FAKULTET POLITEHNIČKIH NAUKA TRAVNIK
SEMINARSKI RAD
Predmet: TOPLOTNE TURBOMAŠINE
Tema:
INDUSTRIJSKE TURBINE
Mentor: Student:
PROF. DR MILAN PLAVŠIĆ MILORAD DEVIĆ
2
Sadržaj
Uvod.................................................................................................................................................3
Parne turbine....................................................................................................................................4
Radni procesi u parnoj turbini........................................................................................................5
Podjela parnih turbina......................................................................................................................8
Protivpritisne turbine......................................................................................................................8
Gasne turbine...................................................................................................................................9
Industrijske turbine........................................................................................................................11
Zaključak........................................................................................................................................14
4
Parne turbine
Toplotne turbine predstavljaju mašine u kojima se prvo toplotna energija pretvara u kinetičku
energiju uređene struje fluida, a potom ta energija u mehanički rad u obliku obrtanja rotora. Dva
su osnovna dijela svake turbine: stator sa nepokretnim statorskim lopaticama, smještenim u
kućištu i radno kolo sa rotorskim lopaticama, razmještenim po obodu diska.
Slika 1. Jednostepena toplotna turbine
Sve termodinamičke promjene i transformacija energije se ostvaruje u kanalima koje obrazuju
rotorske i statorske lopatice, kroz koje radni fluid struji. Jedno ili više radnih kola pričvršćeno je
na vratilo, kojim se obrtni moment preko spojnice prenosi na radnu mašinu. Vratilo sa jednim ili
više radnih kola čini turbinski rotor. Da radni fluid ne bi izlazio u okolinu, radni prostor je
zatvoren kućištem turbine, koje istovremeno štiti rotor od stranih elemenata i eventualnih
oštećenja. Rotor leži u potpornim nosivimležajevima, koji preuzimaju radijalne sile, dok
aksijalnu silu preuzima aksijalni ležaj. S druge strane, nosivi i aksijalni ležaji služe za aksijalno
i radijalno vođenje rotora, odnosno za osiguranje aksijalnog i radijalnog zazora pri okretanju. Na
mjestima gdje rotor prolazi kroz kućište ugrađuju se labirintni bezdodirni zaptivači, radi
sprečavenja promicanja radnog fluida u okolinu. Da bi se toplotna energija pretvorila u
kinetičku energiju uređene struje, neophodni su za to odgovarajući elementi u vidu kanala sa
promjenljivim presjecima, koji čine sprovodni aparat ili nepokretnu rešetku (pretkolo) jedne
turbine. Para iz sprovodnog ulaze u radno kolo sa povećanom brzinom, gdje se kod reakcionih
turbina nastavlja proces pretvaranja toplotne energije u kinetičku energiju uređene struje. U
radnom kolu eventualno može biti nastavljeno dalje širenje radnog fluida. S druge strane, oblik
kanala radnog kola mora omogućiti prenošenje kinetičke energije fluidne struje na rotor.
Sprovodne i radne lopatice poređane po obimu pretkola i kola obrazuju kanale, u kojima se vrše
odgovarajuće termodinamičke promjene i prenos energije. Oni se obično nazivaju rešetke
5
pretkola i rešetke kola. U slučaju kada su lopatice ili mlaznice u rešetkama pretkola poređane
samo na jednom njegovom dijelu, radi se o pretkolu odnosno o turbini sa parcijalnim punjenjem.
Radni fluid mogu biti različiti fluidi, ali u postojećim parnim turbinama to su gotovo uvijek
vodena para, a u gasnim turbinama produkti sagorijevanja i helijum (u zatvorenom ciklusu), kao
i vazduh, lako dostupan iz okolne atmosfere. Postrojenja sa zatvorenim ciklusom, koja se rjeđe
primjenjuju zbog svoje složenosti, ponekad rade sa freonom, amonijakom, ugljendioksidom ili
binarnom smješom nekih od navedenih fluida.
Slika 2. Višestepena turbine (Parsonsova)
Radni procesi u parnoj turbine
Stupanj parne turbine predstavlja vijenac usmjeravajućih lopatica ili mlaznica i vijenac radnih
lopatica koji slijedi iza usmjeravajućih lopatica. Razlikujemo radne procese u stupnju
jednostepene turbine i stupnju višestepene turbine, kao i u stupnjevima akcione i reakcione
turbine. Objašnjenje radnog procesa u stupnju može se uraditi na primjeru jednostepene akcione
turbine. Kinematika strujanja pare u protočnom dijelu akcionog stupnja parne turbine. U turbinu
se svježa para dovodi iz parnog kotla parovodima, a u mlaznice ulazi sa pritiskom p
0
i brzinom
c
0
. U mlaznicama se vrši ekspanzija (prigušivanje) pare od pritiska p
0
napritisak p
1
, pri čemu se
brzina pare povećava od c
0
na c
1
. Pošto je izvršena ekspanzija pare do izlaznog pritiska iz
stupnja (turbine) p
2
≈p
1
, izvršena je i potpuna transformacija potencijalne energije pare u
kinetičku energiju. Sada iz mlaznica istječe para apsolutnom brzinom c
1
, a u međulopatični
