Buxar generatoru, mayenin, əksər hallarda suyun buxara çevrilməsi üçün hazırlanmış xüsusi bir avadanlıqdır. Maye bir qədər yanacaq yandırıldıqda istilənir: odun, kömür, neft və ya təbii qaz.
Bir mayenin qaz halına keçməsi bir enerji mənbəyi olaraq istifadə edilə bilən təzyiq və daha sonra genişlənmə yaradır.
Buxarla işləyən pistonlar fabriklərin, dəmir yolu lokomotivlərinin, buxar qayıqlarının və bir çox digər mexaniki avadanlıq növlərinin inkişafında mühüm rol oynamışdır.
Sənaye buxar generatorunun mühəndislik sahəsindəki ilk istifadələrindən biri buxar lokomotivi idi. Taxta və ya kömür şəklində yanacaq ocağa verilirdi. Nəticədə istilik xüsusi bir çəndə saxlanılan suyu qızdıran bir boru sistemi vasitəsilə yönəldildi.
İstilik qaynama nöqtəsinə çatdıqdan sonra, buxardan yaranan enerji, daha sonra lokomotivin təkərlərini döndərən pistonları hərəkətə gətirdi. Buxar enerjisinin əsas funksiyası qatarın hərəkəti idi, eyni zamanda əyləc və fitlərdə də fəal şəkildə istifadə olunurdu.
Buxar qazanları ilə müqayisədə, buxar generatorları daha az polad ehtiva edir və bir çox kiçik şlanq yerinə bir buxar bobini istifadə edir. Xüsusi bir su nasosu bir hortumdan davamlı su vurmaq üçün istifadə olunur.
Buxar generatoru, gələn istilik suyunu bir dəfə istilik bobini istifadə edərək buxara çevirmək üçün dizaynında birdəfəlik məcburi su təchizatı istifadə edir.
Su bobindən keçərkən yanan qazlardan istilik ötürülür və suyun buxarlanmasına səbəb olur. Jeneratörün dizaynı, buxar və su arasında boş yer olduğu bir buxar kollektorundan istifadə etmir, buna görə 99.5% buxar keyfiyyətinə çatmaq üçün bir nəm / buxar ayırıcı istifadə etmək lazımdır.
Generatorların böyük istifadə etməməsi səbəbindən təzyiq çəni dizaynlarında, alov borularında olduğu kimi, çox vaxt çox kiçik və asanlıqla başlayırlar, bu da qısa müddətdə az miqdarda buxarın lazım olduğu vəziyyətlər üçün idealdır.
Bununla birlikdə, bu, enerji istehsal xərcləri ilə əlaqələndirilir, çünki generatorlar aşağı səmərəliliyə malikdirlər və buna görə də həmişə müxtəlif vəziyyətlərdə kifayət qədər buxar çıxara bilmirlər.
Dizaynlarına və iş prinsiplərinə görə buxar generatorları digər buxar qazan sistemlərinə bənzəyir, eyni zamanda onlardan tamamilə fərqlənir.
Bunlar, ilk baxışdan, əhəmiyyətsiz fərqlər, bir qayda olaraq qazanxanalardan daha az güclü, lakin bir sıra üstünlüklərə malik olan sistemin bütün fəaliyyətini dəyişdirir.
Məsələn, buxar generatorları dizayn baxımından daha sadədir, bu da daha sürətli işə başlamalarını təmin edir və işləməsi tam miqyaslı sənaye qazanından daha asandır. Ölçülərinə görə daha kiçikdirlər və bunları daha çox yönlü edir və məhdud yerlərdə işləyərkən tez-tez köməkçi qazan kimi görünə bilər.
Tez-tez köməkçi qazanlar kimi istifadə olunmasının növbəti səbəbi olduqca asan və tez işə düşmələridir.
Kompakt dizaynı, tək bobini və nisbətən daha az su tutumu sayəsində bu maşınlar tam miqyaslı qazanlarla müqayisədə daha qısa müddətdə işə salına və tam gücü ilə işləyə bilər və bu da onları təcili vəziyyətlərdə faydalı edir.
