Паровые турбины. Газотурбинные установки. Двигатели внутреннего сгорания, страница 3

В настоящее время шаровые турбины достигли большой степени совершенства и являются основным двигателем в стационарной энергетике и на крупных морских судах. Широкое применение паровых турбин объясняется рядом преимуществ их по сравнению с другими тепловыми двигателями. Основными из них являются возможность осуществления агрегатов с большой единичной мощностью, высокая экономичность и надежность работы, относительно небольшие габариты, возможность непосредственного соединения с электрическим генератором, воздухо- и газодувками, а также применения пара с высокими параметрами и глубокого вакуума.

В дореволюционной России строительство паровых турбин широкого распространения не имело. С 1904 г. шаровые турбины строили на Петербургском металлическом заводе, который до 1913 г. выпустил 26 турбин, общая мощность которых не превышала 9000 кВт. Строительство судовых турбин вели на Балтийском и Николаевском судостроительных заводах.

Для осуществления плана ГОЭЛРО Ленинградский металлический завод (ЛМЗ) в 1930 г. начал строить турбины единичной мощностью по 24 и 50 тыс. кВт с начальными параметрами пара 26 – 29 ата и 375 – 400° С. Позже на ЛМЗ были построены турбины мощностью 25 и 50 тыс. кВт с регулируемыми отборами пара. С 1931 г. на Кировском заводе начали строить паровые турбины мощностью 2,5 – 4 и 12 тыс. кВт. Турбины небольшой мощности строили и на Невском машиностроительном заводе им. Ленина (НЗЛ). В 1934 г. начал выпускать турбины мощностью 50 и 100 тыс. кВт Харьковский турбогенераторный завод им. Кирова (ХТГЗ). В 1947 г. на ЛМЗ была создана двухцилиндровая конденсационная турбина мощностью 100 тыс. кВт при 3000 об/мин с высокими начальными параметрами пара (90 ата и 480° С), а затем турбина, рассчитанная на сверхвысокие параметры (170 ата и 550° С) мощностью 150 тыс. кВт.

Предусмотрено дальнейшее развитие турбостроения с сооружением блочных агрегатов мощностью 100, 150, 200, 300 тыс. кВт и выше с применением сверхкритических параметров, производство которых успешно осуществляется.

В транспортных установках (автомобили, мотоциклы, тракторы, тепловозы, морские и речные суда) и во всех других случаях, когда требуются компактные силовые установки малой и средней мощности, наиболее подходящими в настоящее время признаны двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Для малых и средних мощностей (1 – 10000 кВт) среди всех тепловых энергетических установок самыми универсальными являются поршневые ДВС. Поэтому они широко применяются в различных областях народного хозяйства.

Газовые турбины как самостоятельные силовые агрегаты, кроме авиации (турбореактивные двигатели), распространены пока еще меньше, чем паровые турбины и двигатели внутреннего сгорания; газовые турбины применяются на газоперекачивающих компрессорных станциях, на электростанциях (главным образом в качестве резервных, пиковых, установок), на железнодорожных газотурбовозах, а также на некоторых судах и экспериментальных автомобилях. Газовые турбины как вспомогательные силовые агрегаты за последнее время стали широко использоваться в турбопоршневых комбинированных двигателях внутреннего сгорания.

Реактивные двигатели с газовыми турбинами, которые позволяют получать весьма большие скорости движения, заняли господствующее положение в авиации, вытеснив (кроме некоторых тихоходных самолетов, вертолетов, санитарной и сельскохозяйственной авиации) поршневые двигатели внутреннего сгорания.

Инженерно-техническим работникам, работающим в области промышленной теплоэнергетики, в своей практической деятельности больше всего приходится заниматься вопросами эксплуатации тепловых двигателей.

1.2. Тепловые двигатели и их типы

Тепловые двигатели – машины, преобразующие теплоту в механическую работу.

В настоящее время главными источниками получения теплоты являются органическое топливо, которое при химических реакциях окисления и выделяет теплоту, а также ядерное топливо, участвующее в ядерных реакциях.