мощную модель генератора на пару – тэновую.

Ее основой служит довольно большая емкость, в которой монтируются тэны (один или несколько).

Это зависит от предполагаемой мощности будущей установки.

В боковинах емкости просверлить отверстия, с помощью которых прикрепить тэн.

В качестве крепежных элементов отлично подойдут гайки с резиновыми прокладками.

Если планируется установка двух тэнов, важно разместить их таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом. Рядом с первой емкостью установить вторую.

В ней будет находиться вода, которая по мере необходимости перемещается в первую емкость. Необходимо обратить внимание на то, что в процессе работы оборудования нельзя будет открыть крышку и посмотреть уровень воды в первом сосуде.

Поэтому специалисты рекомендуют немного автоматизировать этот процесс, путем установки обычного поплавка, как у сливном бачке унитаза.

Обе емкости соединяются между собой прочной трубкой, которая вставляется в просверленные отверстия, расположенные нижу того уровня, на котором установлены тэны. Все швы тщательно загерметизировать.

Для того чтобы вода быстро прогревалась, лучше трубку, через которую будет подаваться свежая порция воды, скрутить в виде спирали. Перед стационарной установкой и эксплуатацией данной установки, ее необходимо протестировать на течь.

Кроме этого, клапан должен выдерживать необходимое давление, в противном случае оборудование работать не сможет. Созданная по такому принципу установка отличается практически 100% КПД. Но ее необходимо поддерживать в рабочем состоянии.

Для этого необходимо периодически проверять тэны на наличие на их стенках накипи. Если таковой будет слишком много, они могут не работать с полной отдачей или согреть вообще.

Для того чтобы накипи образовывалось, как можно меньше периодически необходимо добавлять в воду первой емкости намного лимонной или уксусной кислоты. Некоторые заливают в бак только специальную мягкую воду.

Читайте также:  Что можно подключить к генератору 1 кВт

Нередко случаются ситуации, когда паровой генератор электричества для дома выходит из строя по причине того, что он работал насухую. Дабы избежать такой неприятности, рекомендуется установить метки минимального и максимального количества воды в емкости.

Для того чтобы обезопасить готовую установку от скачкой напряжения в сети, можно установить специальный регулятор напряжения, который при падении напряжения автоматически отключает оборудование.

ПГЭ – это уникальное оборудование, которое является автономным источником электричества. Его эксплуатация в домашних условиях имеет ряд преимуществ:

  • Возможность работы на разных видах топлива, которое для каждого владельца установки является наиболее выгодным.
  • Высокий уровень мощности на выходе.
  • Мощность может регулироваться владельцем по его желанию в ручном режиме. Это повышает экономичность эксплуатации установки.
  • Если в качестве источника энергии выбрано твердое топливо, например, дрова, зола, которая остается поле их использования, служит отличным удобрением для садовых и огородных растений.

Промышленность выпускает подобного рода установки в широком разнообразии. Кроме этого, есть возможность изготовить парогенератор самостоятельно в домашних условиях. Для этого нет необходимости использовать дорогостоящие материалы и детали.

Существуют разные варианты и схемы изготовления подобных установок. Прежде, чем остановить выбор на каком-либо конкретном способе, необходимо учитывать в первую очередь мощность парогенератора, которая необходима на выходе. В процессе создания ПГЭ в домашних условиях, необходимо соблюдать правила безопасности и предварительно протестировать готовую установку.

О том, как самостоятельно собрать парогенератор для бани, можно посмотреть на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Походный паровой генератор своими руками

Из инструментов будут необходимы: ножовка, наждак, паяльник, эпоксидная смола, холодная сварка, суперклей, дрель.

Процесс изготовления парового генератора:

Шаг первый. Принципиальная схема генератора
На схеме можно увидеть, как работает механизм. То есть это кривошип, который через шатун соединен с поршнем. Также в системе предусмотрен клапан (золотник), который открывает и закрывает один из двух каналов. Когда поршень находится в нижней мертвой точке, золотник открывает канал и в цилиндр поступает пар под давлением. Достигая верхней мертвой точки, золотник перекрывает подачу пара, и открывает цилиндр для выпуска пара наружу, поршень затем опускается. Возвратно-поступательные движения по классике преобразуются кривошипом во вращение вала генератора.