Yarış velosipedini hərbi tankla müqayisə etmək kimidir - birincisi daha sürətli sürətlənir və sürətlə qaçır, lakin çox güclü deyil, ikincisi başlamaq üçün çox vaxt tələb edir, lakin nəticədə daha güclü bir avtomobildir. Ümumiyyətlə, tam miqyaslı qazanlarla müqayisədə çox daha ucuz başa gəlsələr də, buna ehtiyac olmayan işlərə daha çox tələb ola bilərlər yüksək səviyyələr cüt.
Buxar enerjisini düşündüyünüzdə, buxar mühərriklərini və ya şişkin lokomotivləri təsəvvür edə bilərsiniz. Bununla birlikdə, sənaye buxar generatorlarının bir çox istifadəsi var:
Bir elektrik generatoru elektrik enerjisinin təxminən 97% -ni buxardan çevirə bilər. Avtomatik təhlükəsizlik nəzarəti - məsələn, maye səviyyəli tənzimləyici - lazımi suyun səviyyəsini saxlayır və suyun səviyyəsi normadan aşağıya düşsə generatoru söndürür.
Bu funksionallığı olan buxar generatorları həddindən artıq istiləşmədən davamlı işləyə bilər.
Paslanmayan polad buxar generatorları var ən yaxşı seçimlər lazım olduqda kifayət qədər təmiz buxar. Paslanmayan polad buxarla çirklənmə ehtimalını azaldır.
Bobin qazanları kimi bənzər bir istilik köçürmə konsepsiyasını izləyirlər, lakin tutumundan asılı olaraq daha yüksək təzyiqlər yarada bilərlər. Əsasən elektrik stansiyalarında istifadə olunurlar.
Buxar təzyiqi bəzi buxar maşınlarında bərabər ola bilər və maksimum su təzyiqini 221 bar-dan çox ola bilər. Bu yüksək təzyiqli maşınlarda buxar istiliyi 500 dərəcə Selsiyə çata bilər.
İstilik bərpa buxar generatoru və ya istilik dəyişdiricisi buxar buludlarını yüksək təzyiq altında toplayır və daha az güclü buxar mühərriklərinə güc vermək üçün istilik dəyişdiricilər zəncirindən tükəndikdən sonra buxardan istifadə edir.
Bu bərpa edilmiş buxar, bu alt təzyiq generatorlarında da istilənmək üçün istifadə edilə bilər sənaye müəssisələri ya da evlər.
Nüvə buxar generatorlarının iki əsas növü vardır: (BWR), ilə reaktor isti su və (PWR), təzyiqli su reaktoru. BWR-dəki su nüvə reaktorunun içərisindəki buxara çevrilir və tankın xaricindəki turbinə gedir.
PWR suyu 100 bar üzərində təzyiq altındadır və reaktorda suyun qaynama prosesi baş vermir.
Günəş buxar generatorları buxar istehsalının ən təmiz yoludur. Su günəş panelinin içindəki borulardan keçir.
Günəş suyu qızdırır, sonra su buxar turbinindən keçir və elektrik yaradır. Bu tip buxar generatoru tullantı yaratmır və ətraf mühiti çirkləndirmir.
Buxar generatorları istilik şəklində ayrılan enerjini müxtəlif proseslərdə yaratmaq və istifadə etmək və mexaniki və elektrik enerjisi kimi daha faydalı formalara çevirmək üçün istifadə olunur.
Yaranan istilik elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə olunur və ya başqa bir sənaye prosesinin yan məhsulu olaraq işlənir.
Dərhal istilik mənbəyi ümumiyyətlə nüvə elektrik stansiyasındakı radioaktiv yanacaq kimi çirklənir, buna görə buxar istehsalında ilk addım bu istiliyin ötürülməsidir Təmiz su istilik dəyişdiricisindən istifadə etmək.
Bu, benzin və s. Kimi yanacağın temperaturunu qapalı bir dövrədə dövr edən istilik mənbəyi ilə artırmaqla həyata keçirilir. Yanacaq da öz növbəsində su çənini çirkləndirmədən qızdırır.
