Dampfkraftanlagen sind einer der vielseitigsten und ältesten Kraftmaschine Technologien noch in der allgemeinen Produktion verwendet werden, um einen Generator oder mechanische Maschinen zu fahren. Stromerzeugung mit Dampfturbinen wird seit etwa 100 Jahren, als sie ersetzt Kolbendampfmaschinen aufgrund ihrer höheren Effizienz und niedrigeren Kosten. Die meisten der heute in den Vereinigten Staaten produzierte Strom wird durch konventionelle Dampfkraftwerken erzeugt. Die Kapazität von Dampfturbinen kann von 50 kW bis zu mehreren hundert MW für große Großkraftwerken liegen. Dampfturbinen sind weit verbreitet für KWK-Anwendungen in den USA und Europa eingesetzt.
Im Gegensatz zu Gasturbinen-und Kolbenmotor KWK-Anlagen, wo die Wärme ist ein Nebenprodukt der Stromerzeugung, Dampfturbinen erzeugen in der Regel Strom als Nebenprodukt Wärme (Dampf)-Generation. Eine Dampfturbine ist gefangen in einem separaten Wärmequelle und nicht direkt in elektrische Energie umwandeln Kraftstoff. Die Energie wird aus dem Kessel zur Turbine durch Hochdruckdampf überführt, die wiederum treibt die Turbine und Generator. Diese Trennung der Funktionen ermöglicht Dampfturbinen mit einer enormen Vielfalt an Brennstoffen betrieben werden, variierend sauberem Erdgas, feste Abfälle, einschließlich aller Arten von Kohle, Holz, Holzabfälle und landwirtschaftliche Nebenprodukte (Zuckerrohr-Bagasse, Obstkerne und Reishülsen). In KWK-Anwendungen wird Dampf bei niedrigerem Druck aus der Dampfturbine entnommen und direkt in einem Prozess oder für Fernwärme verwendet werden, oder es kann zu anderen Formen der Wärmeenergie mit warmen oder gekühlten Wasser umgewandelt werden.
Diese Anlagen bieten eine breite Palette von Designs und Komplexität, um die gewünschte Anwendung und / oder Leistungsspezifikationen entsprechen. Dampfturbinen für Utility Service kann mehrere Druckgehäuse und aufwendige Design-Merkmale, die alle auf die Effizienz des Kraftwerks zu maximieren. Für industrielle Anwendungen sind diese Anlagen in der Regel einfachere einzigen Gehäuse-Design und für Zuverlässigkeit und Kostengründen weniger kompliziert. KWK kann sowohl Versorgungs-und Industrieturbinenkonstruktionen angepasst werden.
Während Dampfturbinen selbst wettbewerbsfähig im Vergleich zu anderen Antriebsmaschinen preiswert, sind die Kosten der komplette Kessel / Dampfturbine KWK-Systeme für ein pro kW Kapazität Grundlage relativ hoch wegen ihrer niedrigen Stromkennzahl; die Kosten für den Kessel, Betankungsdienste und insgesamt, dass die Systeme; und die benutzerdefinierte Natur der meisten Installationen. So, das sind gut geeignet, um Turbinen ittel-und große institutionelle und industrielle Anwendungen, bei denen kostengünstige Brennstoffe wie Kohle, Biomasse, verschiedene feste Abfälle und Nebenprodukte (z. B. Holz-Chips, etc.), Restöl-Raffinerie und Raffinerie Gase sind. Aufgrund der relativ hohen Kosten des Systems, einschließlich Kessel, Kraftstoff-Behandlungssystem, Kühler, Kühlturm und Rauchgasreinigung, werden hohe Jahreskapazität Faktoren erforderlich, um eine angemessene Wiederherstellung des investierten Kapitals zu ermöglichen.
Industrie-und KWK-Anwendungen
Dampfturbine-basierte KWK-Anlagen werden vor allem in Industrieprozessen, bei denen feste Brennstoffe oder Abfälle sind für Kessel bereithalten eingesetzt. In KWK-Anwendungen ist dies von der Turbine entnommen und direkt in einem Prozess oder für Fernwärme verwendet werden, oder es kann zu anderen Formen der Wärmeenergie einschließlich Warmwasser-oder Kaltwasser umgewandelt werden. Die Turbine kann einen elektrischen Generator oder Geräte wie Kesselspeisewasserpumpen, Prozesspumpen, Kompressoren und Kältemaschinen Kälte zu fahren. Turbinen Industrie Treiber sind fast immer ein einzelnes Gehäuse Maschine, entweder einstufig oder mehrstufig, Kondensieren oder nicht kondensierend abhängig von den Bedingungen und dem Wert des Dampfes. Diese Anlagen können mit einer einzigen Geschwindigkeit betrieben werden, um einen elektrischen Generator antreiben oder arbeiten in einem Drehzahlbereich, ein Kühlkompressor zu fahren. Für nicht-kondensierenden Anwendungen ist es von der Turbine bei einem Druck und Temperatur, die ausreichend für die KWK-Wärmeanwendung erschöpft.
Dampfturbinenanlagen sind sehr häufig in Papiermühlen gefunden, wie es in der Regel eine Vielzahl von Ersatzbrennstoffen aus Schweine Kraftstoff Schwarzlauge Erholung. Chemieanlagen sind die nächste Moset gemeinsamen industriellen Anwender dieser Turbinen, gefolgt von Primärmetallen. Es gibt eine Vielzahl von anderen industriellen Anwendungen, einschließlich der Lebensmittelindustrie, insbesondere Zuckerfabriken. Es gibt kommerzielle Anwendungen. Viele Universitäten haben Kohle angetrieben KWK-Erzeugungsleistung mit Dampfturbinen. Einige dieser Einrichtungen sind Mischen Biomasse, um ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren.
Kombikraftwerke
Der Trend in der Kraftwerk-Design ist die kombinierten Zyklus, der eine Turbine in einem Grundprozess mit einer Gasturbine beinhaltet. Dampf in der Wärmerückgewinnung erzeugt der Generator (HRSG) der Gasturbine wird verwendet, um eine Turbine anzutreiben, um zusätzlich Strom zu erhalten und zu verbessern Zyklus Effizienz. Eine Extraktion kondensierend Typ dieser Turbine kann in kombinierten Zyklen verwendet werden und für KWK-Anwendungen entwickelt werden. Es gibt viele große unabhängige Kombikraftwerke mit Erdgas betrieben, die Strom in das Stromnetz und Dampf, um eine oder mehrere industrielle Kunden.
Fernwärmesysteme
Es gibt viele Städte und Hochschulen, die Dampf-Fernwärmeanlagen, wo das Hinzufügen einer Turbine zwischen dem Kessel und dem Verteilungssystem kann eine attraktive Anwendung sein müssen. Oft ist der Kessel in der Lage, Mitteldruckdampf, sondern das Verteilersystem benötigt nur geringe ps. In diesen Fällen erzeugt die Turbine Elektrizität mit dem höheren Dampfdruck, und leitet Niederdruckdampf in das Verteilersystem.
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