Во второй трубке нужно сделать отверстие диаметром 4 мм, оно должно находиться по центру. Третью трубку нужно перпендикулярно приклеить ко второй, для этого используется суперклей. Когда клей высохнет, сверху все замазывается холодной сваркой.

К третьему куску нужно прикрепить металлическую шайбу, после высыхания нужно также все зафиксировать холодной сваркой. Когда сварка высохнет, сверху швы нужно обработать эпоксидной смолой для максимальной прочности и герметичности.

Шаг третий. Изготовления поршня и шатуна
Поршень изготавливается из болта диаметром 7 мм. Для этого его нужно закрепить в тисках и намотать сверху медную проволоку, всего понадобится сделать порядка 6-ти витков, в зависимости от диаметра проволоки. Затем проволока пропитывается эпоксидной смолой. Лишний край болта можно отрезать. Далее, когда смола высохнет, понадобится поработать наждачной бумагой, чтобы подогнать поршень под диаметр цилиндра. В итоге поршень должен двигаться легко, но при этом не должен пропускать воздух.

Для крепления шатуна на поршне нужно сделать специальный кронштейн, он делается из листового алюминия. Ее нужно выгнуть в виде буквы «П», на краях сверлятся отверстия, диаметр отверстия должен быть таким, чтобы в него можно было выставить велосипедную спицу. Кронштейн приклеивается к поршню.

Шатун треугольника изготавливается подобным образом, но здесь с одной стороны будет кусок спицы, а с другой трубка. Длина такого шатуна составляет 75 мм.

Шаг четвертый. Золотник и треугольник
Треугольник нужно вырезать из листа металла, в нем сверлится три отверстия. Что касается поршня золотника, то его длина составляет 3.5 мм, нужно добиться его свободного перемещения в трубке золотника. Длина штока может быть разной, здесь все зависит от маховика.

Подпорки лучше всего делать из брусков, они подбираются индивидуально. Что касается кривошипа поршневой тяги, то он должен быть 8 мм, а кривошип золотника составляет 4 мм.



Ниже можно увидеть, как будет выглядеть двигатель, если его немного доработать. Бачок теперь имеет индивидуальную площадку, а также блюдечко, на которое кладется сухое горючее. Авто рекомендует в качестве источника тепла применять примус или спиртовую горелку, которую можно сделать своими руками. Все элементы можно покрасить на свой вкус.


Разбираемся в достоинствах паровых электрогенераторах

Паровой электрогенератор по уровню экологичности представляет собой альтернативу солнечным батареям, только на порядок более производительную и несколько более доступную. Принцип функционирования такого устройства основывается на преобразовании механической энергии в электрическую, только механизм приводится в движение посредством нагрева воды до точки, когда она переходит в парообразное состояние.

Подробно о назначении

Данный электрогенератор используется в областях, где есть возможность преобразовывать избыточное количество образующегося пара в электрическую энергию. В частности, системы такого рода широко применяются в котельных установках. В совокупности с турбиной и отопительных котлом генератор представляет собой некое подобие мини-ТЭС.

Техника такого рода позволяет удешевить процесс получения электроэнергии, благодаря чему она используется в качестве одного из основных узлов на электростанциях.

Зная принцип, на основании которого функционирует паровой генератор, можно попытаться реализовать его собственными силами, используя электрогенератор и бойлер для подогрева воды.

Устройство и принцип действия

Рассматривая котельную установку, можно выделить три основных узла, участвующих в работе. Это непосредственно сам котел, паровая турбина и электрогенератор. Совокупность двух последних устройств называется турбоагрегатом, что подразумевает наличие кинетической связи между двумя аппаратами. Под это определение подпадает паровой турбинный электрогенератор.

В совокупности все это оборудование позволяет создать мини-ТЭС, которая будет обеспечивать электроэнергией крупные объекты промышленного или гражданского целевого использования.