Buxarın yaradılması
İsti yanacaq buxar yaratmaq üçün su banyosunda dövriyyəyə buraxılır. Bir neçə fərqli həndəsə var, amma prinsip eynidır.
Qızdırılan maye su ilə səth təmasını artırmaq və istilik ötürülməsini sürətləndirmək və buxar əldə etmək üçün bir neçə kiçik borudan boşaldılır.
Müasir nüvə və kömürlə işləyən elektrik stansiyalarında istehsal olunan buxar çox vaxt kritik şərtlərdə və ya daha yüksəkdir kritik nöqtə suyun faz diaqramında (374 dərəcə Selsi və 22 MPa).
İstiliyin elektrik enerjisinə çevrilməsi
Superkritik buxar enerji ilə həddindən artıq yüklənir. Buxar enerjisi buxar turbinindən keçərək mexaniki enerjiyə çevrilir. Yüksək təzyiq buxar bir çox meylli turbin bıçağına basaraq onların fırlanmasına səbəb olur.
Bu mexaniki enerji, elektrik generatorunu idarə etmək üçün buxar turbininin fırlanma enerjisindən istifadə edərək elektrik enerjisinə çevrilir. Şəkildə göstərilən turbin 65 meqavat elektrik enerjisi istehsal edə bilər.
Hər yanacaq növü suyun istiləşməsi üçün istilik mənbəyidir. Sadəcə, hər biri bunu fərqli şəkildə edir. Bəziləri ekoloji cəhətdən təmizdir, bəziləri isə ətraf mühitə kifayət qədər güclü təsir göstərir.
Batareya, amma daha yüksək performansa malikdir, bu cür cihazların mövcudluğundan danışmaq olmaz. Bu cür vahidlərin işi suyun buxara çevrilənə qədər qızdırılaraq mexaniki qüvvənin elektrik gücünə çevrilməsindən ibarətdir. İstədiyiniz mexanizmi hərəkətə gətirən bu qüvvədir.
Bu cür vahidləri müasir sənayenin bu sahələrində və ya istifadə etmək mantiqidir məişət sferası, elektrik enerjisinə çevrici olaraq istifadə edilə bilən kifayət qədər böyük bir buxarlanma olduğu yerdə. Bir qazan və bir turbinlə birlikdə bir növ istilik elektrik stansiyası meydana gətirdiyi qazanxanalarda geniş istifadə olunan buxar generatorlarıdır.
Bu cür vahidlər istismarda əhəmiyyətli dərəcədə qənaət edə bilər və elektrik enerjisi istehsalının maya dəyərini azalda bilər. Bu səbəbdən buxar stansiyaları bir çox elektrik stansiyalarının əsas işləyən birliklərindən biri hesab olunur.Bundan əlavə, iş prinsipini və buxar generatorlarının dizayn xüsusiyyətlərini öyrənirsinizsə, müəyyən vasitələrdən istifadə edərək onları özünüz həyata keçirməyə cəhd edə bilərsiniz. Ancaq bu xüsusiyyət bir az sonra müzakirə ediləcək.
Onlara görə dizayn xüsusiyyətləri qazanxanalar kifayət qədər bənzər bir quruluşa malikdir. Bunlara həlledici sayılan bir neçə işləyən qovşaq daxildir - birbaşa özü və turbin... Son iki komponent bir-biri ilə kinetik bir əlaqə yaradır və bu cür sistemlərin növlərindən biri buxar tipli turbin elektrik generatorudur.
Daha qlobal olaraq, bu cür qurğular daha kiçik olsa da tam hüquqlu istilik elektrik stansiyalarıdır. İşləri sayəsində yalnız mülki obyektləri deyil, həm də böyük sənaye sahələrini elektrik enerjisi ilə təmin edə bilirlər.
Eyni buxar elektrik generatorları aşağıdakı əsas nöqtələrə endirilir:
Bu cür buxar qurğularının dizaynına daxil olan elektrik generatoru həlledicidir. Bunun səbəbi mexaniki enerjini elektrik enerjisinə ötürən elektrik generatorlarıdır.
