उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली भाप टरबाइन

उच्च तापमान, उच्च दबाव (एचटीएचपी) स्टीम टरबाइन

उच्च तापमान, उच्च दबाव वाली स्टीम टर्बाइन एक ऐसी स्टीम पावर यूनिट को संदर्भित करती है जो उच्च मुख्य स्टीम दबाव सीमा के भीतर संचालित होती है, और औद्योगिक स्टीम टर्बाइन और बिजली उत्पादन उपकरणों के भीतर एक महत्वपूर्ण श्रेणी का प्रतिनिधित्व करती है।

1. संरचनात्मक विशेषताएं: एचटीएचपी स्टीम टर्बाइन में आमतौर पर दोहरी आवरण वाली संरचना का उपयोग किया जाता है, जिसमें क्षैतिज रूप से विभाजित बाहरी आवरण और लंबवत रूप से विभाजित आंतरिक आवरण शामिल होते हैं। यह संरचना तापीय तनाव वितरण को अनुकूलित करती है और भाप रिसाव के जोखिम को कम करती है। बेयरिंग सपोर्ट नींव से अलग से लगाए जाते हैं, जिससे तापीय विस्तार प्रबंधन में आसानी होती है। आंतरिक आवरण में अक्सर बैरल-प्रकार की संरचना का उपयोग किया जाता है, जिससे सपोर्ट लग्स और लोकेटिंग पिन के माध्यम से सटीक संरेखण प्राप्त होता है। ऊर्ध्वाधर बलों का प्रतिकार करने के लिए दबाव संतुलन क्षेत्र शामिल किए जाते हैं, जिससे परिचालन स्थिरता बढ़ती है।

2. कार्य सिद्धांत एवं वर्गीकरण: टरबाइन भाप के विस्तार के सिद्धांत पर कार्य करती है और ऊष्मीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है। उच्च दाब वाली भाप टरबाइनों को कार्य सिद्धांत के आधार पर आवेग प्रकार और प्रतिक्रिया प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है, जो स्थिर और गतिशील ब्लेडों के भीतर भाप के विस्तार की मात्रा से भिन्न होते हैं। भाप के मापदंडों के आधार पर, उच्च दाब वाली टरबाइनें, निम्न दाब वाली और अन्य प्रकार की टरबाइनों के साथ मिलकर एक श्रेणीबद्ध प्रणाली बनाती हैं।

3. अनुप्रयोग क्षेत्र: उच्च दाब वाले स्टीम टर्बाइन का व्यापक रूप से तापीय ऊर्जा संयंत्रों, बड़े पैमाने पर रासायनिक प्रक्रियाओं (जैसे, अमोनिया संश्लेषण संयंत्रों में कंप्रेसर चलाने के लिए), धातु विज्ञान और समुद्री प्रणोदन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। इनकी उच्च दाब विशेषताएँ इन्हें उच्च शक्ति घनत्व और कुशल ऊर्जा रूपांतरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं।

4. तकनीकी विकास: आधुनिक उच्च दाब वाले स्टीम टर्बाइन उच्च मापदंडों और अधिक क्षमता की ओर विकसित हो रहे हैं, जैसे कि सबक्रिटिकल और सुपरक्रिटिकल इकाइयाँ, ताकि तापीय दक्षता में सुधार हो सके और बिजली की समतुल्य लागत कम हो सके। संरचनात्मक रूप से, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए संयुक्त उच्च दाब और मध्यवर्ती दाब वाले आवरण और मोनो-ब्लॉक फोर्ज्ड रोटर जैसे डिज़ाइन आमतौर पर अपनाए जाते हैं।

एचटीएचपी स्टीम टर्बाइनों के चक्र दक्षता पैरामीटर

एचटीपी स्टीम टर्बाइन की चक्र दक्षता, ईंधन की प्रति इकाई बिजली उत्पादन और उस ईंधन की इकाई के कैलोरी मान के अनुपात को दर्शाती है। एचटीपी स्टीम टर्बाइन उच्च चक्र दक्षता के लिए जानी जाती हैं, जिसका मुख्य कारण निम्नलिखित कारक हैं:

1. टरबाइन उच्च तापमान, उच्च दबाव वाली भाप को सीधे टरबाइन में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जिससे बॉयलर के भीतर आवश्यक कार्य कम से कम हो जाता है और इस प्रकार थर्मल नुकसान कम हो जाते हैं।

2. टरबाइन ब्लेड और नोजल के अनुकूलित डिजाइन से ऊष्मा अपव्यय के नुकसान को कम किया जाता है।

3. उच्च तापमान और उच्च दबाव की स्थितियों में, टरबाइन चरणों के माध्यम से भाप का काफी विस्तार होता है, जिससे ऊर्जा अधिक पूर्ण रूप से मुक्त होती है।

4. तर्कसंगत टरबाइन प्रणाली डिजाइन और थर्मोडायनामिक चक्र अनुकूलन से तापीय ऊर्जा की उपयोग दक्षता में वृद्धि होती है।

उच्च दाब वाली भाप टरबाइन एक घूर्णनशील प्रवर्तक है जो उच्च तापमान और उच्च दाब वाली भाप को अपने कार्यकारी द्रव के रूप में उपयोग करती है। इसका मुख्य कार्य भाप की ऊष्मीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करना है। इसका व्यापक उपयोग विद्युत उत्पादन, औद्योगिक संचालन और ऊर्जा पुनर्प्राप्ति में होता है।

विद्युत उत्पादन में: तापीय या परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के एक प्रमुख घटक के रूप में, उच्च दाब वाली भाप टर्बाइनें विद्युत जनरेटरों को संचालित करती हैं। इनकी विशेषता उच्च इकाई विद्युत उत्पादन और दक्षता है, जो इन्हें बड़े बेसलोड पावर स्टेशनों या संयुक्त ताप और विद्युत (सीएचपी) प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाती है।

औद्योगिक प्रक्रियाओं में: ये कंप्रेसर, पंप और पंखे जैसी बड़ी मशीनों को सीधे संचालित करते हैं, विशेष रूप से पेट्रोकेमिकल, उर्वरक और धातुकर्म उद्योगों में। ये उच्च-लोड वाले उपकरणों के लिए स्थिर शक्ति प्रदान करते हैं और निष्कर्षण या बैक-प्रेशर निकास भाप के माध्यम से प्रक्रिया तापन की मांगों को पूरा कर सकते हैं, जिससे ऊर्जा का क्रमिक उपयोग संभव हो पाता है।

तकनीकी लाभ: अति उच्च दाब और सुपरक्रिटिकल चक्र जैसे उन्नत पैरामीटर डिज़ाइनों के माध्यम से, उच्च दाब वाली भाप टर्बाइनें 40% से अधिक ऊष्मीय दक्षता प्राप्त कर सकती हैं, और कुछ संयुक्त-चक्र प्रणालियाँ 50% से भी अधिक दक्षता प्राप्त कर सकती हैं, जिससे ऊर्जा खपत और उत्सर्जन में कमी आती है। इनका घूर्णन तंत्र लंबी सेवा अवधि और स्थिर रखरखाव अंतराल भी प्रदान करता है।

सहायक प्रणाली समर्थन: उच्च दबाव वाले तेल पंप स्नेहन की आपूर्ति करते हैं, तेल के दबाव को नियंत्रित करते हैं और आपातकालीन शटडाउन कार्यों को सक्षम बनाते हैं, जिससे सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित होता है।