Принцип действия такой техники, как паровой турбинный электрогенератор, сводится к реализации нескольких этапов процесса:

  1. Котельное оборудование нагревает воду до определенной температуры, при которой она переходит в парообразное состояние.
  2. Пар попадает на лопатки ротора турбины, тем самым приводя его в движение.
  3. Результатом этого процесса является преобразование потенциальной энергии сжатого горячего пара в кинетическую, а затем – в механическую, когда вал турбины начинает движение.
  4. Паровой турбинный электрогенератор вырабатывает электрическую энергию. При этом функция электрогенератора является решающей в данной цепи, так как именно этот узел ответственен за преобразование механической энергии в электрическую.

В зависимости от того, какой мощности необходимо добиться, может быть использовано несколько таких блоков МТЭС, подключенных параллельно друг с другом.

Преимуществ от использования данной техники предостаточно. В первую очередь можно реализовать избыточный пар, производимый отопительным котельным оборудованием. А дополнительно к тому появляется возможность обеспечить электроснабжение крупного объекта без значительных затрат на покупку жидкого или газообразного топлива.

Но, чтобы подобное решение было выгодным, а не убыточным, нужно его реализовать на объекте, обслуживание которого потребует достаточной мощности турбины и генератора.

Критерии выбора

Использование крупногабаритного оборудования, вроде турбоагрегата или мини-ТЭС, оправданно только лишь в случае его использования для электроснабжения крупных объектов (котельных и прочее).

Электрогенератор, функционирующий на пару, может быть выбран, исходя из следующих критериев:

  • Мощность номинальная электрическая и тепловая;
  • Скорость вращения роторов двух основных узлов конструкции (турбины и генератора);
  • Род тока, обычно такое оборудование рассчитано на трехфазный ток, соответственно выходное напряжение будет также трехфазным;
  • Величина давления пара в сжатом и свободном состоянии.
Читайте также:  Генератор обратной мощности своими руками

Совокупность электрогенератора и паровой турбины может называться еще турбогенератором. Но в данном случае будет подразумеваться, что используется синхронный генератор.

Обзор моделей

Калужский турбинный завод производит и поставляет в разные страны оборудование для обеспечения объектов разной величины электричеством. В частности паровые турбины отечественного производства Турбопар. Техника такого рода предлагается в различных исполнениях, диапазон мощностей составляет 100-1000 кВт. Ротор генератора и турбины вращается с одинаково высокой скоростью – 3000 об/мин. Охлаждение генератора – воздушное. Давление пара не превышает 0,8 МПа.

По стоимости техника такого рода довольно высока, равно как и ее обслуживание. Если рассматривать полнофункциональную мини-теплоэлектростанцию, то речь идет о суммах в несколько миллионов рублей.

С помощью оборудования этого рода можно обеспечить электроэнергией крупные объекты, как промышленного, так и гражданского целевого использования. Компания «Силовые машины» предлагает турбогенераторы в разных исполнениях.

Например, устройство серии ТА, в частности, модель ТАП-6-2 рассчитана на мощность 6 МВт. КПД такой машины составляет 98%, частота вращения – 3000 об/мин.

Целесообразность эксплуатации

Купить турбинный паровой электрогенератор для домашнего пользования, конечно, можно, только затея эта окупится через десятки лет, если не через сотни, так как стоимость такого оборудования высока, равно как вес и габариты. Поэтому в быту лучше обойтись устройством, работающим на жидком топливе, а турбинный генератор на пару эксплуатировать для энергоснабжения крупных объектов промышленности или сельского хозяйства.

Электрогенераторы для установок котельных сегодня пользуются большой популярностью, так как, начиная с определенных значений мощности, оборудование этого типа проявляет высокую степень производительности. А в домашних условиях при желании, а также при наличии определенных знаний и опыта можно попытаться сделать паровой компактный электрогенератор своими руками. Только если для крупногабаритной техники промежуточным звеном выступает паровая турбина, то в домашних условиях для привода генератора в движение используется двигатель. Однако в этом случае придется решить задачу подключения бойлера.

Как видно, задача по созданию парового генератора не из легких. А на выходе пользователь не получит желаемого уровня КПД ввиду небольших нагрузок на систему. Поэтому, взвесив все «за» и «против» все же лучше эксплуатировать технику по назначению.

И только при наличии твердой уверенности в успехе и опыта в решении подобных задач следует переходить к конструированию парового генератора. В качестве отличного подспорья станут расчеты, на основании которых пользователь сможет определиться с ответом на вопрос, действительно ли подобный механизм оправдает себя в работе.