Və ən qısa müddətdə ən sadə buxar generatorunu edə bilərsiniz. Belə bir cihaz demək olar ki, bütün yanacaqlardan elektrik cərəyanı yarada bilər; yanan hər şey istifadə ediləcəkdir. Bu çubuqlar, sərt spirt, bir şam, ağac qabığı, quru ot və s. Yürüyüş səfərinə çıxarkən belə bir generatoru özünüzlə götürə bilərsiniz. Cib telefonunu doldurmaq və ya işıqlandırma üçün bir neçə LED yandırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Mühərrik tək bir pistondur, sürüşmə valflıdır.
Montaj üçün materiallar və alətlər:
- ən azı 8 mm diametrli bir televiziya və ya radio antenasından bir boru parçası;
- bir piston cütü yaratmaq üçün kiçik bir boru (santexnika mağazasında almaq olar);
- mis tel (diametri 1,5 mm, makaralarda tapıla bilər və ya alınır);
- qoz-fındıq, bolt və vintlər;
- bir volan istehsalı üçün qurğuşun (köhnə olaraq tapıla bilər) avtomobil batareyaları, balıq ovu və ya satın alma);
- ağac çubuqlar;
- velosipeddən çıxanlar;
- stend yaratmaq üçün kontrplak və ya tekstolit;
- bir boru;
- bir banka zeytun və ya oxşar.
Buxar generatoru istehsalı prosesi:
Birinci addım. Şematik diaqram generator
Diaqram mexanizmin necə işlədiyini göstərir. Yəni, birləşdirən çubuq vasitəsilə pistona birləşdirilmiş bir krankdır. Sistemdə ayrıca iki kanaldan birini açan və bağlayan bir valf (makara) var. Piston altındakı ölü mərkəzdə olduqda, makara kanalı açır və təzyiqli buxar silindrə daxil olur. Ölü mərkəzə çatan makara buxar tədarükünü dayandırır və buxarı buraxmaq üçün silindrini açır, daha sonra piston aşağı düşür. Klassiklərdə qarşılıqlı hərəkətlər bir krankla generator milinin fırlanmasına çevrilir.
Üçüncü parçaya bir metal yuyucusu əlavə edilməlidir; qurudulduqdan sonra hər şey soyuq qaynaqla da düzəldilməlidir. Qaynaq quru olduqda, dikişlər maksimum möhkəmlik və möhkəmlik üçün epoksi ilə örtülməlidir.
Üçüncü addım. Piston və birləşdirici çubuq istehsalı
Piston 7 mm diametrli bir boltdan hazırlanır. Bunu etmək üçün onu bir köməkçiyə düzəltməlisiniz və üstünə bir mis tel çəkməlisiniz, ümumilikdə telin diametrindən asılı olaraq təxminən 6 dönüş etməlisiniz. Daha sonra tel epoksi ilə hopdurulur. Cıvatanın artıq kənarı kəsilə bilər. Sonra, qatran quruduqda, pistonu silindr diametrinə uyğunlaşdırmaq üçün zımpara ilə işləməli olacaqsınız. Nəticədə, piston asanlıqla hərəkət etməlidir, ancaq havanın keçməsinə imkan verməməlidir.
Birləşdirici çubuğu pistona bağlamaq üçün xüsusi bir mötərizə etməlisiniz, təbəqə alüminiumdan hazırlanır. "P" hərfi şəklində bükülməlidir, kənarlarında deliklər açılmış, çuxurun diametri içərisinə velosiped ucluğu qoyulacaq şəkildə olmalıdır. Mötərizə pistona yapışdırılır.
Dördüncü addım. Makara və üçbucaq
Üçbucağın bir metal təbəqədən kəsilməsi lazımdır, içərisində üç delik açılır. Makara pistonuna gəldikdə, uzunluğu 3,5 mm-dir, makara borusundakı sərbəst hərəkətinə nail olmaq lazımdır. Kökün uzunluğu fərqli ola bilər, hamısı volandan asılıdır.
