Паровой генератор электричества: назначение, разновидности и главные положительные качества любого из них
Очень часто уставшие жильцы маленьких и больших мегаполисов перебираются загород в небольшие и уютные домики.
Дабы гарантировать себе тут удобное существование нужно электричество и довольно в огромном количестве. Оно необходимо Для того чтобы в доме было светло и тепло, для работы приборов которые используются в домашних условиях и телефонов.
Благодаря этому большинство людей, еще во время планировки и строительства дома за городом предполагают данный вопрос, при помощи процесса установки парового генератора электричества.
Что это за оборудование, его разновидности и специфики
Парогенератор для дома и бани
Для любого из нас важен вопрос установки данного оборудования (источника электроэнергии), который бы функционировал независимо от ветра, воды, ТЭЦ, очень разных природных катастроф.
Ну, разумеется, чтобы и обслуживание его было доступным, и цена низкой.
Для этого прекрасно подходит такой независимый источник конденсации и изменения электрики, как паровой генератор электричества.
В чем же специфики этого оборудования
ПГЭ – это оборудование независимого типа, способное преобразовывать энергию любого вида (механическая, тепловая и др.) до электрической.
Характерной спецификой данного оборудования считается простота его конструкции и рабочий принцип. Такой генератор электричества, независимо от его разновидностей состоит из мотора, поставленного на раме конструкции, который сжигает горючее и генератора. Через механическую передачу крутящийся момент подается от мотора к генератору.
Существенным фактором, оказывающим влияние на огромную известность аналогичных установок, считается большой уровень коэффициента полезного действия, близкого к 98%.
Есть несколько типов установок, классификация которых основывается нескольких главных факторах:
- Вид топлива. Оборудование имеет возможность работать на нескольких видах топлива. Это может быть мазута, дрова, газ, ДТ и др.
- Сфера применения. Эти установки широко применяются как в бытовых целях, но и на производственной и перерабатывающей промышленности.
- Характерности конструкции. Переустройство энергии может происходить через две разнообразные системы: трубы с горячим газом и емкости с водой.
Для того чтобы оборудование выполняло все возложенные на него функции и его работа в результате была целесообразной, очень важно выбрать правильно установку. При этом эксперты советуют предусматривать такие факторы:
- Мощность
- Скорость, с которой крутится генератор
- Разновидность тока
- Показатель давления образованного пара на турбину
С учетом всех показателей, паровая установка обеспечит помещение должным количеством доступный эклектической энергетикой.
Как выполнить самому
Если требуется минимальное количество энергии, сделать паровой генератор электричества собственными руками можно из минимального количества материалов которые всегда под рукой.
Для этого потребуется:
- Банка из под консервов
- Проволока из алюминия
- Маленькой лист жести
- Элементы крепежа
Сам производственный процесс очень прост:
- В консервной банке сделать два маленьких отверстия
- В одно из них впаять трубку
- Взять лист жести и разрезать его на маленькие полосы поэтому, чтобы вышла крыльчатка турбины
- Зафиксировать готовую крыльчатку на жестяной полоске, заранее согнутой в виде буквы «П»
- С помощью элементов крепления закрепить полоску с крыльчаткой на втором отверстии. Необходимо внимательно смотреть на то, что крыльчатка должна находиться в сторону трубки
- Все отверстия и швы, сделанные при изготовлении установки, запаять. Это нужно для оснащения герметичности конструкции
- Из проволки сделать подставку, на которую ставится готовое оборудование
- С помощью шприца система заполняется водой
- Под подставкой в специализированной коробке поджечь сухое горючее
Сделанная по этой инструкции паровая машина не может гарантировать дом должным количеством энергии. На ней можно доступно и просто познакомиться с рабочим принципом парового генератора электричества.
Созидательный процесс данной установки, которая бы могла обеспечить дом должным количеством энергии чуть сложнее, но нет ничего невозможного.
Для ее изготовления потребуется взять основу – компонент Пелетье. Его можно выбрать отдельно в магазине, а можно снять с вышедшего из строя стационарного ПК.