Таким образом, использование турбинных электрогенераторов, а также мини-ТЭС на базе такой техники сегодня весьма востребовано. Обслуживание крупных объектов, в частности, обеспечение их электроснабжения имеет свои преимущества, а также недостатки. Учитывая высокую стоимость подобной техники, следует для начала рассчитать предполагаемую эффективность ее функционирования.

В быту парогенератор не используется ввиду крупных габаритов оборудования, а также его высокой цены и стоимости обслуживания. Производители изначально рекомендуют применять такую технику, начиная с определенных значений мощностей. Недаром ведь большинство устройств выпускается в исполнении от 100 и выше кВт. Только такие модели позволят увидеть эффективность от эксплуатации паровых турбинных электрогенераторов.

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.

Такие агрегаты позволяют существенно экономить на своей эксплуатации, а также снизить затраты на получение электрической энергии. Именно поэтому, паровые установки зачастую считаются одними из основных рабочих узлов многих электростанций.

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.

Подобное решение должно приниматься строго индивидуально, в зависимости от типов объекта, а также параметров требуемой мощности энергии. Только при таком грамотном подходе можно избежать убыточности в данном вопросе.

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.

Внимательное отношение к данным критериям позволит существенно упростить выбор, тем самым помогаю потребителю получить нужный ему агрегат. Чтобы было более наглядно, рассмотрим несколько моделей паровых электрогенераторов, пользующихся наибольшим спросом.

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.

  • 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 C;
  • производственное давление — от 0,5 до 1,75 МПа;
  • отопительное давление — от 0,07 до 0,25 МПа.
Читайте также:  Генератор из шагового двигателя своими руками

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

  • 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 C;
  • 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.

Разбираемся в достоинствах паровых электрогенераторах

Паровой электрогенератор по уровню экологичности представляет собой альтернативу солнечным батареям, только на порядок более производительную и несколько более доступную. Принцип функционирования такого устройства основывается на преобразовании механической энергии в электрическую, только механизм приводится в движение посредством нагрева воды до точки, когда она переходит в парообразное состояние.

Подробно о назначении

Данный электрогенератор используется в областях, где есть возможность преобразовывать избыточное количество образующегося пара в электрическую энергию. В частности, системы такого рода широко применяются в котельных установках. В совокупности с турбиной и отопительных котлом генератор представляет собой некое подобие мини-ТЭС.

Техника такого рода позволяет удешевить процесс получения электроэнергии, благодаря чему она используется в качестве одного из основных узлов на электростанциях.

Зная принцип, на основании которого функционирует паровой генератор, можно попытаться реализовать его собственными силами, используя электрогенератор и бойлер для подогрева воды.

Устройство и принцип действия

Рассматривая котельную установку, можно выделить три основных узла, участвующих в работе. Это непосредственно сам котел, паровая турбина и электрогенератор. Совокупность двух последних устройств называется турбоагрегатом, что подразумевает наличие кинетической связи между двумя аппаратами. Под это определение подпадает паровой турбинный электрогенератор.

В совокупности все это оборудование позволяет создать мини-ТЭС, которая будет обеспечивать электроэнергией крупные объекты промышленного или гражданского целевого использования.

Принцип действия такой техники, как паровой турбинный электрогенератор, сводится к реализации нескольких этапов процесса:

  1. Котельное оборудование нагревает воду до определенной температуры, при которой она переходит в парообразное состояние.
  2. Пар попадает на лопатки ротора турбины, тем самым приводя его в движение.
  3. Результатом этого процесса является преобразование потенциальной энергии сжатого горячего пара в кинетическую, а затем – в механическую, когда вал турбины начинает движение.
  4. Паровой турбинный электрогенератор вырабатывает электрическую энергию. При этом функция электрогенератора является решающей в данной цепи, так как именно этот узел ответственен за преобразование механической энергии в электрическую.

В зависимости от того, какой мощности необходимо добиться, может быть использовано несколько таких блоков МТЭС, подключенных параллельно друг с другом.

Преимуществ от использования данной техники предостаточно. В первую очередь можно реализовать избыточный пар, производимый отопительным котельным оборудованием. А дополнительно к тому появляется возможность обеспечить электроснабжение крупного объекта без значительных затрат на покупку жидкого или газообразного топлива.