Dəstəklər ən yaxşı çubuqlardan hazırlanır, ayrıca seçilir. Piston çubuğu krankına gəldikdə, 8 mm, makaranın kranku isə 4 mm olmalıdır.
Buxar enerjisinin praktik tətbiqi fikri yeniliklərdən uzaqdır; sənaye miqyasında buxar turbinlərinin istifadəsi çoxdan həyatımızın bir hissəsidir. Müxtəlif elektrik stansiyalarında və istilik elektrik stansiyalarında quraşdırılmış bu qurğular evlərimizin 99 faizini elektrik enerjisi ilə təmin edir. Bununla birlikdə, bəzi sənətkarlar istilik enerjisini evdə elektrik enerjisinə çevirmə prinsipini tətbiq etməyi bacarırlar. Bunun üçün bir ev buxar turbini minimum ölçü və güc. Evdə necə yığılacağı bu məqalədə müzakirə olunacaq.
Əslində buxar turbinləri hissəsi yanacaq enerjisini elektrik enerjisinə, bəzən istiyə çevirmək üçün hazırlanmış kompleks bir sistemdir.
Hazırda bu metod iqtisadi cəhətdən səmərəli hesab olunur. Texnoloji cəhətdən bu belə olur:
Qeyd.Ən yaxşı halda buxar turbininin səmərəliliyi 60% -ə çatır və bütün sistemin səmərəliliyi 47% -dən çox deyil. Yanacağın enerjisinin əhəmiyyətli bir hissəsi istilik itkisi ilə gedir və valların fırlanması zamanı sürtünmə gücünün aşılmasına sərf olunur.
Aşağıdakı funksional diaqram bir qazan qurğusu, elektrik generatoru və digər sistem elementləri ilə birlikdə buxar turbininin işləmə prinsipini göstərir:
Əməliyyat səmərəliliyinin azalmasının qarşısını almaq üçün, bıçaqların maksimum dizayn sayı rotor şaftında yerləşir. Eyni zamanda, xüsusi möhürlər vasitəsi ilə stator yuvası ilə aralarında ən kiçik boşluq təmin edilir. Sadə sözlərlə bütün boşluqlar minimuma endirilir ki, buxar mühitin içərisində “boş yerə fırlanmasın”. Bıçaq elə hazırlanmışdır ki, buxarın genişlənməsi yalnız nozzle çıxışında deyil, həm də girintisində davam etsin. Bunun necə baş verdiyi buxar turbininin iş sxemində əks olunur:
Qeyd etmək lazımdır ki, bıçaqlara dəydikdən sonra təzyiqi aşağı düşən işçi maye, birinci blokdakı iş dövrü bitdikdən sonra dərhal kondensatora daxil olmur. Axı, hələ də kifayət qədər istilik enerjisi təmin edir və buna görə buxar boru kəmərləri ilə ikinci birimə göndərilir. aşağı təzyiq, başqa bir dizayndakı bıçaqlar vasitəsi ilə yenidən mil üzərində hərəkət edir. Şəkildə göstərildiyi kimi bir buxar turbini cihazı bir neçə belə bölməni əhatə edə bilər:
1 - çox qızdırılan buxar təchizatı; 2 - iş sahəsini bloklamaq; 3 - bıçaqları olan rotor; 4 - mil; 5 - kondensatora işlənmiş buxar çıxışı.
Məlumat üçün. Generator rotorunun fırlanma sürəti 30000 dövr / dəq, buxar turbininin gücü isə 1500 MVt-a çata bilər.
Bir çox İnternet mənbəyi evdə və az sayda alətdən istifadə edərək bir qalay qabdan mini buxar turbininin hazırlandığı bir alqoritmi dərc edir. Konservin özünə əlavə olaraq, alüminium məftil, şeridi və pervaneyi kəsmək üçün kiçik bir qalay parçasına, həmçinin bağlayıcılara ehtiyacınız olacaq.
Bankanın qapağında 2 delik açılır və borunun bir parçasına lehimlənir. Bir metal turşu çarxı, hərf P şəklində əyilmiş bir şeridə əlavə edilmiş bir parça metaldan kəsilir, sonra şerid ikinci çuxura vidalanaraq, pervaneyi bıçaqların boruya qarşı olması üçün yerləşdirilir. Əməliyyat zamanı edilən bütün texnoloji deliklər də möhürlənmişdir. Məhsul bir tel dayaq üzərində qurulmalı, bir şprisdən su ilə doldurulmalı və aşağıdan quru bir yanacaq alovlandırılmalıdır. Bir buxar turbininin təyin olunmamış rotoru borudan qaçan buxar tökülməsindən dönməyə başlayacaq.
Belə bir dizaynın yalnız bir prototip, oyuncaq rolunu oynaya biləcəyi aydındır, çünki bu əl istehsalı buxar turbini heç bir məqsəd üçün istifadə edilə bilməz. Güc çox kiçikdir və heç bir səmərəlilikdən söhbət gedə bilməz. Onun nümunəsində bir istilik mühərrikinin işləmə prinsipini göstərmək mümkün olmadıqca.
Mini güc generatoru əslində köhnə bir metal çaydandan hazırlana bilər. Bunun üçün çaydanın özünə əlavə olaraq nazik divarları olan bir mis və ya paslanmayan polad boruya, bir kompüter soyuducusuna və kiçik bir təbəqə alüminium parçasına ehtiyacınız olacaq. Bıçaqları olan yuvarlaq bir pervane, buxar turbininin hazırlanacağı sonuncudan kəsilir az enerji.
Elektrik mühərriki soyuducudan çıxarılır və pervane ilə eyni oxa quraşdırılır. Nəticədə cihaz yuvarlaq bir alüminium qutuya quraşdırılmışdır; çaydanın qapağı əvəzinə ölçüyə uyğun olmalıdır. Borunun lehimləndiyi sonuncunun dibində bir çuxur hazırlanır və çöldən bir bobin düzəldilir. Gördüyünüz kimi, bir buxar turbininin dizaynı gerçəkliyə çox yaxındır, çünki bobin superheater rolunu oynayır. Borunun ikinci ucu, təxmin etdiyiniz kimi, doğaçlama pervane bıçaqlarına gətirilir.
Qeyd. Cihazın ən çətin və vaxt aparan hissəsi bobindir. Bunu et mis boru paslanmayan poladdan daha yüngül, lakin uzun sürməyəcəkdir. Açıq bir atəşlə təmasdan, mis super qızdırıcı tez bir zamanda yanacaq, buna görə paslanmayan bir borudan özünüz etmək daha yaxşıdır.
Çaydana su tökərək işə salılmış qazın üstünə qoyaraq borudan çıxan buxar qaynadıqda elektrik motorunun çıxışında bir EMF-nin görünməsi üçün kifayət qədər enerji olduğuna əmin ola bilərsiniz. Bunu etmək üçün ona bir LED fənər bağlamalısınız. Ampülləri gücləndirməklə yanaşı, buxar turbininin digər istifadələri də mümkündür, məsələn, mobil telefon batareyasını doldurmaq üçün.
Bir mənzildə və ya xüsusi bir evdə belə bir mini elektrik stansiyası sadə bir oyuncaq kimi görünə bilər. Ancaq bir dəfə gəzintiyə çıxarkən və elektrik generatoru olan bir turbo elektrikli çaydanı götürsəniz, funksionallığını qiymətləndirə bilərsiniz. Bəlkə də bu müddət ərzində turbinin başqa bir məqsədini tapa biləcəksiniz. Çaydandan gəzinti generatoru hazırlamaq barədə daha çox məlumat videoya baxaraq tapa bilərsiniz:
Təəssüf ki, buxar mühərrikləri struktur cəhətdən olduqca mürəkkəbdir və gücü ən az 500 Vt-a çatan evdə bir turbin etmək çox çətindir. Türbin istismar sxeminə riayət olunmasını təmin etmək üçün çalışırsınızsa, komponentlərin dəyəri və sərf olunan vaxt əsassız olacaq, səmərəlilik ev istehsalı% 20-dən çox olmayacaq. Yəqin ki, hazır bir dizel generatoru almaq daha asandır.