Плюс ко всему для работы понадобится:
- Модуль, оборудованный выходом USB
- Металлический лист для производства корпуса установки. Его можно выполнить своими руками, а можно взять уже готовый корпус ПК
- Охладительный отопительный прибор с кулером
- Паста для покрытию герметиком швов
- Ножницы для нарезания металла
- Заклепочник
- Дрель
- Паяльный аппарат
- Заклепки
В начале процесса сделать маленькую емкость, в которую можно будет заложить очень маленькие дрова и распалить костерок. Верхняя часть емкости соорудить поэтому, чтобы на нее можно было установить маленькую кастрюльку с водой и довести ее до кипения.
С одной стороны этой емкости закрепить компонент Пелетье. Со второй же с помощью песты закрепить охладительный радиатор с кулером.
Профессионалы обращают на то внимание, что отопительный прибор и кулер обязаны быть довольно сильными. От того насколько большая температурная разница, зависит скорость и кол-во выделения электроэнергии.
Если оборудование используется во время холода, его можно постаять прямо в снег и проблема будет почти что решена. Если же применяется установка в тёплое время, без мощного охладителя и кулера вряд ли можно обойтись. Нельзя забыть о старательной герметизации всех швов и креплений.
Стабилизатор электрического напряжения спаять с элементом Пелетье. Данный прибор нужен Для того чтобы можно было задать конкретный показатель электроэнергии на выходе.
Стабилизатор можно приобрести уже готовым в магазине. Его преимущество состоит в том, что при достижении нужного показателя на приборе воспламеняется лампочка.
Большое значение также имеет и то, что уже припаянный стабилизатор нужно загерметизировать подобным образом, дабы совсем исключить попадание на него воды. Работа этой модели парогенератора может гарантировать нагрев 2-ух куллеров.
Нагревательный элемент трубчатого типа для парогенератора
Можно еще сделать еще намного мощную модель генератора на пару – тэновую.
Ее основой служит очень высока емкость, в которой устанавливаются трубчатые нагреватели (один или несколько).
Это зависит от планируемой мощности последующей установки.
В боковинах емкости высверлить отверстия, благодаря которым закрепить нагревательный элемент трубчатого типа.
В качестве элементов крепления прекрасно подходят гайки с прокладками из резины.
Если предполагается установка 2-ух нагревательных элементов трубчатого типа, главное поставить их поэтому, чтобы они не соприкасались между собой. Рядом с первой емкостью установить вторую.
В ней будет располагаться вода, которая если для этого есть необходимость передвигается В первые емкость. Стоит обратить собственное внимание на то, что во время работы оборудования нельзя будет открыть крышку и взглянуть водный уровень в первом сосуде.
Благодаря этому эксперты советуют чуть-чуть автоматизировать данный процесс, путем установки обыкновенного поплавка, как у сливном бачке унитаза.
Две емкости между собой соединяются прочной трубкой, которая ставится в просверленные отверстия, размещенные нижу того уровня, на котором установлены трубчатые нагреватели. Все швы тщательно загерметизировать.
Для того чтобы вода быстро прогревалась, лучше трубку, через какую будет подаваться свежая часть воды, скрутить в виде спирали. Перед стационарной установкой и работой такой установки, ее следует испытать на течь.
Плюс ко всему, клапан должен держать нужное давление, в другом случае оборудование работать не сумеет. Созданная по подобному правилу установка выделяется почти что 100% КПД. Но ее следует поддерживать в исправном состоянии.
Чтобы это сделать нужно иногда проверять трубчатые нагреватели на наличие на их стенках накипи. Если такой будет очень много, они могут не работать с полной отдачей или обгореть вообще.
Для того чтобы накипи образовывалось, как можно меньше иногда нужно прибавлять в воду первой емкости гораздо лимонной или уксусной кислоты. Некоторые заливают в бачок только специализированную мягкую воду.
Нередко бывают ситуации, когда паровой генератор электричества для дома выходит из строя из-за причины того, что он работал насухую. Дабы избежать подобной неприятности, рекомендуется установить метки очень маленького и предельного числа воды в емкости.
Для того чтобы уберечь готовую установку от скачкой напряжения в сети, установить можно специализированный регулятор напряжения, который при падении напряжения автоматично выключает оборудование.
ПГЭ – это оригинальное оборудование, которое считается независимым источником электричества. Его работа дома имеет ряд положительных качеств:
- Возможность работы на разном топливе, которое для любого владельца установки считается наиболее выгодным.
- Большой уровень мощности на выходе.
- Мощность может меняться хозяином по его желанию в ручном режиме. Это увеличивает экономность эксплуатации установки.
- Если в качестве энергетического источника подобрано твёрдое горючее, к примеру, дрова, зола, которая остается поле их применения, является замечательным удобрением для садовых и огородных растений.
Промышленность производит подобного рода установки в большом разнообразии. Плюс ко всему, имеется возможность сделать парогенератор собственными силами дома. Для этого не нужно применять очень дорогие материалы и детали.
Есть различные варианты и схемы изготовления аналогичных установок. Перед тем, как остановить выбор на каком-нибудь определенном способе, стоить учесть первым делом мощность парогенератора, которая нужна на выходе. В процессе создания ПГЭ дома, нужно віполнять правила безопасности и заранее испытать готовую установку.
Про то, как собственными силами собрать парогенератор для бани, можно взглянуть на видео:
Увидели погрешность? Выдилите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Изучаем паровые электрические генераторы
Паровой электрический генератор собой представляет нечто схожее с фотоэлектрической панелью, но обладает намного более большой производительностью, уже не говоря о общедоступности таких приборов. Само функционирование аналогичных агрегатов состоит в преобразовании механической силы в электрическую, при помощи нагревания воды до того момента, когда она преобразуется в пар. Собственно эта сила приводит искомый механизм в движение.
Назначение
Подобного рода агрегаты есть смысл применять в тех ветвях современнейшей промышленности или бытовой сферы, где встречается очень большое количество парообразований, которые можно применять в качестве преобразователя в электрическую энергию. Собственно резервные электростанции парового типа получили большое применение в котельных, где они создают некую тепловую электростанцию вместе котлом и турбиной.
Подобные агрегаты разрешают значительно экономить на собственной эксплуатации, и также сократить затраты на получение электроэнергии. Собственно поэтому, паровые установки очень часто являются одними из основных рабочих узлов многих электростанций.
Также, если выучить рабочий принцип, и также особенности конструкции аналогичных паровых генераторов, можно попытаться осуществить их собственными руками, при помощи конкретных средств. Однако, о этой возможности пойдёт речь немного позднее.
Устройство и рабочий принцип
По собственным особенностям конструкции, котельни обладают достаточно схожей структурой. В их состав входит несколько рабочих узлов, которые в большинстве случаев считают определяющими — конкретно сам котел, электрогенератор и турбина. Последние два составляющих создают кинетическую связь между собой, а одним из вариантов таких систем считается турбинный электрический генератор парового типа.
Если смотреть больше глобально, то аналогичные установки собой представляют полноценные тепловые электрические станции, пускай и меньших габаритов. Благодаря собственной работе, они способны обеспечивать электроэнергией не только гражданские объекты, но и большие отрасли промышленности.
Сам же рабочий принцип паровых электрогенераторов сводится к следующий ключевым моментам:
- Необходимое оборудование создает нагрев воды до хороших значений, при каких она выветривается, организуя пар.
- Получившийся пар поступает дальше, на роторные лопатки паровой турбины, что приводит сам ротор в движение.
- В результате мы приобретаем в первую очередь кинетическую энергию, преобразованную из получившейся энергии сжатого пара. После кинетическая энергия переходит в механическую, что приводит к началу работы турбинного вала.
Электрогенератор, входящий в конструкцию подобных паровых установок, считается определяющим. Это можно объяснить тем, что именно электрические генераторы выполняют переход механической энергии в электрическую.
Это описание одной установки парового типа. Если требуется выделение большего количества энергии, то применяется объединение нескольких установок, соединенных вместе.
Аналогичное решение должно браться абсолютно индивидуально, в зависимости от типов объекта, и также показателей необходимой мощности энергии. Исключительно при таком грамотном подходе получиться избежать убыточности в таком вопросе.
Показатели выбора
Сейчас есть довольно широкий выбор различных электрогенераторов, работающих на пару, благодаря этому необходимо очень с большим вниманием подходить к вопросам выбора.
Чтобы этот выбор был обдуманным и взвешенным, нужно смотреть на следующие показатели:
- Мощность паровой установки (тепловая и электрическая).
- Необходимо также посмотреть на то, с какой скоростью происходит вращение роторов генератора и турбины.
- Вид используемого тока — тут речь идет об однофазном или трехфазном виде установок. Во многих случаях, применяется собственно трехфазная система.
- Показатели давления пара не только в сжатом виде, но также и в свободном состоянии.
Чуткое отношение к данным параметрам даст возможность значительно облегчить выбор, таким образом помогаю потребителю получить необходимый ему аппарат. Чтобы было более воочию, рассмотрим несколько моделей паровых электрических генераторов, пользующихся самым большим спросом.
Обзор моделей
У нас в государстве имеется несколько предприятий, которые занимаются производством паровых электрических генераторов. В особенности, идет речь о турбогенераторах компаний «Калужский турбинный завод» и ОАО «Росэлектромаш». Рассмотрим несколько моделей, выполненных на двоих фирмах.
ПТ-40/50-8,8/1,3 собой представляет паровую турбину, применяемую в самых разных схемах с утилизацией энергии тепла, и также отходов производственного типа. Среди возможных покупателей этой продукции числятся большие предприятия промышленности и электрические станции.
- показатели номинальной мощности — от 12000 кВт до 80000 кВт;
- показатель давления пара — от 3 до 12,8 МПа;
- показатели температуры пара — от 420 до 550 C;
- производственное давление — от 0,5 до 1,75 МПа;
- отопительное давление — от 0,07 до 0,25 МПа.
П-6-3,4/1,0 — это турбина парового типа, обладающая производственным отбором пара.
- показатели номинальной мощности — от 4000 кВт до 55000 кВт;
- показатель давления пара — от 1,1 до 8,8 МПа;
- показатели температуры пара — от 260 до 445 C;
- производственное давление — от 0,4 до 1,3 МПа.
ПР-13/15,8-3,4/1,5/0,6 применяется во многих ТЭС, и также на фирмах промышленного типа, где есть необходимость в подаче пара заданного показателя.
- показатели номинальной мощности — от 2500 кВт до 35000 кВт;
- показатель давления пара — от 1,2 до 9,3 МПа;
- показатели температуры пара — от 290 до 540 C;
- производственное давление — от 0,4 до 1,75 МПа;
- давление за турбиной — от 0,07 до 0,9 кПа.
Мини-ТЭЦ с паровыми моторами – реальность XXI столетия
И. С. Трохин, инженер ВИЭСХ Россельхозакадемии, учитель МОПК НИЯУ «МИФИ»
Нужно ли помнить о первых отечественных паровых моторах (см. справку) в наш век новых технологий? Безусловно. Ведь паровые моторы нынче находят свое использование в энергетике.
В наше время в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве все более осознается правильность комбинированного производства электрической и энергии тепла на паровых мини-теплоэлектроцентралях (мини-ТЭЦ) (рис. 1), располагаемых очень близко от потребителя.
Связано это с неизменным удорожанием электрической энергии, учащением случаев появления аномальных сильных ветров и морозов, приводящих к уменьшению надежности линий электропередачи (обрывову проводов) централизованного электрического снабжения.
Фрагмент структурной схемы паровой мини-ТЭЦ с гарантией работы в режиме тригенерации
Теплогенерирующая установка как источник тепловой и электроэнергии
Потребители, имеющие свои котельные установки, порой восполняют их электрогенераторными установками (электроагрегатами) с паровыми двигателями (в большинстве случаев турбинами) и электрическими генераторами мощностью от нескольких сотен киловатт до единиц милионов ватт. Подобным образом котельные установки, реконструируемые в мини-ТЭЦ, становятся источниками как тепловой, так и электрической (рис. 1, трехфазная линия А–В–С) энергии.
В зависимости от теплопроизводительности паровой теплогенерирующей установке для выработки 1 МВт (100 %) энергии тепла требуется 17–40 кВт (1,7–4 %) электрической энергии [1]. Безусловное давление пара в котлах, допустимое органами Ростехнадзора, как правило не больше 0,7–1,0 МПа (тут и дальше – безусловное).
Промышленным потребителям либо для пароводяных теплообменных аппаратов (накопительных водонагревателей для получения горячей воды) требуется пар с более невысоким давлением – 0,12–0,6 МПа. Благодаря этому электроагрегаты с паровыми турбинами включают параллельно редукционным устройствам или взамен их (рис. 1). Тогда взамен бесполезного дросселирования пара турбинами будет совершаться нужная работа по приводу электрических генераторов. Отработавший пар в данном случае направляется в водонагреватель косвенного нагрева, после этого конденсируется, а конденсат через очистную систему перекачивается насосом назад в котел.
Подобным образом, теплогенерирующая установка становится рентабельным источником тепловой и электроэнергии с большим коэффициентом полезного применения теплоты сгорания топлива (80–85 % и более).
Если потребителю не надо приличное количество тепла, а исключительно горячая вода, к примеру, летом, то мини-ТЭЦ оборудуют еще поглощательными холодильными машинами, работающими на отработавшем в турбине паре. Машины такого типа предоставляют нужное охлаждение воды, которая поступает в систему холодоснабжения для кондиционирования помещений потребителя.
Для круглогодичного непрерывного снабжения электричеством потребителей, в т. ч. оборудования мини-ТЭЦ (насосов, дымососов, освещения, систем автоматики и др.), нужна беспрестанная ее работа. Это реально, к примеру, если электрическую энергию вырабатывать одновременно с выработкой теплоты, нужной для оснащения потребителей горячей водой.
На площадках действующих теплогенерирующих установок делаются и мини-ТЭЦ с увеличенной теплопроизводительностью. К примеру, заменяются старые котлы с давлением сочного пара 1,4 МПа на котлы с давлением перегретого пара 4,0 МПа и температурой 440 °С. При тех же габаритах котлов электрическая мощность такой мини-ТЭЦ становится намного больше.
Но необходимо смотреть на вид применяемого в современных мини-ТЭЦ парового мотора 1 . Это маломощная паровая турбина, которая как правило имеет одноступенчатую конструкцию, потому как не прекращает работу при малых перепадах давлений. Ротор, как вращающаяся часть турбины, состоит из ступицы, которая садится на вал, и набора профилированных лопаток (лопаточный венец). Лопатки делаются из специализированных сплавов и являются ответственными и дорогими элементами турбины. Паровинтовые турбины тоже имеют профилированный ротор, исключительно по типу винта Архимеда.
Еще во времена паровых машин очень простым и не дорогим производительным органом, если сравнивать с турбинной лопаткой, считается поршень.
Первый отечественный паровой мотор, которому в 2011 году выполнилось 75 лет, предназначался для силовой установки самолета и был сконструирован в Московском авиационном техникуме для работы на перегретом паре с давлением 6,1 МПа и температурой 380 °С. Он был сделан на одном из московских заводов и мог развивать до 1800 оборотов в минуту.
Характерными признаками паровых моторов от традиционных паровых машин считаются не только их скоростные качества, но и совсем другой вид парораспределения. Моторы предназначаются для работы с однократным расширением пара. Пар от котла поступает параллельно во все цилиндры, сродни тому, как топливо-воздушная смесь поступает в цилиндры мотора внутреннего сгорания. У традиционных же паровых машин пар идет через все цилиндры постепенно, расширяясь, подобным образом, неоднократно.
Механизмы однократного увеличения пара с появлением поршневой техники стали намного совершеннее, чем механизмы его неоднократного увеличения. Это дало возможность сделать меньше неминуемое и бесполезное падение давления пара изнутри парораспределительных органов и, поэтому, получить более высокооборотный паровой поршневой мотор при одном и том же давлении пара при входе в него.
Сопоставление параметров электро-генераторных установок с паровой турбиной и паровым мотором
Некоторые конструкции паровых машин и моторов ушедшего века были не очень уж несовершенными, как полагают. Представим себе электрогенераторную установку с паровой машиной или мотором и современным электрическим генератором. Потому как паровые машины, в основном, имели очень невысокие скорости вращения вала (до 300 оборотов в минуту), а современные электрические генераторы работают при частотах 1000–3000 оборотов в минуту, то для воображаемой установки нужен еще мультипликатор.
Сравним данную установку с современнейшей паротурбинной. Сделаем это правильно: при соизмеримых давлениях и температурах пара при входе в такие двигатели и соизмеримых противодавлениях пара на выходе. Тогда становится видно (табл. 1), что удельный расход пара на единицу вырабатываемой электрической энергии, а значит, и КПД у конкретных паромашинных или паромоторных установок вполне соизмерим с удельным расходом пара в современных турбоустановках, мощность которых даже в 5 раза больше!