Но, чтобы подобное решение было выгодным, а не убыточным, нужно его реализовать на объекте, обслуживание которого потребует достаточной мощности турбины и генератора.

Критерии выбора

Использование крупногабаритного оборудования, вроде турбоагрегата или мини-ТЭС, оправданно только лишь в случае его использования для электроснабжения крупных объектов (котельных и прочее).

Электрогенератор, функционирующий на пару, может быть выбран, исходя из следующих критериев:

  • Мощность номинальная электрическая и тепловая;
  • Скорость вращения роторов двух основных узлов конструкции (турбины и генератора);
  • Род тока, обычно такое оборудование рассчитано на трехфазный ток, соответственно выходное напряжение будет также трехфазным;
  • Величина давления пара в сжатом и свободном состоянии.

Совокупность электрогенератора и паровой турбины может называться еще турбогенератором. Но в данном случае будет подразумеваться, что используется синхронный генератор.

Обзор моделей

Калужский турбинный завод производит и поставляет в разные страны оборудование для обеспечения объектов разной величины электричеством. В частности паровые турбины отечественного производства Турбопар. Техника такого рода предлагается в различных исполнениях, диапазон мощностей составляет 100-1000 кВт. Ротор генератора и турбины вращается с одинаково высокой скоростью – 3000 об/мин. Охлаждение генератора – воздушное. Давление пара не превышает 0,8 МПа.

По стоимости техника такого рода довольно высока, равно как и ее обслуживание. Если рассматривать полнофункциональную мини-теплоэлектростанцию, то речь идет о суммах в несколько миллионов рублей.

С помощью оборудования этого рода можно обеспечить электроэнергией крупные объекты, как промышленного, так и гражданского целевого использования. Компания «Силовые машины» предлагает турбогенераторы в разных исполнениях.

Например, устройство серии ТА, в частности, модель ТАП-6-2 рассчитана на мощность 6 МВт. КПД такой машины составляет 98%, частота вращения – 3000 об/мин.

Целесообразность эксплуатации

Купить турбинный паровой электрогенератор для домашнего пользования, конечно, можно, только затея эта окупится через десятки лет, если не через сотни, так как стоимость такого оборудования высока, равно как вес и габариты. Поэтому в быту лучше обойтись устройством, работающим на жидком топливе, а турбинный генератор на пару эксплуатировать для энергоснабжения крупных объектов промышленности или сельского хозяйства.

Электрогенераторы для установок котельных сегодня пользуются большой популярностью, так как, начиная с определенных значений мощности, оборудование этого типа проявляет высокую степень производительности. А в домашних условиях при желании, а также при наличии определенных знаний и опыта можно попытаться сделать паровой компактный электрогенератор своими руками. Только если для крупногабаритной техники промежуточным звеном выступает паровая турбина, то в домашних условиях для привода генератора в движение используется двигатель. Однако в этом случае придется решить задачу подключения бойлера.

Как видно, задача по созданию парового генератора не из легких. А на выходе пользователь не получит желаемого уровня КПД ввиду небольших нагрузок на систему. Поэтому, взвесив все «за» и «против» все же лучше эксплуатировать технику по назначению.

И только при наличии твердой уверенности в успехе и опыта в решении подобных задач следует переходить к конструированию парового генератора. В качестве отличного подспорья станут расчеты, на основании которых пользователь сможет определиться с ответом на вопрос, действительно ли подобный механизм оправдает себя в работе.

Таким образом, использование турбинных электрогенераторов, а также мини-ТЭС на базе такой техники сегодня весьма востребовано. Обслуживание крупных объектов, в частности, обеспечение их электроснабжения имеет свои преимущества, а также недостатки. Учитывая высокую стоимость подобной техники, следует для начала рассчитать предполагаемую эффективность ее функционирования.

В быту парогенератор не используется ввиду крупных габаритов оборудования, а также его высокой цены и стоимости обслуживания. Производители изначально рекомендуют применять такую технику, начиная с определенных значений мощностей. Недаром ведь большинство устройств выпускается в исполнении от 100 и выше кВт. Только такие модели позволят увидеть эффективность от эксплуатации паровых турбинных электрогенераторов.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector