Zelfbouw stoomgenerator: zo voorkom je fouten bij de zelfmontage. Hoe maak je een stoomturbine Generator op een moderne stoommachine?

Uitrusting

Een stoomgenerator is gespecialiseerde apparatuur die is ontworpen om vloeistof, meestal water, om te zetten in stoom. De vloeistof warmt op als er wat brandstof wordt verbrand: hout, kolen, olie of aardgas.

De overgang van een vloeistof naar een gasvormige toestand creëert druk en vervolgens expansie, die kan worden gericht en gebruikt als energiebron.

Door stoom aangedreven zuigers hebben een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van fabrieken, treinlocomotieven, stoomboten en vele andere soorten mechanische uitrusting.

Een van de eerste toepassingen van een industriële stoomgenerator in de techniek was de stoomlocomotief. Brandstof, in de vorm van hout of steenkool, werd in de oven gevoerd. De resulterende warmte werd geleid door een systeem van leidingen die het water verwarmden, dat werd opgeslagen in een speciale tank.

Nadat de temperatuur het kookpunt had bereikt, zette de energie die door de stoom werd gecreëerd de zuigers in beweging die de wielen van de locomotief deden draaien. De belangrijkste functie van stoomenergie was het voortbewegen van de trein, maar het werd ook actief gebruikt in remmen en fluiten.

In vergelijking met stoomketels bevatten stoomgeneratoren minder staal in hun constructie en gebruiken ze een enkele stoomspiraal in plaats van veel kleine slangen. Een gespecialiseerde waterpomp wordt gebruikt om het water continu door een slang te pompen.

De stoomgenerator gebruikt in zijn ontwerp een eenmalige geforceerde watertoevoer om het binnenkomende water tegelijk in stoom om te zetten met behulp van een verwarmingsspiraal.

Terwijl het water door de spoel gaat, wordt warmte overgedragen van de brandende gassen en verandert het water in stoom. Het ontwerp van de generator maakt geen gebruik van een stoomcollector, waar er vrije ruimte is tussen de stoom en het water. Om een stoomkwaliteit van 99,5% te bereiken, is het daarom noodzakelijk om een vocht-/stoomafscheider te gebruiken.

Omdat generatoren in hun ontwerp geen groot drukvat gebruiken zoals in vlambuizen, zijn ze vaak erg klein en gemakkelijk te starten, waardoor ze ideaal zijn voor situaties waar in korte tijd een kleine hoeveelheid stoom nodig is.

Dit gaat echter gepaard met energieproductiekosten, aangezien generatoren een laag rendement hebben en daarom in verschillende situaties niet altijd voldoende stoom kunnen produceren.

Voordelen:

Qua ontwerp en werkingsprincipe lijken stoomgeneratoren vrij veel op andere systemen van stoomketels, terwijl ze er fundamenteel van verschillen.

Deze op het eerste gezicht onbeduidende verschillen veranderen de hele werking van het systeem, dat in de regel minder krachtig is dan dat van ketels, maar een aantal voordelen heeft.

Stoomgeneratoren zijn bijvoorbeeld eenvoudiger van ontwerp, waardoor ze veel sneller opstarten en gemakkelijker te bedienen zijn dan een grootschalige industriële ketel. Ze zijn ook kleiner van formaat, waardoor ze veelzijdiger zijn en kunnen vaak worden gezien als hulpketels bij het werken in krappe ruimtes.

De volgende reden waarom ze vaak als hulpketels worden gebruikt, is dat ze vrij gemakkelijk en snel opstarten.

Door hun compacte ontwerp, enkele spoel en relatief lagere watercapaciteit kunnen deze machines in kortere tijd worden gestart en op vol vermogen draaien dan full-scale ketels, waardoor ze nuttig zijn in noodsituaties.

Het is alsof je een racefiets vergelijkt met een militaire tank: de eerste accelereert sneller en loopt snel, maar niet erg sterk, terwijl de laatste er lang over doet om te starten, maar uiteindelijk een krachtigere auto is. En hoewel ze over het algemeen veel minder kosten dan volledige ketels, is er mogelijk meer vraag naar banen die niet zulke hoge stoomniveaus vereisen.

Waar worden toegepast?

Als je aan stoomenergie denkt, kun je je stoommachines of puffende locomotieven voorstellen. Industriële stoomgeneratoren hebben echter veel toepassingen:

Distillatie
Sterilisatie
Warmtepomp verwarming
Indirecte verwarming
Verwarming, ventilatie en airconditioning

Een elektrische generator kan ongeveer 97% van de elektrische energie uit stoom omzetten. Een automatische veiligheidscontrole - bijvoorbeeld een vloeistofniveauregelaar - houdt het vereiste waterniveau op peil en schakelt de generator uit als het waterniveau onder normaal daalt.

Stoomgeneratoren met deze functionaliteit kunnen continu werken zonder oververhitting.

Roestvrijstalen stoomgeneratoren zijn de beste opties wanneer er voldoende schone stoom nodig is. Roestvast staal verkleint de kans op stoomverontreiniging.

Diesel stoomgenerator

Ze volgen een soortgelijk warmteoverdrachtsconcept als spiraalketels, maar kunnen nog hogere drukken produceren, afhankelijk van de capaciteit. Ze worden voornamelijk gebruikt in elektriciteitscentrales.

Hun stoomdruk kan gelijk zijn en in sommige stoommachines de maximale waterdruk van 221 bar overschrijden. De stoomtemperatuur op deze hogedrukmachines kan oplopen tot 500 graden Celsius.

Stoomgenerator met warmteterugwinning

Een stoomgenerator met warmteterugwinning, of warmtewisselaar, verzamelt stoomwolken onder hoge druk en gebruikt deze stoom nadat deze door een keten van warmtewisselaars is afgevoerd om andere, minder krachtige stoommachines aan te drijven.

Deze teruggewonnen stoom kan zelfs op deze lagedrukgeneratoren worden gebruikt om industriële installaties of huizen te verwarmen.

Stoomgeneratoren voor een kerncentrale

Er zijn twee hoofdtypen nucleaire stoomgeneratoren: (BWR), een heetwaterreactor en (PWR), een drukwaterreactor. Het water in de BWR verandert in stoom in de kernreactor zelf en gaat naar de turbine buiten de tank.

PWR-water staat onder een druk van meer dan 100 bar en er vinden geen processen van kokend water in de reactor plaats.

Stoomgeneratoren op zonne-energie

Stoomgeneratoren op zonne-energie zijn de schoonste manier om stoom op te wekken. Water loopt door leidingen in het zonnepaneel.

De zon verwarmt het water en vervolgens gaat het water door een stoomturbine, waardoor elektriciteit ontstaat. Dit type stoomgenerator genereert geen afval en vervuilt het milieu niet.

Werkingsprincipe

Warmte uitwisseling

Stoomgeneratoren worden gebruikt om energie die vrijkomt in de vorm van warmte op te wekken en te gebruiken in een breed scala aan processen en om te zetten in meer bruikbare vormen zoals mechanische en elektrische energie.

De resulterende warmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken of verwerkt als bijproduct van een ander industrieel proces.

De directe warmtebron is meestal verontreinigd, zoals radioactieve brandstof in een kerncentrale, dus de eerste stap bij het genereren van stoom is om deze warmte over te dragen aan schoon water met behulp van een warmtewisselaar.

Dit wordt gedaan door de temperatuur van de brandstof, zoals benzine, enz., te verhogen door de warmtebron, die in een gesloten circuit circuleert. De brandstof verwarmt op zijn beurt de watertank zonder deze te vervuilen.

Stoomcreatie

De hete brandstof wordt in een waterbad gecirculeerd om stoom te genereren. Er zijn verschillende geometrische ontwerpen, maar het principe blijft hetzelfde.

De verwarmde vloeistof wordt via verschillende kleine buisjes afgevoerd om het oppervlaktecontact met water te vergroten en om de warmteoverdracht te versnellen en stoom te verkrijgen.

Stoom geproduceerd in moderne kern- en kolencentrales bevindt zich vaak in superkritische omstandigheden of boven het kritieke punt in het fasediagram van water (374 graden Celsius en 22 MPa).

Warmte omzetten in elektriciteit

Superkritische stoom wordt overladen met energie. Stoomenergie wordt omgezet in mechanische energie door deze door een stoomturbine te leiden. De hoge stoomdruk duwt tegen veel van de schuin geplaatste turbinebladen en zorgt ervoor dat ze gaan draaien.

Deze mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie door de rotatie-energie van een stoomturbine te gebruiken om een elektrische generator aan te drijven. De turbine in de afbeelding kan tot 65 megawatt aan elektriciteit opwekken.

Conclusie

Warmte is de energiebron die water omzet in stoom. De brandstofbron kan in verschillende vormen worden gebruikt om de benodigde warmte te leveren. Voldoende warmte kan worden verkregen uit hout, kolen, olie, aardgas, huishoudelijk afval of biomassa, kernreactoren of zonne-energie.

Elk type brandstof is een warmtebron voor het verwarmen van water. Alleen doet elk van hen het anders. Sommige zijn milieuvriendelijk, andere hebben een vrij sterke impact op het milieu.

Beschrijving:

Is het de moeite waard om de eerste binnenlandse stoommachines (zie hulp) in ons tijdperk van geavanceerde technologieën te herinneren? Ongetwijfeld. Stoommachines vinden nu immers hun toepassing in de energiesector.

Mini-WKK met stoommachines - realiteit van de eenentwintigste eeuw

I.S. Trokhin, ingenieur van VIESH van de Russische Landbouwacademie, leraar van MOPC NRNU "MEPhI"

Onlangs is in de industrie en woningbouw en gemeentelijke diensten de haalbaarheid van gecombineerde productie van elektrische en thermische energie bij stoom mini-warmtekrachtcentrales (mini-WKK) (Fig. 1), gelegen in de directe omgeving van de consument, steeds meer erkend worden.
Dit komt door een constante stijging van de elektriciteitskosten, een toename van het optreden van abnormale buien en vorst, wat leidt tot een afname van de betrouwbaarheid van hoogspanningslijnen (draadbreuken) van gecentraliseerde stroomvoorziening.

Foto 1.

Fragment van het structurele diagram van een stoom-mini-WKK-installatie met de mogelijkheid om in de trigeneratiemodus te werken

Ketelhuis als bron van warmte en elektrische energie

Consumenten die een eigen ketelhuis hebben, vullen deze soms aan met elektrische generatoren (elektrische units) met stoommachines (meestal turbines) en elektrische generatoren met een vermogen van enkele honderden kilowatts tot enkele megawatts. Zo worden ketelhuizen, gereconstrueerd in mini-WKK, bronnen van zowel warmte als elektrische (Fig. 1, driefasige lijn А – В – С) energie.

Afhankelijk van het thermisch vermogen van het stoomketelhuis is 17-40 kW (1,7-4%) elektriciteit nodig om 1 MW (100%) thermische energie op te wekken. De absolute stoomdruk in ketels, toegestaan door de autoriteiten van Rostechnadzor, is meestal niet hoger dan 0,7-1,0 MPa (hierna absoluut genoemd).

Industriële verbruikers of stoom-water-warmtewisselaars (ketels voor de productie van warm water) hebben stoom nodig met een lagere druk - 0,12-0,6 MPa. Daarom worden stroomaggregaten met stoomturbines parallel aan of in plaats daarvan ingeschakeld (Fig. 1). In plaats van het nutteloos smoren van stoom door turbines, zal dan nuttig werk worden verricht om elektrische generatoren aan te drijven. In dit geval wordt de uitlaatstoom naar de ketel gestuurd, waarna deze condenseert en het condensaat via het zuiveringssysteem terug naar de ketel wordt gepompt.

Zo wordt het ketelhuis een winstgevende bron van thermische en elektrische energie met een hoge coëfficiënt van nuttig gebruik van de verbrandingswarmte van brandstof (80-85% en meer).

Als de consument in de zomer niet veel warmte nodig heeft, maar bijvoorbeeld alleen warm water, dan is de mini-WKK ook uitgerust met absorptiekoelmachines die werken op stoom die in de turbine wordt verbruikt. Dergelijke machines zorgen voor de vereiste koeling van het water dat het koelsysteem binnenkomt voor de airconditioning van de gebouwen van de consument.

Voor het het hele jaar door ononderbroken stroomvoorziening van consumenten, inclusief mini-WKK-apparatuur (pompen, rookafzuigers, verlichting, automatiseringssystemen, enz.), is de non-stop werking vereist. Dit kan bijvoorbeeld als elektriciteit wordt opgewekt samen met de opwekking van warmte die nodig is om consumenten van warm water te voorzien.

Op de locaties van werkende ketelhuizen worden ook mini-WKK's met verhoogd thermisch vermogen gecreëerd. Zo worden verouderde ketels met een verzadigde stoomdruk van 1,4 MPa vervangen door ketels met een oververhitte stoomdruk van 4,0 MPa en een temperatuur van 440 °C. Met dezelfde afmetingen van ketels wordt het elektrisch vermogen van zo'n mini-WKK-installatie veel hoger.

Er moet echter aandacht worden besteed aan het type stoommachine dat wordt gebruikt in moderne mini-WKK-installaties 1. Het is een stoomturbine met laag vermogen die meestal een eentraps ontwerp heeft omdat hij werkt bij lage drukvallen. De rotor bestaat, net als een roterend deel van een turbine, uit een naaf, die op de as is gemonteerd, en een set geprofileerde bladen (bladring). De bladen zijn gemaakt van speciale legeringen en zijn kritische en dure onderdelen van de turbine. Stoomturbines hebben ook een geprofileerde rotor, alleen zoals een schroef van Archimedes.

Al sinds de tijd van stoommachines is een zuiger een eenvoudiger en goedkoper werkend element in vergelijking met een turbineblad.

VERWIJZING

De eerste binnenlandse stoommachine, die in 2011 75 werd, was bedoeld voor de krachtcentrale van een vliegtuig en was ontworpen aan de Moscow Aviation Technical School om te werken op oververhitte stoom met een druk van 6,1 MPa en een temperatuur van 380 ° C. Het werd vervaardigd in een van de fabrieken in Moskou en kon tot 1800 tpm ontwikkelen.

Onderscheidende kenmerken van stoommachines van klassieke stoommachines zijn niet alleen hun hogesnelheidskwaliteiten, maar ook een heel ander type stoomdistributie. De motoren zijn ontworpen om te werken met een enkele stoomexpansie. Stoom uit de ketel komt parallel alle cilinders binnen, vergelijkbaar met hoe het brandstof-luchtmengsel de cilinders van een verbrandingsmotor binnenkomt. In klassieke stoommachines passeert stoom achtereenvolgens alle cilinders, waardoor ze vele malen uitzetten.

De mechanismen van enkele expansie van stoom met de ontwikkeling van zuigertechnologie werden perfecter dan de mechanismen van zijn meervoudige expansie. Dit maakte het mogelijk om de onvermijdelijke en nutteloze daling van de stoomdruk in de stoomdistributie-elementen te verminderen en daardoor een hogere snelheid zuigerstoommachine te verkrijgen met dezelfde stoomdruk bij de inlaat.

Vergelijking van de kenmerken van elektrische stroomaggregaten met een stoomturbine en een stoommachine

Sommige ontwerpen van stoommachines en motoren uit de vorige eeuw waren niet zo onvolmaakt als wordt aangenomen. Stel je een elektrische generatorset voor met een stoommachine of motor en een moderne elektrische generator. Omdat stoommachines in de regel zeer lage assnelheden hadden (tot 300 tpm) en moderne elektrische generatoren werken met frequenties van 1000-3000 tpm, is ook een vermenigvuldiger nodig voor een denkbeeldige installatie.

Laten we een dergelijke installatie vergelijken met een moderne stoomturbine. Laten we het goed doen: bij vergelijkbare drukken en temperaturen van stoom aan de inlaat van deze motoren en vergelijkbare tegendruk van stoom aan de uitlaat. Dan wordt duidelijk (Tabel 1) dat het specifieke stoomverbruik per eenheid opgewekte elektriciteit, en daarmee het rendement van sommige stoommachine- of stoommachineinstallaties goed vergelijkbaar is met het specifieke stoomverbruik in moderne turbine-installaties, waarvan het vermogen is zelfs 5 keer groter!

tafel 1
Vergelijkende kenmerken van stroomaggregaten

Soort van installaties *	Stroom installatie, kWh	Frequentie rotatie, toeren	Druk paar, MPa buikspieren.		Tempé ratura koppel op Ingang t 1, ° C	Specifiek consumptie paar- NS e-mail, kg / kWh
Soort van installaties *	Stroom installatie, kWh	Frequentie rotatie, toeren	Aan Ingang P 1	Aan Uitgang P 2	Tempé ratura koppel op Ingang t 1, ° C	Specifiek consumptie paar- NS e-mail, kg / kWh
Met stoommachine van een stoomlocomotief serie L, jaren 50	1 177	212	1,47	0,2	390-409	10,5
Met een auto stoommachine NAMI-012, 1954	67	600	2,2	0,2	360	10,3
Met een moderne stoomturbine (Yutron LLC)	5 820	3 000	2,35	0,196	390	10,5

* Een locomotiefmachine en een automotor zijn aangesloten op elektrische generatoren met respectievelijk 1000 tpm (rendement 97%) en 1500 tpm (rendement 90%) via eentraps tandwielvermenigvuldigers met een rendement van 97%, en de turbine is direct verbonden met een elektrische generator met een rendement van 97% ...

Met een toename van de rotatiesnelheid van de as van een stoommachine of motor, terwijl andere zaken gelijk blijven, treedt een toename van het rendement op als gevolg van een vermindering van de duur van de stoomtoelating in de cilinder en bijgevolg een afname van de tijd van contact van stoom met de cilinderwanden, wat leidt tot een afname van het warmteverlies in de motor.

Met snelheden van 750-1500 tpm en vermogens van ten minste 1200 kW hebben moderne Duitse stoommachines Spilling en Tsjechische PM-VS een stoomverbruik van 2 1,3-1,5 keer minder dan dat van stoomturbines die hun vermogen meer dan 5 keer overschrijden! Met hetzelfde vermogen als turbines zijn stoommachines nog efficiënter, omdat het gemakkelijker is om geavanceerdere stoomdistributiemechanismen te maken in een relatief grotere motor.

Russische innovatie

Russische experts kwamen met een idee: een moderne verbrandingsmotor met zuiger (ICE) omzetten in een stoommachine en deze aanpassen om in een mini-WKK te werken. Aangezien de kosten van een verbrandingsmotor lager zijn dan de kosten van een stoomturbine, krijgen we, behoudens kleine aanpassingen in het ontwerp, een goedkopere aandrijfmotor: een stoommachine op basis van een seriële verbrandingsmotor.

Specialisten van de gezamenlijke wetenschappelijke groep 3 "Promteploenergetika", onder leiding van V.S.Dubinin, senior onderzoeker van de afdeling Aircraft Engines Design van het Moscow Aviation Institute, ontwikkelen stoomzuigermotoren (PPE) - moderne stoommachines met één druk. Dit laatste betekent dat wanneer de motor draait, de stoom die de cilinder binnenkomt, slechts vanaf één kant op de zuiger drukt, zoals bij de originele verbrandingsmotor.

In de basis verbrandingsmotor is in feite alleen het brandstoftoevoermechanisme naar de gas-dynamische klep of plunjerklepeenheid voor het toevoeren en afgeven van stoom (knowhow) onderhevig aan verandering. RPM kan werken in een breed scala van levende stoomdrukken - van 0,5 tot 4,0 MPa bij temperaturen tot 440 ° C. Wat betreft de rotatiefrequentie van de krukas, kan het toerental oplopen tot 3000 tpm!

De RPM heeft een dry-sump smeersysteem, vergelijkbaar met de verbrandingsmotoren van diesellocomotieven en dieselkrachtcentrales. Bij een dergelijk systeem wordt de olie in principe niet vastgehouden in de inwendige holtes van de motor, maar onder druk er doorheen gepompt, gereinigd en gaat dan weer de motor in.

In het toerental dat is aangesloten op een elektrische generator, wordt stoom toegevoerd vanuit de ketel en wordt de uitlaat uitgevoerd in een stoom-water-warmtewisselaar (Fig. 2, blauwe aanduidingen). De toerentalregeling wordt verzorgd door signalen van het automatische regelsysteem. Naast een of meerdere PPD's en elektrische generatoren omvat de eenheid: een bekrachtigings-, besturings- en beveiligingseenheid van de BVUZ van de elektrische generator, die op zijn beurt bestaat uit bekrachtigings- en besturingseenheden van de BVU, beschermende automaten van de BZA , en het controlesysteem van de BVU.

In afb. 2 toont een variant van een elektrische eenheid met een asynchrone elektrische generator, daarom is de BV-bekrachtigingseenheid voor zijn werking uitgerust met condensatoren. De schakelkast verbindt het aggregaat elektrisch met de elektriciteitsverbruikers. De stippellijn (fig. 2) toont de elektrische aansluitingen van andere generatoren in het geval van een meermotorige unit.

Een stoommachine kan, in tegenstelling tot een turbine, altijd zorgen voor een directe aandrijving voor een elektrische generator. Een turbine heeft hiervoor meestal een verloopstuk nodig, omdat deze met hoge snelheden moet werken om een acceptabele stoomstroom te garanderen.

Een stoomturbine heeft ook een koelsysteem nodig, wat extra waterverbruik en energieverlies met zich meebrengt. Het is voldoende om het toerental te isoleren, maar het hoeft niet te worden gekoeld, omdat de temperatuur in de cilinders 5-6 keer lager is dan die van de originele verbrandingsmotor.

De resource vóór de revisie van stoomturbines (30.000-50.000 uur) wordt voornamelijk bepaald door de resource van de schoepen gemaakt van dure legeringen, en voor stoommachines (meer dan 50.000 uur, volgens), door de veel grotere resource van de goedkopere eenheden van de drijfstang-zuigergroep.

Stoommotoren zijn, net als zuigerstoommachines, zeer betrouwbaar. En de bron vóór de revisie van het toerental kan hoger zijn dan die van de originele verbrandingsmotoren (30.000-100.000 uur), omdat de stoom tijdens de werking van de motor, in tegenstelling tot het brandbare mengsel, niet explodeert, maar uitzet en soepel op de zuiger.

Voor het onderhoud van de turbines is hooggekwalificeerd personeel nodig. Stoommachines, die qua type vergelijkbaar zijn met verbrandingsmotoren, kunnen worden onderhouden door specialisten met lagere kwalificaties en hun reparatie kan direct op de plaats van gebruik worden uitgevoerd.

Toepassing voor ononderbroken stroomvoorziening

Om stroom met frequentie te genereren, in overeenstemming met de vereisten van 4 GOST 13109-97 voor netstroom (in normale modus - 50 ± 0,2 Hz), moet de PTEA-stoomturbine-eenheid (Fig. 2, rode aanduidingen) werken met een ononderbroken voeding UPS of parallel met het gecentraliseerde voedingsnetwerk.

Het stoomturbine aggregaat wekt elektriciteit op met een relatief grove stabilisatie van de frequentie van de wisselspanning. Met behulp van de AVN-spanningsgelijkrichter wordt een constante spanning verkregen. Vervolgens zet de AVI-invertereenheid, uitgerust met een zeer stabiele hoofdfrequentiegenerator, gelijkspanning om in wisselspanning met een hogeheid.

Het AB-batterijpakket wordt gebruikt voor de tijdelijke back-upstroomvoorziening van de AIN in geval van storing van de turbo-elektrische eenheid of voor de periode van noodinschakeling van de reserve.

Zelfstabilisatie van de motorassnelheid

Alle zuigermotoren, inclusief stoommachines, hebben de eigenschap om de assnelheid zelf te stabiliseren, wat niet gezegd kan worden van turbines. Deze ontdekking door V.S.Dubinin is revolutionair 5. De implementatie ervan maakt het mogelijk om de rotatiesnelheid van de primaire motoras met een zodanige nauwkeurigheid te handhaven dat de aangedreven generator in staat is om elektriciteit op te wekken met een frequentie van 50 ± 0,2 Hz, zoals vereist door de normen voor stroomkwaliteit. Ter vergelijking: dieselcentrales kunnen elektriciteit opwekken met een grovere frequentienauwkeurigheid (bij stationair bedrijf - 50 ± 0,5 Hz).

Zelfstabilisatie wordt uitgevoerd zonder het organiseren van feedback tijdens impulstoevoer of productie van een werkvloeistof (stoom) met regelmatige tussenpozen. Dit proces is in feite analoog aan de werking van het echappement en de slinger in een mechanisch horloge. In ons geval is dit een PPD met een stoombron en een mastergenerator van stoomtoevoerpulsen.

Ook buitenlandse experts delen het standpunt over de voordelen van zuigerstoommachines ten opzichte van turbines voor mini-WKK. Bijvoorbeeld, in 2005 merkte Michael Mueller van het Center for Advanced Energy Systems aan de Rutgers University in de VS tijdens de American Council for an Energy Efficient Economy in zijn rapport "The Return of the Steam Engine" op dat kleine heen en weer bewegende stoommachines, werken, in tegenstelling tot turbines, betrouwbaar en economisch, zelfs met natte stoom en bij matige snelheden.

Niettemin moet worden opgemerkt dat de overgrote meerderheid van stoommachines nog steeds enigszins inferieur is aan turbines in termen van massa en algemene kenmerken. Echter, zoals blijkt uit jarenlange operationele ervaring van met name morsmotoren, zijn deze indicatoren niet van het grootste belang, tegen de achtergrond van een aantal onbetwistbare voordelen van zuigermotoren.

Ombouw van heetwaterketels tot stoom mini-WKK

Maar wat te doen met warmwaterboilers? Hoe zet je ze om in stoom mini-WKK-installaties? Het is raadzaam om dergelijke ketelhuizen uit te rusten met extra stoomketels met de overdracht van het basisgedeelte van de warmtebelasting naar hen of om warmwaterketels volledig door hen te vervangen. Stoomketels zijn duurder dan warmwaterketels, maar de bedrijfskosten voor het onderhoud ervan zijn lager en ze kunnen betrouwbaarder werken met meer middelen.

Milieukwesties van mini-WKK-bedrijf

Milieu-indicatoren voor brandstofverbranding in moderne stoomketels zijn zeer goed. De implementatie van de bekende huishoudtechnologie voor de verbranding van vaste brandstoffen (kolen, kolenafval, slib, hout- en plantaardig afval, enz.) in een circulerend wervelbed op hoge temperatuur (gebruiksmodeloctrooi RU 15772) maakt het mogelijk om de werking van de ketel met zeer lage emissies naar de atmosfeer. De milieuprestaties van ketels met dergelijke ovens voldoen aan de strengste eisen van Rostekhnadzor.

Concluderend moet worden opgemerkt dat elektriciteitsproductie-eenheden met stoommotoren het meest geschikt zijn voor milieuvriendelijke zonne-energiecentrales (Tabel 2), inclusief mini-WKK-installaties, waarin ketels worden gebruikt om stoom op te wekken, niet met ovens, maar met zonne-energie. verzamelaars. Het resultaat is een echt milieuvriendelijke energiecentrale die draait op zon, water en stoom!

We kunnen dus de volgende conclusies trekken:

mini-WKK's zijn energiezuiniger dan stoomturbines. Voor hen is het specifieke stoomverbruik in stroomaggregaten voor elektriciteitsopwekking 1,3-1,5 keer minder dan in mini-WKK-centrales met stoomturbines, vooral bij elektrische capaciteiten tot 1200 kW.
de hulpbron vóór revisie van moderne stoommachines voor mini-WKK is in ieder geval niet lager dan die van stoomturbines van het type schoepen en schroeven.

Literatuur

Burnosenko A. Yu Mini-WKK met stoomturbines om de efficiëntie van industriële verwarmingsketelhuizen te verbeteren // Nieuws over warmtevoorziening. 2009. Nr. 1.
Micro- en kleinschalige WKK uit biomassa (tot 300 kWe). OPET RES-e NNE5 / 37/2002 // OPET Finland: http://web.archive.org/web/20070208002554/
http://akseli.tekes.fi/opencms/opencms/OhjelmaPortaali/ohjelmat/DENSY/en/Dokumenttiarkisto/Viestinta_ja_aktivointi/Julkaisut/OPET-RES/TechnologyPaper2_chp_70404.pdf.
Dubinin V.S. Zorgen voor de onafhankelijkheid van de elektriciteits- en warmtevoorziening van Rusland van elektrische netwerken op basis van pistontechnologieën: monografie. M., 2009.
Shkarupa S.O. Een punttransformatie gebruiken voor de analytische beschrijving van een voorbijgaand proces in een thermische motor met discrete actie // Dynamica van complexe systemen. 2010. Nr. 2.
Müller MR De terugkeer van de stoommachine // ACEEE zomerstudie over energie-efficiëntie in de industrie. New York (VS). 19-22 juli 2005. http://quasiturbine.promci.qc.ca/Presse/SteamMuller050721.pdf.

1 Historisch gezien is de term "stoommachine" toegepast op alle ontwerpen van stoommachines. In de literatuur worden de stoommachine en de stoommachine soms ten onrechte geïdentificeerd. Een stoommachine is een zuigerstoommachine.

3 De groep omvat specialisten van het Moscow Aviation Institute, het All-Russian Institute of Agricultural Electrification, het Moscow Power Engineering Institute, het Moscow Institute of Energy Safety and Energy Saving, het Korolevsky College of Space Engineering and Technology.

4 Vanaf 2013 wordt GOST R 54149-2010 geïntroduceerd in plaats van GOST 13109-97.

5 Merk op dat V.S. Dubinin ontwikkelde in de jaren tachtig de theorie van zelfstabilisatie alleen voor een eencilinderzuigermotor en bevestigde deze experimenteel. En in 2009 paste een jonge ingenieur S.O.Shkarupa deze theorie toe op het geval van meercilinderzuigermotoren, waarmee we in de praktijk te maken hebben.

Een houtgestookte elektriciteitscentrale is een van de alternatieve manieren om elektriciteit te leveren aan consumenten.

Zo'n apparaat is in staat om met minimale energiekosten elektriciteit op te wekken, ook op die plekken waar helemaal geen stroomvoorziening is.

Een energiecentrale die brandhout gebruikt, kan een uitstekende optie zijn voor eigenaren van zomerhuisjes en landhuizen.

Er zijn ook miniatuurversies die geschikt zijn voor liefhebbers van lange wandelingen en buitenactiviteiten. Maar eerst dingen eerst.

Eigenaardigheden

Een houtgestookte elektriciteitscentrale is verre van een nieuwe uitvinding, maar moderne technologieën hebben het mogelijk gemaakt om de eerder ontwikkelde apparaten enigszins te verbeteren. Bovendien worden verschillende technologieën gebruikt om elektriciteit op te wekken.

Bovendien is het concept "op hout" enigszins onnauwkeurig, aangezien elke vaste brandstof (hout, houtsnippers, pallets, kolen, cokes), in het algemeen alles wat kan branden, geschikt is voor de werking van een dergelijk station.

We merken meteen op dat brandhout, of liever het proces van hun verbranding, alleen fungeert als een energiebron die zorgt voor de werking van het apparaat waarin elektriciteit wordt opgewekt.

De belangrijkste voordelen van dergelijke energiecentrales zijn:

Het vermogen om een breed scala aan vaste brandstoffen te gebruiken en hun beschikbaarheid;
Overal elektriciteit krijgen;
Door het gebruik van verschillende technologieën kunt u elektriciteit ontvangen met een breed scala aan parameters (alleen voldoende voor het regelmatig opladen van de telefoon en voordat u industriële apparatuur van stroom voorziet);
Het kan ook als alternatief dienen als stroomuitval vaak voorkomt en ook de belangrijkste bron van elektriciteit is.

Klassieke versie

Zoals opgemerkt, gebruikt een houtgestookte elektriciteitscentrale verschillende technologieën om elektriciteit op te wekken. De klassieker onder hen is de energie van stoom, of gewoon de stoommachine.

Alles is hier eenvoudig - brandhout of een andere brandstof, brandend, verwarmt het water, waardoor het in een gasvormige toestand verandert - stoom.

De resulterende stoom wordt naar de turbine van de generatorset gevoerd en door te draaien wekt de generator elektriciteit op.

Omdat de stoommachine en de generatorset in een enkel gesloten circuit zijn aangesloten, wordt de stoom na het passeren van de turbine gekoeld, opnieuw in de ketel gevoerd en wordt het hele proces herhaald.

Een dergelijke lay-out van een energiecentrale is een van de eenvoudigste, maar heeft een aantal belangrijke nadelen, waaronder explosiegevaar.

Na de overgang van water naar een gasvormige toestand neemt de druk in het circuit aanzienlijk toe en als deze niet wordt gereguleerd, is er een grote kans op leidingbreuk.

En hoewel moderne systemen een hele reeks drukregelkleppen gebruiken, vereist de werking van een stoommachine nog steeds constante monitoring.

Bovendien kan gewoon water dat in deze motor wordt gebruikt kalkvorming op de buiswanden veroorzaken, wat de efficiëntie van het station verlaagt (kalk verslechtert de warmteoverdracht en vermindert de doorvoer van de leidingen).

Maar nu is dit probleem opgelost door gebruik te maken van gedestilleerd water, vloeistoffen, gezuiverde onzuiverheden die neerslaan of speciale gassen.

Maar aan de andere kant kan deze energiecentrale een andere functie vervullen: de kamer verwarmen.

Alles is hier eenvoudig - na het vervullen van zijn functie (rotatie van de turbine), moet de stoom worden gekoeld zodat deze weer in vloeibare toestand komt, waarvoor een koelsysteem of, eenvoudigweg, een radiator nodig is.

En als we deze radiator binnenshuis plaatsen, krijgen we uiteindelijk niet alleen elektriciteit van zo'n station, maar ook warmte.

Andere opties

Maar de stoommachine is slechts een van de technologieën die worden gebruikt in elektriciteitscentrales met vaste brandstoffen, en niet het meest geschikt voor huishoudelijk gebruik.

Ook worden nu voor het opwekken van elektriciteit gebruikt:

Thermo-elektrische generatoren (volgens het Peltier-principe);
Gas generatoren.

Thermo-elektrische generatoren

Energiecentrales met generatoren gebouwd volgens het Peltier-principe zijn best een interessante optie.

Natuurkundige Peltier ontdekte het effect dat wanneer elektriciteit wordt geleid door geleiders die uit twee verschillende materialen bestaan, warmte wordt geabsorbeerd op een van de contacten en warmte wordt afgegeven op de tweede.

Bovendien is dit effect het tegenovergestelde - als de geleider aan de ene kant wordt verwarmd en aan de andere kant - wordt gekoeld, wordt er elektriciteit in opgewekt.

Het is het tegenovergestelde effect dat wordt gebruikt in houtgestookte energiecentrales. Wanneer ze worden verbrand, verwarmen ze de ene helft van de plaat (het is een thermo-elektrische generator), bestaande uit kubussen van verschillende metalen, en het tweede deel ervan wordt gekoeld (waarvoor warmtewisselaars worden gebruikt), waardoor elektriciteit verschijnt op de plaatterminals.

Maar zo'n generator heeft verschillende nuances. Een daarvan is dat de parameters van de vrijgekomen energie direct afhankelijk zijn van het temperatuurverschil aan de uiteinden van de plaat, daarom is het noodzakelijk om een spanningsregelaar te gebruiken om ze gelijk te maken en te stabiliseren.

De tweede nuance is dat de vrijgekomen energie slechts een bijwerking is, de meeste energie bij het stoken van hout wordt simpelweg omgezet in warmte. Hierdoor is het rendement van dit type station niet erg hoog.

De voordelen van energiecentrales met thermo-elektrische generatoren zijn onder meer:

Lange levensduur (geen bewegende delen);
Tegelijkertijd wordt niet alleen energie opgewekt, maar ook warmte, die kan worden gebruikt om te verwarmen of te koken;
Stille werking.

Houtgestookte energiecentrales die het Peltier-principe gebruiken, zijn een vrij gebruikelijke optie en worden geproduceerd als draagbare apparaten die alleen elektriciteit kunnen leveren voor het opladen van verbruikers met een laag stroomverbruik (telefoon, zaklamp) en industriële apparaten die krachtige eenheden van stroom kunnen voorzien.

Gasgeneratoren

Het tweede type zijn gasgeneratoren. Zo'n apparaat kan in meerdere richtingen worden gebruikt, waaronder het opwekken van elektriciteit.

Het is vermeldenswaard dat zo'n generator zelf niets met elektriciteit te maken heeft, omdat het de hoofdtaak is om brandbaar gas op te wekken.

De essentie van de werking van een dergelijk apparaat komt neer op het feit dat tijdens het proces van oxidatie van vaste brandstof (verbranding) gassen worden uitgestoten, inclusief brandbare gassen - waterstof, methaan, CO, die voor verschillende doeleinden kunnen worden gebruikt.

Dergelijke generatoren werden bijvoorbeeld vroeger gebruikt in auto's, waar conventionele verbrandingsmotoren perfect werkten op het vrijkomende gas.

Vanwege de constante trillingen van de brandstof zijn sommige automobilisten en motorrijders al begonnen deze apparaten op hun auto's te installeren.

Dat wil zeggen, om een elektriciteitscentrale te krijgen, volstaat het om een gasgenerator, een verbrandingsmotor en een conventionele generator te hebben.

In het eerste element komt gas vrij, dat brandstof voor de motor wordt, en dat op zijn beurt de rotor van de generator zal laten draaien om elektriciteit aan de uitgang te verkrijgen.

De voordelen van gasgestookte centrales zijn onder meer:

Betrouwbaarheid van het ontwerp van de gasgenerator zelf;
Het resulterende gas kan worden gebruikt om een verbrandingsmotor te laten werken (die een aandrijving zal worden voor een elektrische generator), een gasboiler, een oven;
Afhankelijk van de betrokken verbrandingsmotor en elektrische generator, kan zelfs voor industriële doeleinden elektriciteit worden verkregen.

Het grootste nadeel van de gasgenerator is de omslachtige structuur, omdat deze een ketel moet bevatten, waar alle processen voor gasproductie, het koel- en zuiveringssysteem plaatsvinden.

En als dit apparaat wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken, dan moet het station bovendien een verbrandingsmotor en een elektrische generator bevatten.

Vertegenwoordigers van geprefabriceerde elektriciteitscentrales

Merk op dat deze opties - een thermo-elektrische generator en een gasgenerator nu een prioriteit zijn, daarom worden er kant-en-klare stations voor gebruik, zowel huishoudelijk als industrieel, geproduceerd.

Hieronder staan er een paar:

Indigirka kachel;
Toeristenoven "BioLite CampStove";
Energiecentrale "BioKIBOR";
Energiecentrale "Eco" met gasgenerator "Cube".

Indigirka kachel.

Een gewone huishoudelijke vaste brandstof kachel (gemaakt volgens het type "Burzhaika" kachel), uitgerust met een Peltier thermo-elektrische generator.

Perfect voor zomerhuisjes en kleine huizen, omdat het compact genoeg is en in een auto kan worden vervoerd.

De belangrijkste energie tijdens de verbranding van brandhout wordt gebruikt voor verwarming, maar tegelijkertijd kunt u met de bestaande generator ook elektriciteit verkrijgen met een spanning van 12 V en een vermogen van 60 W.

Oven "BioLite CampStove".

Het maakt ook gebruik van het Peltier-principe, maar het is nog compacter (gewicht is slechts 1 kg), waardoor je het mee kunt nemen op wandeltochten, maar de hoeveelheid energie die door de generator wordt opgewekt is nog minder, maar het zal voldoende zijn om een zaklamp of telefoon opladen.

Energiecentrale "BioKIBOR".

Er wordt ook gebruik gemaakt van een thermo-elektrische generator, maar dit is al een industriële versie.

De fabrikant kan op verzoek een apparaat vervaardigen dat een vermogen levert aan elektriciteit met een vermogen van 5 kW tot 1 MW. Maar dit beïnvloedt de grootte van het station, evenals de hoeveelheid verbruikte brandstof.

Een installatie die 100 kW produceert, verbruikt bijvoorbeeld 200 kg brandhout per uur.

Maar de Eco-centrale is een gasgenerator. Het ontwerp maakt gebruik van een gasgenerator "Cube", een verbrandingsmotor op benzine en een elektrische generator met een vermogen van 15 kW.

Naast industriële kant-en-klare oplossingen, kunt u dezelfde Peltier-thermo-elektrische generatoren afzonderlijk kopen, maar zonder fornuis, en deze met elke warmtebron gebruiken.

Zelfgemaakte zenders

Ook maken veel ambachtslieden zelfgemaakte stations (meestal gebaseerd op een gasgenerator), die vervolgens worden verkocht.

Dit alles geeft aan dat je zelfstandig een energiecentrale kunt maken met geïmproviseerde middelen en deze voor je eigen doeleinden kunt gebruiken.

Gebaseerd op thermo-elektrische generator.

De eerste optie is een elektriciteitscentrale op basis van een Peltier-plaat. We merken meteen dat een zelfgemaakt apparaat alleen geschikt is voor het opladen van een telefoon, een zaklamp of voor verlichting met LED-lampen.

Voor de productie heb je nodig:

Metalen lichaam, dat de rol van een oven zal spelen;
Peltier-plaat (apart verkrijgbaar);
Spanningsregelaar met ingebouwde USB-uitgang;
Een warmtewisselaar of gewoon een ventilator om voor koeling te zorgen (je kunt een computerkoeler nemen).

Een energiecentrale maken is heel eenvoudig:

We maken een kachel. We nemen een metalen doos (bijvoorbeeld een computerkast), vouwen deze uit zodat de oven geen bodem heeft. We maken gaten in de wanden eronder voor luchttoevoer. Bovenaan kan je een rooster plaatsen waarop je een waterkoker enz. kan plaatsen.
Monteer de plaat op de achterwand;
Monteer de koeler bovenop de plaat;
We verbinden een spanningsregelaar met de klemmen van de plaat, van waaruit we de koeler voeden, en trekken ook conclusies voor het aansluiten van consumenten.

Alles werkt eenvoudig: we steken het hout aan, terwijl de plaat opwarmt, begint de opwekking van elektriciteit aan de klemmen, die aan de spanningsregelaar worden geleverd. De koeler zal starten en van daaruit werken, waardoor de plaat wordt gekoeld.

Het blijft alleen om consumenten aan te sluiten en het verbrandingsproces in de kachel te bewaken (tijdig brandhout opgooien).

Gebaseerd op een gasgenerator.

De tweede manier om een elektriciteitscentrale te maken is door een vergasser te maken. Zo'n apparaat is veel moeilijker te vervaardigen, maar de output van elektriciteit is veel hoger.

Om het te maken heb je nodig:

Cilindrische container (bijvoorbeeld een gedemonteerde gasfles). Het zal de rol van een kachel spelen, daarom moeten er luiken zijn voor het laden van brandstof en het reinigen van vaste verbrandingsproducten, evenals voor luchttoevoer (een geforceerde ventilator is vereist om een beter verbrandingsproces te garanderen) en een gasuitlaat;
Koelradiator (kan worden gemaakt in de vorm van een spoel), waarin het gas wordt gekoeld;
Capaciteit voor het maken van een filter van het type "Cyclone";
Capaciteit voor het maken van een fijngasfilter;
Benzinegeneratorset (maar je kunt gewoon elke benzinemotor nemen, evenals een gewone 220 V asynchrone elektromotor).

Daarna moet alles worden gecombineerd tot één structuur. Het gas van de ketel moet naar de koelradiator gaan en vervolgens naar de "Cyclone" en het fijnfilter. En pas daarna wordt het resulterende gas naar de motor gevoerd.

Dit is een schematisch diagram van de vervaardiging van een gasgenerator. De uitvoering kan heel verschillend zijn.

Het is bijvoorbeeld mogelijk om een mechanisme te installeren voor de geforceerde toevoer van vaste brandstof vanuit de bunker, die overigens ook door de generator wordt aangedreven, evenals allerlei besturingsapparatuur.

Bij het maken van een energiecentrale op basis van het Peltier-effect, zullen er geen specifieke problemen zijn, omdat het circuit eenvoudig is. Het enige dat moet worden genomen, zijn enkele veiligheidsmaatregelen, aangezien het vuur in zo'n kachel praktisch open is.

Maar bij het maken van een gasgenerator moet met veel nuances rekening worden gehouden, waaronder - zorgen voor dichtheid bij alle verbindingen van het systeem waardoor het gas stroomt.

Om de verbrandingsmotor normaal te laten werken, moet u zich zorgen maken over hoogwaardige gaszuivering (de aanwezigheid van onzuiverheden daarin is onaanvaardbaar).

De gasgenerator heeft een omvangrijk ontwerp, dus het is noodzakelijk om de juiste plaats ervoor te kiezen, evenals voor normale ventilatie als deze in de kamer is geïnstalleerd.

Omdat dergelijke energiecentrales niet nieuw zijn en ze al relatief lang door amateurs zijn gemaakt, zijn er veel recensies over hen verzameld.

In principe zijn ze allemaal positief. Zelfs een zelfgemaakte kachel met een Peltier-element wordt opgemerkt dat deze de taak volledig aankan. Wat gasgeneratoren betreft, kan de installatie van dergelijke apparaten, zelfs op moderne auto's, als een duidelijk voorbeeld dienen, wat spreekt over hun effectiviteit.

Voor- en nadelen van een houtgestookte elektriciteitscentrale

Een houtgestookte elektriciteitscentrale is:

Beschikbaarheid van brandstof;
De mogelijkheid om overal elektriciteit te krijgen;

3 / 5 ( 2 stemmen)

Een stoomgenerator is vergelijkbaar met een zonnepaneel, maar heeft veel hogere prestaties, om nog maar te zwijgen over de beschikbaarheid van dergelijke apparaten. De werking van dergelijke eenheden bestaat uit het omzetten van mechanische kracht in elektrische kracht, door water te verwarmen totdat het in stoom verandert. Het is deze kracht die het gewenste mechanisme in beweging zet.

Het is logisch om dergelijke eenheden te gebruiken in die takken van de moderne industrie of de huishoudelijke sfeer waar er een voldoende grote hoeveelheid verdamping is die als omzetter in elektriciteit kan worden gebruikt. Het zijn stoomgeneratoren die veel worden toegepast in ketelinstallaties, waar ze samen met een ketel en een turbine een soort thermische krachtcentrale vormen.

Dergelijke eenheden kunnen aanzienlijk besparen op hun werking en de kosten van het opwekken van elektriciteit verlagen. Dat is de reden waarom stoomcentrales vaak worden beschouwd als een van de belangrijkste werkeenheden van veel energiecentrales.

Als u bovendien het werkingsprincipe bestudeert, evenals de ontwerpkenmerken van dergelijke stoomgeneratoren, kunt u proberen ze met bepaalde middelen zelf te implementeren. Deze functie zal echter iets later worden besproken.

Apparaat en werkingsprincipe

Door hun ontwerpkenmerken hebben ketelinstallaties een redelijk vergelijkbare structuur. Ze bevatten verschillende werkknooppunten, die als beslissend worden beschouwd - direct zelf, en de turbine... De laatste twee componenten vormen een kinetische relatie met elkaar, en een van de varianten van dergelijke systemen is een stoomturbine-elektrische generator.

Meer globaal zijn dergelijke installaties volwaardige thermische centrales, zij het van kleinere afmetingen. Dankzij hun werk kunnen ze niet alleen elektriciteit leveren aan civiele objecten, maar ook aan grote industriële sectoren.

Dezelfde stoomgeneratoren zijn teruggebracht tot de volgende hoofdpunten:

Speciale apparatuur verwarmt water tot optimale waarden, waarbij het verdampt en stoom vormt.
De resulterende stoom wordt verder naar de rotorbladen van de stoomturbine gevoerd, die de rotor zelf aandrijft.
Als resultaat verkrijgen we eerst kinetische energie omgezet uit de resulterende energie van de gecomprimeerde stoom. Vervolgens wordt kinetische energie omgezet in mechanische energie, wat leidt tot het starten van de turbine-as.

De in het ontwerp van dergelijke stoominstallaties opgenomen elektrische generator is bepalend. Dit komt door het feit dat het de elektrische generatoren zijn die de overgang van mechanische energie naar elektrische energie uitvoeren.

Dit is een beschrijving van één stoominstallatie. Als er meer energie nodig is, wordt een combinatie van meerdere installaties gecombineerd.

Een dergelijke beslissing moet strikt individueel worden genomen, afhankelijk van het type object, evenals de parameters van het vereiste energievermogen. Alleen met een dergelijke competente aanpak kan onrendabiliteit op dit gebied worden voorkomen.

Criteria naar keuze

Op dit moment is er een vrij brede selectie van allerlei soorten elektrische generatoren die op stoom werken, dus je moet uiterst voorzichtig zijn met de keuze.

Om deze keuze weloverwogen en evenwichtig te maken, u moet aandacht besteden aan de volgende indicatoren::

Stoomcentrale kracht (thermisch en elektrisch).
Het is ook noodzakelijk om aandacht te besteden aan de snelheid waarmee de rotoren van de generator en turbine draaien.
Het type stroom dat wordt gebruikt - hier hebben we het over een eenfasige of driefasige installatie. In de meeste gevallen is het het driefasensysteem dat wordt gebruikt.
Stoomdrukindicatoren zijn niet alleen gecomprimeerd, maar ook in een vrije staat.

Zorgvuldige aandacht voor deze criteria zal de keuze aanzienlijk vereenvoudigen, waardoor de consument de eenheid krijgt die hij nodig heeft. Overweeg om het duidelijker te maken verschillende modellen stoomgeneratoren waar de grootste vraag naar is.

Modeloverzicht

In ons land zijn er verschillende ondernemingen die zich bezighouden met de productie van stoomgeneratoren. In het bijzonder hebben we het over de turbinegeneratoren van de bedrijven "Kaluga Turbine Works" en JSC "Roselectromash". Laten we eens kijken naar verschillende modellen die bij beide bedrijven zijn geproduceerd.

Het is een stoomturbine die in verschillende schema's wordt gebruikt met het gebruik van thermische energie, evenals industrieel afval. Potentiële kopers van deze producten zijn onder meer grote industriële ondernemingen en energiecentrales.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 12.000 kW tot 80.000 kW;
stoomdrukindicator - van 3 tot 12,8 MPa;
temperatuurindicatoren van stoom - van 420 tot 550 0 C;
productiedruk - van 0,5 tot 1,75 MPa;
verwarmingsdruk - van 0,07 tot 0,25 MPa.

P-6 - 3,4 / 1,0 is een stoomturbine met productiestoomextractie.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 4000 kW tot 55000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,1 tot 8,8 MPa;
temperatuurindicatoren van stoom - van 260 tot 445 0 C;
productiedruk - van 0,4 tot 1,3 MPa.

PR-13 / 15,8-3,4 / 1,5 / 0,6 het wordt gebruikt in veel thermische krachtcentrales, maar ook in industriële ondernemingen, waar stoom van een bepaalde indicator moet worden geleverd.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 2500 kW tot 35000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,2 tot 9,3 MPa;
stoomtemperatuurindicatoren - van 290 tot 540 0 C;
productiedruk - van 0,4 tot 1,75 MPa;
druk achter de turbine - van 0,07 tot 0,9 kPa.

K-66-8.8 verwijst naar de condenserende soorten stoomturbines.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 6000 kW tot 70.000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,57 tot 12,8 MPa;
temperatuurindicatoren van stoom - van 320 tot 500 0 C;
druk achter de turbine - van 4 tot 10,6 kPa.

K-37-3.4 is een condenserende stoomturbine met een luchtcondensor.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 37.000 kW tot 37.300 kW;
stoomdrukindicator - van 2,9 tot 3,7 MPa;
temperatuurindicatoren van stoom - van 390 tot 445 0 C;
druk achter de turbine - 15 kPa.

Deze producten worden vervaardigd in de Kaluga Turbine Works. Laten we nu eens kijken naar de modellen van OJSC "Roselectromash". Hier staan al volwaardige turbinegeneratoren, die gebruikmaken van stoom- en gasturbines.

Ongeacht het merk of model, inbegrepen in de verkoopset bevat de volgende componenten::

generator;
excitatie systeem;
hardware-organen van automatisering, signalering en controle;
reserveonderdelen;
speciaal gereedschap voor installatie en aanverwante materialen;
verschillende gebruiksaanwijzingen.

Turbinegeneratoren van de TVF-serie worden onder onze aandacht gebracht. Het heeft geen zin om ze in detail te beschrijven, dus laten we eens kijken naar hun technische gegevens.

Technische kenmerken van TVF-63-2:

vermogensindicator - 63.000 kW;
spanningsgraad - 6300 V;
statorstroom - 7217 A;
Efficiëntie als percentage - 98%;
totaal gewicht - 107.900 kg.

Technische kenmerken TVF-63-3600:

vermogensindicator - 50.000 kW;
spanningsgraad - 11000 V;
statorstroom - 3280 A;
rotatiefrequentie - 3600 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,3%;
totaal gewicht - 107.950 kg.

Technische kenmerken TVF-110-2E:

spanningsgraad - 10500 V;
statorstroom - 7560 A;
rotatiefrequentie - 3000 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,4%;
totaal gewicht - 145.000 kg.

Technische kenmerken van TVFV-110-2:

vermogensindicator - 110.000 kW;
spanningsgraad - 13800 V;
statorstroom - 5752 A;
rotatiefrequentie - 3000 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,45%;
totaal gewicht - 190.000 kg.

De kosten van deze modellen moeten worden gecontroleerd bij de fabrikant, maar we kunnen zeggen dat het overschrijdt enkele miljoenen roebel.

Doelmatigheid van de operatie

Het is niet nodig om te praten over de wenselijkheid van het kopen van een stoomgenerator voor persoonlijke behoeften, omdat de kosten erg hoog zijn voor gewoon huishoudelijk gebruik. Met andere woorden, het is onwaarschijnlijk dat dergelijke investeringen renderen gedurende de levensduur van een potentiële koper. Bovendien de totale afmetingen van dergelijke installaties, die op een zeer groot gebied moeten worden geplaatst. Daarom worden op huishoudniveau units gebruikt waarbij de motor op benzine of diesel loopt en voor grote ondernemingen is een motor op stoom juist geschikt.

Wat het gebruik van door stoom aangedreven generatoren betreft, gebruik in ketelinstallaties kan bepaalde voordelen opleveren... Het is een feit dat deze installaties na het bereiken van enkele vermogensindicatoren zeer goede prestatiekenmerken vertonen, waardoor ze zich gunstig onderscheiden van hun tegenhangers.

Een gedetailleerd verhaal over de stoomgenerator

Je eigen handen maken - is het mogelijk?

Stoomgeneratoren hebben een zeer complexe structuur, dus het maken van dergelijke eenheden met uw eigen handen nogal problematisch.

Desalniettemin wordt het met enige kennis en de benodigde materialen mogelijk om dit apparaat met uw eigen handen te maken.

Het is duidelijk dat de definitieve versie veel kleiner zal zijn dan de fabrieksversies. Bovendien zal er een heel ander apparaat zijn voor het aandrijven van een bestaande generator - als in fabrieksmodellen een stoomturbine hiervoor verantwoordelijk is, dan zal dit in een thuisversie door een motor worden gedaan.

De video demonstreert een wandelende mini-stoomgenerator

Conclusie

Stroomgeneratoren van het turbinetype zijn populair bij veel industriële ondernemingen en energiecentrales. Voordat u dergelijke apparaten aanschaft, is het echter noodzakelijk om een nauwkeurige berekening te maken van de geschiktheid van het gebruik ervan, zodat het bedrijf niet met verlies werkt.

Wat betreft de toepassing op huishoudniveau, dit is absoluut niet nodig. Bovendien is het technisch en praktisch onmogelijk, aangezien de afmetingen van deze installaties zijn erg groot, om nog maar te zwijgen van hun kosten. De kwestie van het maken met je eigen handen is ook behoorlijk controversieel, vanwege objectieve redenen voor de complexiteit van het ontwerp.

De eigenaren van bedrijven die van plan zijn stoominstallaties te gebruiken, kunnen één advies krijgen: koop eerst een generator met een kleine capaciteit, zodat u de effectiviteit van het gebruik ervan in de praktijk kunt evalueren. Het is geen toeval dat fabrikanten eenheden produceren vanaf 100 kW, wat een dergelijke rationele benadering impliceert.

Geplaatst in

Lees in het artikel

Criteria naar keuze

Op dit moment is er een vrij brede selectie van allerlei soorten elektrische generatoren die op stoom werken, dus je moet uiterst voorzichtig zijn met de keuze.

Om deze keuze weloverwogen en evenwichtig te laten zijn, moet men letten op de volgende indicatoren:

Stoomcentrale kracht (thermisch en elektrisch).
Het is ook noodzakelijk om aandacht te besteden aan de snelheid waarmee de rotoren van de generator en turbine draaien.
Het type stroom dat wordt gebruikt - hier hebben we het over een eenfasige of driefasige installatie. In de meeste gevallen is het het driefasensysteem dat wordt gebruikt.
Stoomdrukindicatoren zijn niet alleen gecomprimeerd, maar ook in een vrije staat.

Zelfinstallatieproces van de turbocompressor

Turbolader op auto's

Om dit apparaat met uw eigen handen op de motor te zetten, moet u eerst één ding begrijpen, ongeacht het automerk, het turbinemodel en andere kleine dingen, het werkingsprincipe van een dergelijke eenheid is bijna identiek, zodat de uitgevoerde werkzaamheden zullen in 95% van de gevallen ongeveer hetzelfde zijn.

Laten we beginnen, maar je moet beginnen met het verwijderen van het luchtfilter en de carburateur van de motor. Dit wordt gedaan doordat de inlaatpijp op de plaats zit waar de carburateur zich bevindt, en de standaard inlaatpijp van de carburateur eenvoudig wordt verwijderd. Ook is het niet overbodig om de hele constructie met normale bouten te bevestigen, voor een grotere betrouwbaarheid. De uitlaatpijp wordt vervangen door tapeinden op het uitlaatspruitstuk en de valpijp van de uitlaatdemper wordt van onderaf ingebracht.

Nu moet onze turbine op de horizontale flens van dezelfde aftakleiding worden bevestigd. Wanneer deze stappen zijn uitgevoerd, is het noodzakelijk om een punt met een afdichtring voor de uitlaatpijp in het uitlaatkanaal van de turbocompressor te steken (deze heeft een cilindrische vorm).

Wat betreft de rechthoekige flens op de aftakleiding, deze is met een koperen pakking aan de inlaatleiding bevestigd. Dit geeft de vereiste indicator van de stijfheid en sterkte van de bevestiging.

De volgende stap is om de luchtinlaat en -uitlaat op hetzelfde deel van de compressor van ons systeem aan te sluiten. Dit gebeurt met behulp van een aansluitleiding. Hij heeft een diameter van 50 millimeter en wordt vastgezet met kunststof klemmen. Aan de uitlaat van de compressor moet nog een pijp worden geïnstalleerd, maar al aluminium. Daarna kunt u beginnen met het terugbrengen van zijn oorspronkelijke carburateur naar het motorsysteem. Om dit met onze eigen handen te doen, met behulp van standaard tapeinden, bevestigen we het aan de horizontale flens met behulp van een inheemse pakking.

Vervolgens moet je de plaat demonteren, die zich op de kap van de blokkop bevindt, maar verwissel hem niet, er zijn er verschillende en je moet de tweede aan de rechterkant demonteren. In plaats daarvan is een aandrijfbeugel voor de gasklep geïnstalleerd, die verantwoordelijk is voor de verdeling en dosering van luchtstromen, brandstof en nu uitlaat.

Nu is het noodzakelijk om de gasleiding van de hydraulische vacuümversterker te repareren. Het is gemonteerd op een speciaal ontworpen fitting van de inlaatpijp. Verder zijn de uitleessensoren van de apparaten verbonden met dit hele bedrijf om de prestaties van het systeem te volgen. Vergeet niet om het luchtfilter en de carterventilatiepijp te vervangen om al het werk af te ronden.

Turbine met de auto

stoomturbine apparaat

Stoomturbine-installatie - is het belangrijkste type motoren in moderne thermische en kerncentrales, die 85 - 90% van de wereldwijd verbruikte elektriciteit opwekken.

Type en ontwerp van een stoomturbine-installatie

Stoomturbines zijn erg snel. Het is hoofdzakelijk gelijk aan 3000 vol. min., en hebben tegelijkertijd een relatief klein formaat en gewicht. In de moderne industrie van vandaag worden turbine-eenheden met verschillende capaciteiten geproduceerd, zelfs die in één eenheid, met een hoog rendement, meer dan duizend megawatt.

Deze eenheid is heel lang geleden uitgevonden. Veel wetenschappers namen deel aan de oprichting ervan. In Rusland wordt de grondlegger van de constructie van stoomturbines beschouwd als Polykarp Zalesov, die deze constructies aan het begin van de negentiende eeuw in Altai introduceerde.

Stoomturbines zijn onderverdeeld in:

condenserend;
Verwarming;
Speciaal doel;
Actief;
reactief;
Actief rationeel.

De meest voorkomende - de condensatieturbine - werkt met de afvoer van uitlaatstoom in een condensor met een diep vacuüm. Een bepaalde hoeveelheid stoom wordt gewoonlijk uit de tussenstadia van de turbines gehaald voor regeneratiedoeleinden. Het belangrijkste doel van condensatie-eenheden is het opwekken van elektriciteit.

Thermo-elektrische generatoren

Energiecentrales met generatoren gebouwd volgens het Peltier-principe zijn best een interessante optie.

Bovendien is dit effect het tegenovergestelde - als de geleider aan de ene kant wordt verwarmd en aan de andere kant - wordt gekoeld, wordt er elektriciteit in opgewekt.

De voordelen van energiecentrales met thermo-elektrische generatoren zijn onder meer:

Lange levensduur (geen bewegende delen);
Tegelijkertijd wordt niet alleen energie opgewekt, maar ook warmte, die kan worden gebruikt om te verwarmen of te koken;
Stille werking.

Houtgestookte energiecentrales die het Peltier-principe gebruiken, zijn een vrij gebruikelijke optie en worden zowel geproduceerd als draagbare apparaten die alleen elektriciteit kunnen leveren om verbruikers met een laag stroomverbruik (telefoon, zaklamp) op te laden, als industriële apparaten die krachtige eenheden van stroom kunnen voorzien.

3 Doe-het-zelf mechanische turbocompressor die de auto verbetert

De meest effectieve turbomodus op benzinemotoren met injectie. Motoren van het carburateurtype kunnen ook werken met een mechanische supercharger, maar ze hebben wat doe-het-zelf-verfijning nodig, met name de installatie van jets met een grotere doorsnede en andere maatregelen. In het geval van een injectiemotor komt het allemaal neer op een nieuwe firmware.

De mechanische aanjager, aangedreven door de krukas van de motor, heeft een onbetwist voordeel: hij werkt absoluut synchroon met de unit en zorgt in turbomodus voor een gelijkmatige luchttoevoer in overeenstemming met het motortoerental. Een dergelijk apparaat zal echter een deel van het vermogen van de motor wegnemen voor zijn werking.

De meest voorkomende opties voor het bouwen van mechanische blowers die u zelf kunt installeren zijn drie typen:

Centrifugaalapparaat - zowel onafhankelijk als compressor als in combinatie met andere apparaten. Het werkingsprincipe is vrij eenvoudig: de bladen, die met hoge snelheid ronddraaien, vangen lucht op en gooien deze in het lichaam, dat een slakachtige vorm heeft. Bij de uitgang van de behuizing krijgt de luchtstroom de druk die nodig is voor de turbomodus. De lage kosten van het apparaat en de mogelijkheid om het zelf te doen, maakten het het meest populair. Er zijn echter genoeg moeilijkheden in zijn werk, met name met onderhoud.
De ROOTS blower is een rotorblad dat in een gesloten behuizing is geplaatst. Lucht wordt opgevangen bij de inlaat, door de hoge rotatiesnelheid van de bladen krijgt de lucht een hogere druk bij de uitlaat. Het grootste nadeel van dit type apparaat is de ongelijkmatigheid van de luchtstroom, die drukpulsatie veroorzaakt in de turbomodus. De relatief stille werking, betrouwbaarheid en compactheid zorgen ervoor dat automobilisten zelfs dit nadeel verdragen. Met bepaalde vaardigheden in het hanteren van apparatuur, zal het voor u niet moeilijk zijn om zo'n boost met uw eigen handen te installeren.
De LYSHOLM-blazer is een vertegenwoordiger van het schroefachtige apparaat. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met het vorige - de luchtstroom wordt gecreëerd door rotoren die met hoge snelheid draaien. Het belangrijkste verschil tussen dit type blazer is de kleine opening tussen de schroeven, die veel problemen veroorzaakt bij het ontwerp en de installatie van dergelijke producten. Ze zijn niet vaak te vinden op auto's en zijn niet goedkoop. Het is niet aan te raden om ze zelf te installeren, het is beter om contact op te nemen met een turbospecialist.

2 Competente keuze van turbocompressor

Om het rijden leuk te maken, moet je beslissen hoeveel pk je uit de verbetering wilt halen.

Het is belangrijk om een turbine te kiezen die bij een bepaald merk auto past, omdat de installatie ervan afhangt van het type supercharger en het motorvolume. De turbolader van de TKR-7 kan bijvoorbeeld het motorvermogen met 20% verhogen door de druk in het brandstofsysteem met 1-1,2 keer te verhogen.

Hogere druk kan leiden tot een vermindering van de motorreserve aan de uitlaat, zuigers en uitlaatkleppen zullen snel onbruikbaar worden. Afgassen die de turbine binnenkomen, worden gereguleerd door een omloopleiding, die een deel van de gassen langs de turbocompressor leidt. De turbine K16-2467 is ideaal voor installatie en belooft goede toerentallen voor gebruik in de stad. IHI RHF55-turbo wordt ter overweging voorgesteld als een goed werkende optie, die een snelle en betrouwbare rit voor een lange tijd kan bieden.

Een in een winkel gekochte turbine is slijtvaster, de lagers bevinden zich in een olie-omgeving, de onderdelen worden alleen afgesleten als de motor uit staat. Daarom kan zo'n unit met optimale zorg en regelmatige inspectie meer dan 10 jaar meegaan. Veel uitvinders installeren zelfgemaakte apparaten, maar in dit geval zijn de besparingen niet gerechtvaardigd. Het is beter om geld te besparen op de installatie zelf, maar niet op de turbine.

Een paar woorden over Chinese elektrische turbines

Letterlijk 2 jaar geleden explodeerde het "auto-internet" uit elektrische turbines uit China. Er werd een kleine "gizmo" voorgesteld, die werd geïnstalleerd in de breuk van de luchtinlaatslang, die naar verluidt lucht met druk in de motor injecteerde, de beloofde vermogenstoename maar liefst - 15%! De motor zelf was een onbegrijpelijke koeler, noch elektriciteitsverbruik, noch snelheid, noch gepompte lucht - er waren geen indicatoren. Als je het zelfs visueel uit elkaar haalt, wordt het duidelijk - dat dit een koeler is in de vorm van geavanceerde computers, nou ja, wat kan het vergroten? NIETS! Dus we kopen gewoon niet - het is een SCHEIDING.

Nu beginnen natuurlijk andere elektrische turbines op dezelfde Chinese sites te verschijnen, velen zijn zelfs gemaakt in de vorm van een slak - ala een mechanische compressor. Maar nogmaals, er zijn geen drukindicatoren, geen verbruik, geen luchtpompen. Denk na voordat je koopt. We kijken naar een educatieve video.

Wat is er nog meer nodig voor het afstemmen?

Voordat u een turbine op een VAZ installeert, moet u beslissen welk totale vermogen u uit de motor wilt persen. Als je meer dan 200 paarden wilt krijgen, moet je een blok van "Kalina" vinden. Hij is 2,3 mm hoger dan de standaard. Een motorblok uit een 10e gezinsauto kan worden gebruikt, maar dit zal het vermogen aanzienlijk verminderen.

Het is absoluut noodzakelijk om de krukas van de Lada Kalina-auto te installeren. De diameter van het slingermechanisme is 75,6 mm. Zorg ervoor dat u er een uitsparing in gebruikt en kerft, waarmee u de vereiste compressieverhouding kunt bereiken. Het wordt aanbevolen om contact op te nemen met een competente specialist om deze uitsparingen te maken, of om kant-en-klare producten te kopen in tuningwinkels.

Stoomturbine structuur:

Stoomturbines zijn gebouwd als stationaire constructies, die voornamelijk worden gebruikt in fabriekscentrales of elektriciteitscentrales, en transporteren die nodig zijn voor de werking van scheepsketels.

Ongeacht het werkingsprincipe, blijft de essentie van de acties die plaatsvinden ongewijzigd - de stoomstraal die uit het mondstuk stroomt, wordt naar de bladen van de schijf op de as geleid en wordt geactiveerd.

Stoomturbines onderscheiden zich door de volgende kenmerken:

Omzet;
Het aantal gebouwen;
Bewegingsrichting van de stoomstraal;
Het aantal assen;
De locatie van de condensatie-eenheid;
Functionaliteit.

Stoomturbines leveren langdurige opwekking van mechanische energie bij de temperatuur van hun koelwater tot 330 C Celsius. Ook moeten turbines langdurig betrouwbaar werken met een nominale belasting van 30 tot 100%. Wat is er nodig om de verdeling van de elektrische belasting te regelen. De meest voorkomende condensatieturbines zijn nodig om langdurig te kunnen werken bij uitlaattemperaturen tot 700 C.

DIY turbocompressor

Voordat u een turbocompressor op uw auto installeert, moet u beslissen welk vermogen u uit de motor wilt halen.

Het uiteindelijke resultaat hangt af van de juiste keuze van turbolader. Het moet zoveel mogelijk overeenkomen met uw automerk. Dit heeft invloed op het verdere installatieproces.

Veel autobezitters maken zich zorgen over het maken van een turbolader met hun eigen handen en is het mogelijk? Voor een beginner zal deze procedure moeilijk zijn, omdat het proces kennis van enkele nuances vereist.

Het kan nodig zijn om de mechanismen van de auto te verfijnen voordat de turbolader wordt geïnstalleerd. Installatiefouten leiden tot storingen in de apparatuur, wat leidt tot nieuwe kosten. Daarom moet je jezelf zorgvuldig afstemmen en je aan de volgende regels houden:

Controleer de staat van alle belangrijke voertuigsystemen voor installatie. Vervang lucht, oliefilters. Ververs de olie en controleer de bruikbaarheid van de olieleidingaansluitingen. Het belangrijkste is dat tijdens de werking van de turbine vuil- en stofdeeltjes daar niet komen.
Diagnose van de katalysator op fouten.
Controleer het luchtfilterhuis. Het moet worden verzegeld.
Spoel de luchtaansluitingen en het carterventilatiesysteem met benzine.
Reinig alle luchttoevoerkanalen van vuil, anders zal vuil de werking van de blazer beïnvloeden.
Vul de turbine met olie. De prestaties van de drukregeling zijn afhankelijk van de kwaliteit ervan.
Gebruik voor een betere spreiding in de turbine een handpomp. Herhaal de manipulatie meerdere keren. Daarna wordt de olie volledig uit de unit afgevoerd.
Installeer de turbocompressor en draai deze stevig vast.
Demonteer voor een gemakkelijke installatie het hitteschild, de generator en het uitlaatspruitstuk. Tap de koelvloeistof uit het systeem.
Giet alle olie af. Boor een gat in de motor, installeer de fitting erin met afdichtmiddel. Verwijder vervolgens de olietemperatuursensor.
Monteer de adapter voor de olietoevoer naar de turbine.
Breng alle details terug. Verbind de turbine met de fitting met een slang, installeer de bypassklep.
Monteer tot slot de intercooler en uitlaatleidingen.

Interesse in offroad-tuning? Nuttige informatie hier. Welke tuning accessoires zijn nodig? Lees in.

Kenmerken van de stoomcentrale van de installatie

Het systeem voor het regelen van de werking van de turbine in het geval van een scherpe daling van het vermogen en het loskoppelen van de TG van het netwerk, moet de snelle overschrijding van de snelheid van de rotor beperken en voorkomen dat de veiligheidssensor wordt geactiveerd. De werking van de turbine maakt de mogelijkheid van onmiddellijke reset van de spanning naar nul mogelijk. Ook moeten turbines het mogelijk maken om de belasting terug te brengen naar het origineel, of een ander cijfer in het regelbereik, met een snelheid van ten minste 10% van het nominale vermogen per seconde.

Stoomturbines worden voornamelijk gebruikt in fabriekscentrales of elektriciteitscentrales

Verplichte werkingsmodi:

Met de hogedrukverwarmer uitgeschakeld;
Bij een lading in het kader van eigen behoefte binnen 40 minuten na lossing;
Bij stationair toerental gedurende 15 minuten na uitschakelen;
Voor testen bij stationair toerental 20 uur na het starten van de turbine;
De levensduur van werkende turbines tussen reparaties moet minimaal 4 jaar zijn;
Nieuwe units hebben een garantie van 5 jaar;
De bedrijfsperiode bij uitval van een stoomturbine is niet minder dan 6000 uur;
De fabrieksbeschikbaarheidsfactor is niet minder dan 0,98.

De stoomturbine heeft een levensduur van meer dan 30 jaar. De enige uitzonderingen zijn slijtageonderdelen en componenten.

Elementen van het turbolaadsysteem

Elke motor die is uitgerust met een turbocompressor heeft een zeer goede indicator in termen van litervermogen en brandstofverbruik. Dat wil zeggen, van een bepaalde cilinderinhoud van een supercharged-motor wordt een veel grotere vermogensdichtheid verwijderd dan bij een motor met natuurlijke aanzuiging. Doordat er veel meer lucht door de turbine en door het inlaatspruitstuk stroomt en met een hogere snelheid, warmt de turbine zelf vrij snel en sterk op. Daarom is een verplicht onderdeel van turbolader de intercooler - het inlaatluchtkoelsysteem. Hoe koeler de lucht is wanneer deze de verbrandingskamer binnenkomt, hoe efficiënter het verbrandingsproces zal zijn. Dit is ten eerste, en ten tweede, bij een sterke oververhitting van de cilinderkop bestaat er gevaar voor het krijgen van een detonatie.

De belangrijkste elementen van het turbosysteem blijven:

turbine en interkoeler;
drukregelklep;
een omloopklep die gassen uit de turbine verwijdert als de smoorklep gesloten is;
inregelafsluiter waarmee u overtollige druk kunt ontlasten;
turbinehuis;
lucht- en olieaansluitingen.

Turbocompressor en hoe het werkt

Een turbocompressor is een complexe structuur die bestaat uit een centrifugale of axiale compressor die samenwerkt met een turbine. Het verhoogt de efficiëntie van het voertuig door een grote hoeveelheid lucht aan de cilinders toe te voeren.

De werking ervan is gebaseerd op de volgende fasen:

Een mengsel van brandstof en lucht, wanneer het de motor binnenkomt, verbrandt en verlaat de uitlaatpijp. De waaier die aan het begin van het uitlaatspruitstuk is geïnstalleerd, is stevig verbonden met de waaier van het inlaatspruitstuk.
De krachtige gasstroom die de motor verlaat, drijft de uitlaatwaaier aan. Zij draait op haar beurt de waaier op het inlaatspruitstuk.
Hierdoor wordt er tegelijkertijd een grote hoeveelheid lucht en brandstof aan de motor toegevoerd. Hoe meer brandstofmassa verbrandt, hoe krachtiger de motor wordt. De taak van de turbocompressor is om de motor van zoveel mogelijk luchtmassa te voorzien om een grote hoeveelheid brandstof te verbranden. Hierdoor wordt een toename van het vermogen bereikt.

De ingebouwde turbocompressor kan tot 1,6 keer meer brandstof verbranden, waardoor het vermogensniveau met dezelfde indicator wordt verhoogd.

Door de auto in de gebruikelijke laadmodus te laten rijden, zal het brandstofverbruik niet toenemen. Dankzij de verbeterde acceleratie en klimprestaties worden besparingen waargenomen. Het benzineverbruik zal toenemen met toenemende belasting.

De slijtage van onderdelen wordt verminderd en de auto krijgt de volgende voordelen:

acceleratietijd zal worden verminderd;
verhoogde wendbaarheid;
vrachtverkeer zal toenemen;
de snelheid zal toenemen.

Wat het gebruik van door stoom aangedreven generatoren betreft, gebruik in ketelinstallaties kan bepaalde voordelen opleveren... Het feit is dat deze installaties na het bereiken van bepaalde vermogensindicatoren zeer goede prestatiekenmerken vertonen, waardoor ze zich gunstig onderscheiden van hun tegenhangers.

Een gedetailleerd verhaal over de stoomgenerator

Klassieke versie

Alles is hier eenvoudig - brandhout of een andere brandstof, brandend, verwarmt het water, waardoor het in een gasvormige toestand verandert - stoom.

De resulterende stoom wordt naar de turbine van de generatorset gevoerd en door te draaien wekt de generator elektriciteit op.

Een dergelijke lay-out van een energiecentrale is een van de eenvoudigste, maar heeft een aantal belangrijke nadelen, waaronder explosiegevaar.

Na de overgang van water naar een gasvormige toestand neemt de druk in het circuit aanzienlijk toe en als deze niet wordt gereguleerd, is er een grote kans op leidingbreuk.

En hoewel moderne systemen een hele reeks drukregelkleppen gebruiken, vereist de werking van een stoommachine nog steeds constante monitoring.

Maar nu is dit probleem opgelost door gebruik te maken van gedestilleerd water, vloeistoffen, gezuiverde onzuiverheden die neerslaan of speciale gassen.

Maar aan de andere kant kan deze energiecentrale een andere functie vervullen: de kamer verwarmen.

En als we deze radiator binnenshuis plaatsen, krijgen we uiteindelijk niet alleen elektriciteit van zo'n station, maar ook warmte.

Hoe maak je thuis een stoomturbine?

Veel internetbronnen publiceren een algoritme volgens welke een mini-stoomturbine thuis en met een klein aantal gereedschappen wordt gemaakt van een blikje. Naast het blik zelf heb je aluminiumdraad nodig, een klein stukje tin om de strip en de waaier te snijden, evenals bevestigingsmiddelen.

Er worden 2 gaten in het deksel van het blikje gemaakt en in één stuk van de buis gesoldeerd. Een turbinewaaier wordt uit een stuk plaatstaal gesneden, bevestigd aan een strip die is gebogen in de vorm van de letter P. Vervolgens wordt de strip in het tweede gat geschroefd, waarbij de waaier zo wordt geplaatst dat de bladen tegenover de buis liggen. Alle technologische gaten die tijdens het gebruik zijn gemaakt, zijn ook afgedicht. Het product moet worden geïnstalleerd op een draadstandaard, gevuld met water uit een spuit en een droge brandstof moet van onderaf worden aangestoken. Een geïmproviseerde rotor van een stoomturbine begint te draaien door een stoomstraal die uit de buis ontsnapt.

Het is duidelijk dat een dergelijk ontwerp alleen als prototype, speelgoed kan dienen, aangezien deze handgemaakte stoomturbine voor geen enkel doel kan worden gebruikt. Het vermogen is te klein en van efficiëntie is geen sprake. Tenzij het mogelijk is om op haar voorbeeld het werkingsprincipe van een warmtemotor te laten zien.

Een mini-stroomgenerator kan eigenlijk worden gemaakt van een oude metalen ketel. Hiervoor heb je naast de waterkoker zelf een koperen of RVS buis met dunne wanden nodig, een computerkoeler en een klein stukje aluminiumplaat. Uit de laatste wordt een cirkelvormige waaier met bladen gesneden, waaruit een stoomturbine met een laag vermogen zal worden gemaakt.

De elektromotor wordt van de koeler verwijderd en op dezelfde as met de waaier geïnstalleerd. Het resulterende apparaat is gemonteerd in een ronde aluminium behuizing; het moet qua formaat passen in plaats van het deksel van de theepot. In de bodem van de laatste wordt een gat gemaakt, waar de buis wordt gesoldeerd, en er wordt buiten een spoel van gemaakt. Zoals je kunt zien, komt het ontwerp van een stoomturbine heel dicht bij de realiteit, omdat de spoel de rol van een oververhitter speelt. Het tweede uiteinde van de buis wordt, zoals je zou kunnen raden, naar de geïmproviseerde waaierbladen gebracht.

Opmerking. Het moeilijkste en meest tijdrovende onderdeel van het apparaat is de spoel. Het is gemakkelijker om het te maken van een koperen buis dan van een roestvrij staal, maar het zal niet lang duren. Door contact met een open vuur zal de koperen oververhitter snel doorbranden, dus het is beter om hem zelf te maken van een roestvrijstalen buis.

Hoe kies je een turbo?

Om het gewenste resultaat te krijgen, moet u weten hoeveel motorvermogen u wilt hebben. Om dit te doen, moet u ook de juiste turbine kiezen, want deze moet bij uw automodel passen.

Belangrijk! De installatie van de turbine hangt af van het volume van de "motor" en van het type supercharger. De installatie van een TKR-7-turbine zal bijvoorbeeld het aantal pk's verhogen door het drukniveau in de leidingen van het brandstofsysteem te verhogen.

Wat zijn turboladers?

Als de druk te hoog is, loopt u het risico de motor, of liever de uitlaatkleppen, te beschadigen. Er is een speciale aftakleiding in de turbine, die verantwoordelijk is voor het reguleren van de uitlaatgassen die de turbocompressor binnenkomen. Het feit is dat tijdens bedrijf niet alle uitlaatgassen de turbine binnenkomen - sommige passeren de turbocompressor.

Gebruikt u uw voertuig uitsluitend in de stad, dan is de turbine K16-2467 voor u geschikt, waarvan de installatie en bediening opvalt door zijn eenvoud. Dit geldt alleen voor dieselmotoren, deze optie is niet bijzonder geschikt voor benzineauto's (de waaier is niet ontworpen voor een dergelijk temperatuurregime). Er wordt ook een goede optie onder uw aandacht aangeboden - IHI RHF55. Een turbine die u lange tijd van dienst kan zijn en zorgt voor een snelle en betrouwbare beweging. Gefabriceerd voor Isuzu-motoren.

Vrij populaire IHI RHF55-turbine

Nadat u een van de autodealers in uw stad heeft bezocht, kunt u ter plaatse de optie kiezen die bij u past. Tegelijkertijd kan een nieuw onderdeel, gecombineerd met de juiste zorg, meer dan een dozijn jaar meegaan. Natuurlijk zijn er ook ambachtslieden die turbines met hun eigen handen maken, maar experts raden aan om niet op onderdelen te besparen. U kunt beter geld besparen op het installeren van een turbolader, want u kunt het zelf doen.

Belangrijk! Let bij het kiezen van een turbine op mogelijke compromissen tussen kosten, vermogen en weerstand tegen snelle warmteontwikkeling. Deze eigenschappen zullen in de toekomst de belangrijkste kenmerken van uw auto zijn.

Apparaat en werkingsprincipe

Gezien de ketelinstallatie zijn er drie hoofdcomponenten bij het werk betrokken. Dit is de ketel zelf, een stoomturbine en een elektrische generator. De combinatie van de laatste twee apparaten wordt een turbine-eenheid genoemd, wat de aanwezigheid van een kinetische verbinding tussen de twee apparaten impliceert. Deze definitie omvat een stoomturbinestroomgenerator.

Alles bij elkaar stelt al deze apparatuur u in staat om een mini-thermische krachtcentrale te creëren, die elektriciteit zal leveren aan grote objecten met een industrieel of civiel doel.

Werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van een dergelijke techniek als een elektrische stoomturbinegenerator wordt teruggebracht tot de implementatie van verschillende fasen van het proces:

Ketelapparatuur verwarmt water tot een bepaalde temperatuur waarbij het in een dampvormige toestand verandert.
Stoom komt de rotorbladen van de turbine binnen en brengt deze in beweging.
Het resultaat van dit proces is de transformatie van de potentiële energie van de gecomprimeerde hete stoom in kinetische energie en vervolgens in mechanische energie, wanneer de turbine-as begint te bewegen.
Een stoomturbine stroomgenerator genereert elektrische energie. In dit geval is de functie van de elektrische generator bepalend in dit circuit, omdat het deze eenheid is die verantwoordelijk is voor het omzetten van mechanische energie in elektrische energie.

Afhankelijk van welk vermogen moet worden bereikt, kunnen meerdere van dergelijke MTPP-eenheden worden gebruikt, die parallel aan elkaar worden geschakeld.

De voordelen van het gebruik van deze techniek zijn legio. Allereerst is het mogelijk om de overtollige stoom die wordt geproduceerd door verwarmingsketelapparatuur te realiseren. En daarnaast wordt het mogelijk om een grote installatie van stroom te voorzien zonder noemenswaardige kosten voor de aanschaf van vloeibare of gasvormige brandstof.

Maar om ervoor te zorgen dat een dergelijke oplossing winstgevend en niet onrendabel is, moet deze worden geïmplementeerd in de faciliteit, waarvan het onderhoud voldoende turbine- en generatorvermogen vereist.

Wedden of niet wedden

Hoewel er op lange termijn scepsis bestond over het installeren van een turbolader op een VAZ, komen turbovazen vaker voor, zijn er minder problemen met de installatie en wordt de effectiviteit van deze maatregel steeds duidelijker. Een benzinemotor met turbocompressor of "turbo-diesel" kan op elk VAZ-model in een autoservice worden geïnstalleerd. Uit tests blijkt dat bij een volstrekt onbeduidende toename van het brandstofverbruik het vermogen en het koppel met maar liefst 35-40% toenemen.

Is het mogelijk om zelfstandig de fijne kneepjes te achterhalen en een turbine te installeren zonder gebruik te maken van de diensten van een autoservice? Natuurlijk is alles mogelijk. We brengen een algemeen werkschema onder uw aandacht en enkele aanbevelingen voor het installeren van een turbolader met uw eigen handen.

Zelfgemaakte zenders

Ook maken veel ambachtslieden zelfgemaakte stations (meestal gebaseerd op een gasgenerator), die vervolgens worden verkocht.

Dit alles geeft aan dat je zelfstandig een energiecentrale kunt maken met geïmproviseerde middelen en deze voor je eigen doeleinden kunt gebruiken.

Gebaseerd op thermo-elektrische generator.

Voor de productie heb je nodig:

Metalen lichaam, dat de rol van een oven zal spelen;
Peltier-plaat (apart verkrijgbaar);
Spanningsregelaar met ingebouwde USB-uitgang;
Een warmtewisselaar of gewoon een ventilator om voor koeling te zorgen (je kunt een computerkoeler nemen).

Een energiecentrale maken is heel eenvoudig:

We maken een kachel. We nemen een metalen doos (bijvoorbeeld een computerkast), vouwen deze uit zodat de oven geen bodem heeft. We maken gaten in de wanden eronder voor luchttoevoer. Bovenaan kan je een rooster plaatsen waarop je een waterkoker enz. kan plaatsen.
Monteer de plaat op de achterwand;
Monteer de koeler bovenop de plaat;
We verbinden een spanningsregelaar met de klemmen van de plaat, van waaruit we de koeler voeden, en trekken ook conclusies voor het aansluiten van consumenten.

Het blijft alleen om consumenten aan te sluiten en het verbrandingsproces in de kachel te bewaken (tijdig brandhout opgooien).

Gebaseerd op een gasgenerator.

De tweede manier om een elektriciteitscentrale te maken is door een vergasser te maken. Zo'n apparaat is veel moeilijker te vervaardigen, maar de output van elektriciteit is veel hoger.

Om het te maken heb je nodig:

Cilindrische container (bijvoorbeeld een gedemonteerde gasfles). Het zal de rol van een kachel spelen, daarom moeten er luiken zijn voor het laden van brandstof en het reinigen van vaste verbrandingsproducten, evenals voor luchttoevoer (een geforceerde ventilator is vereist om een beter verbrandingsproces te garanderen) en een gasuitlaat;
Koelradiator (kan worden gemaakt in de vorm van een spoel), waarin het gas wordt gekoeld;
Capaciteit voor het maken van een filter van het type "Cyclone";
Capaciteit voor het maken van een fijngasfilter;
Benzinegeneratorset (maar je kunt gewoon elke benzinemotor nemen, evenals een gewone 220 V asynchrone elektromotor).

Dit is een schematisch diagram van de vervaardiging van een gasgenerator. De uitvoering kan heel verschillend zijn.

Maar bij het maken van een gasgenerator moet met veel nuances rekening worden gehouden, waaronder - zorgen voor dichtheid bij alle verbindingen van het systeem waardoor het gas stroomt.

Om de verbrandingsmotor normaal te laten werken, moet u zich zorgen maken over hoogwaardige gaszuivering (de aanwezigheid van onzuiverheden daarin is onaanvaardbaar).

De gasgenerator heeft een omvangrijk ontwerp, dus het is noodzakelijk om de juiste plaats ervoor te kiezen, evenals voor normale ventilatie als deze in de kamer is geïnstalleerd.

Omdat dergelijke energiecentrales niet nieuw zijn en ze al relatief lang door amateurs zijn gemaakt, zijn er veel recensies over hen verzameld.

Een turbolader met uw eigen handen op een VAZ installeren

In dit opzicht is er een onweerstaanbare wens om het vermogen van binnenlandse auto's te vergroten met behulp van een turbolader. Laten we meer zeggen, het is heel goed mogelijk, alleen de winstgevendheid en haalbaarheid van deze onderneming zijn in grote twijfel. Laten we ons tot de cijfers wenden om niet ongegrond te zijn.

We hebben toch geen motor nodig die alleen op hoge toeren draait? We willen genieten van het rijden niet alleen op het circuit op onze zes of VAZ 2107? Dan zul je de hele motor radicaal moeten veranderen. En dat is waarom. Turbomotoren Subaru WRC of Mitsubishi Evolution beginnen al te werken vanaf 2000 tpm, dat wil zeggen dat hun volume zodanig is dat de vereiste turbinedruk een normale verbranding van 10-12 kg lucht per minuut moet bieden om 210-240 krachten te krijgen bij de uitvoer. Een anderhalve liter VAZ-motor, van welk ontwerp dan ook, of het nu 2103 of 21093 is, vereist een waanzinnige druk in de verbrandingskamer om een hoog koppel te produceren, tenminste bij gemiddelde snelheden.

"Gekke druk" betekent ongeveer 2 bar. Dit zorgde voor een voldoende toevoer van brandstof, die zou zorgen voor een verbranding van 12 kg lucht per minuut. Uiteraard is een 1,5-liter motor, vooral met fragiele VAZ-componenten, hiertoe niet in staat, wat betekent dat de toename van het koppel op het niveau van 3-7% zal liggen. Op pk's heeft dit ongeveer hetzelfde bereik. Daarom kan turbolader aan de VAZ worden geleverd. Maar dit heeft geen zin, of u moet alle kenmerken van de motor volledig veranderen, beginnend bij de compressieverhouding, eindigend met het volume van de motor en het ontwerp van de timing en voeding.

Selectie turbocompressor

Je kunt met je eigen handen een turbine maken bij een VAZ, maar dit is een zeer moeilijke taak, daarom is het beter om een beetje te veel te betalen en een kant-en-klare eenheid te kopen, op zijn minst op de secundaire markt

Er moet op worden gelet dat de kleine turbocompressor alleen werkt bij lage en gemiddelde snelheden.

Zodra het krukastoerental toeneemt, wordt de turbine uitgeschakeld. Grote turbocompressoren daarentegen werken alleen bij hoge en gemiddelde snelheden, terwijl ze bij lage snelheden uitschakelen. Er zijn verschillende populaire modellen:

TD05 vervaardigd door Mitsubishi. De boost is ingesteld op 3000 tpm, zodat u 250-300 liter kunt persen. met.
TD04L geproduceerd door Subaru, een boost is ingesteld op 3000 tpm, het vermogen is 200-250 pk. met.
IHI VF10 deze turbocompressor is veel groter dan de Subar, hij stelt je in staat 250 paarden en meer uit te persen.

Er zijn veel Chinese turbo's, ze zijn van zeer slechte kwaliteit, maar de prijs is redelijk. De prijs van een turbine voor een VAZ op de secundaire markt varieert over een zeer breed bereik - van 5.000 roebel tot enkele tienduizenden.

Modeloverzicht

PT-40 / 50-8.8 / 1.3 is een stoomturbine die wordt gebruikt in verschillende schema's met het gebruik van thermische energie, evenals industrieel afval. Potentiële kopers van deze producten zijn onder meer grote industriële ondernemingen en energiecentrales.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 12.000 kW tot 80.000 kW;
stoomdrukindicator - van 3 tot 12,8 MPa;
temperatuurindicatoren van stoom - van 420 tot 550 0C;
productiedruk - van 0,5 tot 1,75 MPa;
verwarmingsdruk - van 0,07 tot 0,25 MPa.

P-6 - 3,4 / 1,0 is een stoomturbine met productiestoomextractie.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 4000 kW tot 55000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,1 tot 8,8 MPa;
stoomtemperatuurindicatoren - van 260 tot 445 0C;
productiedruk - van 0,4 tot 1,3 MPa.

PR-13 / 15,8-3,4 / 1,5 / 0,6 het wordt gebruikt in veel thermische krachtcentrales, maar ook in industriële ondernemingen, waar stoom van een bepaalde indicator moet worden geleverd.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 2500 kW tot 35000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,2 tot 9,3 MPa;
stoomtemperatuurindicatoren - van 290 tot 540 0C;
productiedruk - van 0,4 tot 1,75 MPa;
druk achter de turbine - van 0,07 tot 0,9 kPa.

K-66-8.8 verwijst naar de condenserende soorten stoomturbines.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 6000 kW tot 70.000 kW;
stoomdrukindicator - van 1,57 tot 12,8 MPa;
stoomtemperatuurindicatoren - van 320 tot 500 0C;
druk achter de turbine - van 4 tot 10,6 kPa.

K-37-3.4 is een condenserende stoomturbine met een luchtcondensor.

Specificaties:

nominale vermogensindicatoren - van 37.000 kW tot 37.300 kW;
stoomdrukindicator - van 2,9 tot 3,7 MPa;
stoomtemperatuurindicatoren - van 390 tot 445 0C;
druk achter de turbine - 15 kPa.

Ongeacht het merk of model, inbegrepen in de verkoopset bevat de volgende componenten::

generator;
excitatie systeem;
hardware-organen van automatisering, signalering en controle;
reserveonderdelen;
speciaal gereedschap voor installatie en aanverwante materialen;
verschillende gebruiksaanwijzingen.

Turbinegeneratoren van de TVF-serie worden onder onze aandacht gebracht. Het heeft geen zin om ze in detail te beschrijven, dus laten we eens kijken naar hun technische gegevens.

Technische kenmerken van TVF-63-2:

vermogensindicator - 63.000 kW;
spanningsgraad - 6300 V;
statorstroom - 7217 A;
Efficiëntie als percentage - 98%;
totaal gewicht - 107.900 kg.

Technische kenmerken TVF-63-3600:

vermogensindicator - 50.000 kW;
spanningsgraad - 11000 V;
statorstroom - 3280 A;
rotatiefrequentie - 3600 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,3%;
totaal gewicht - 107.950 kg.

Technische kenmerken TVF-110-2E:

spanningsgraad - 10500 V;
statorstroom - 7560 A;
rotatiefrequentie - 3000 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,4%;
totaal gewicht - 145.000 kg.

Technische kenmerken van TVFV-110-2:

vermogensindicator - 110.000 kW;
spanningsgraad - 13800 V;
statorstroom - 5752 A;
rotatiefrequentie - 3000 tpm;
Efficiëntie als percentage - 98,45%;
totaal gewicht - 190.000 kg.

De kosten van deze modellen moeten worden gecontroleerd bij de fabrikant, maar we kunnen zeggen dat het overschrijdt enkele miljoenen roebel.

4 Een machine met turbocompressor bedienen

Wanneer de turbine met succes is geïnstalleerd, merken de eigenaren een positieve verandering - een lager brandstofverbruik. Een derde van de gerecyclede benzine wordt niet weggegooid, vervuilend voor het milieu, maar wordt efficiënt gebruikt. Er wordt een aanzienlijke vermindering van motortrillingen waargenomen.

Om ervoor te zorgen dat de opgewaardeerde auto langer meegaat, is het noodzakelijk om de motor voor de reis op te warmen en vervolgens een paar minuten stationair te laten. Voor volledige koeling en smering van de turbine moet u hoogwaardige olie gebruiken, de vervanging van luchtfilters en de dichtheid van de olieleiding controleren. Als u deze eenvoudige regels volgt, gaat de geïnstalleerde turbo lang mee en zal de eigenaar meer dan eens tevreden zijn!

Stoomturbine toepassing:

Door water in de waterkoker te gieten en deze op het ingeschakelde gas te zetten, kun je ervoor zorgen dat wanneer de stoom die uit de buis komt kookt, er genoeg energie is om een EMV te laten verschijnen aan de uitgang van de elektromotor. Om dit te doen, moet u er een LED-zaklamp op aansluiten. Naast het aandrijven van gloeilampen zijn andere toepassingen van de stoomturbine mogelijk, bijvoorbeeld om een mobiele telefoonbatterij op te laden.

In de omstandigheden van een appartement of een privéwoning lijkt zo'n mini-energiecentrale misschien een eenvoudig stuk speelgoed. Maar als u eenmaal op een wandeling een waterkoker met turbocompressor en een elektrische generator meeneemt, kunt u de functionaliteit ervan waarderen. Misschien zult u tijdens het proces een ander doel van de turbine kunnen vinden. Meer informatie over het maken van een loopgenerator van een waterkoker vind je door de video te bekijken:

Wat zijn de kenmerken van deze apparatuur?

PGE is een autonoom type apparaat dat in staat is om energie van welke aard dan ook (mechanisch, thermisch, enz.) om te zetten in elektrische energie.

Een onderscheidend kenmerk van dergelijke apparatuur is de eenvoud van het ontwerp en het werkingsprincipe. Een dergelijke generator van elektriciteit, ongeacht het type, bestaat uit een motor gemonteerd op een structuurframe dat brandstof verbrandt en een generator. Via een mechanische overbrenging wordt het koppel van de motor naar de generator overgebracht.

Een belangrijke factor die de grote populariteit van dergelijke installaties beïnvloedt, is het hoge rendement, bijna 98%.

Er zijn verschillende soorten installaties, waarvan de classificatie is gebaseerd op verschillende hoofdfactoren:

Soort brandstof. De apparatuur kan op verschillende soorten brandstof werken. Het kan stookolie, brandhout, gas, dieselbrandstof, enz.
Toepassingsgebied. Dergelijke installaties worden niet alleen actief gebruikt in het dagelijks leven, maar ook in de productie- en verwerkingsindustrie.
Ontwerpkenmerken. Energieconversie kan plaatsvinden via twee verschillende systemen: heetgasleidingen en watertanks.

Om ervoor te zorgen dat de apparatuur alle functies kan vervullen die eraan zijn toegewezen en als gevolg daarvan doelmatig is, is het uiterst belangrijk om de juiste installatie te kiezen. Tegelijkertijd raden experts aan om rekening te houden met de volgende factoren:. Stroom
Soort stroom

Stroom
De snelheid waarmee de generator draait
Soort stroom
Indicator van de druk van de gegenereerde stoom op de turbine

Alles bij elkaar genomen zal de stoomcentrale de ruimte voorzien van de nodige goedkope eclectische energie.

Hoe bouw je een mini-stoomturbine met je eigen handen

Op internet kunt u een groot aantal opties tegenkomen waarin een zelfgemaakte methode voor het vervaardigen van dit apparaat wordt overwogen.

Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een gewoon blik, aluminiumdraad, een stukje blik en bevestigingsmaterialen.

Met de vermelde materialen kunt u thuis uw plannen maken zonder speciale apparatuur en gereedschappen voor deze doeleinden te gebruiken. Deze turbine zal de omzetting van stoomenergie in elektriciteit duidelijk demonstreren.

Productieproces

In het deksel van het blikje worden twee gaten gemaakt, in een daarvan is een deel van de buis gesoldeerd. Er wordt tin genomen en de turbinewaaier wordt uitgesneden en vastgemaakt aan de U-vormige strip.

Daarna wordt een strip aan een ander gat bevestigd, de waaier wordt bevestigd met bladen tegenover de buis.

De structuur is op een draadstandaard gemonteerd, een spuit met water wordt genomen en gevuld en droge brandstof wordt van onderaf ontstoken. Uit de buis ontsnapt een stoomstraal, die een geïmproviseerde rotor in beweging zet.

Het is waar dat de kracht van zo'n turbine nergens genoeg voor is, omdat de efficiëntie erg laag is. Het kan alleen worden bekeken als een mock-up om te begrijpen hoe de apparatuur werkt.

Het principe van structuur

Opgemerkt moet worden dat sommige Duitse fabrikanten nu dergelijke superchargers in de structuur van hun motoren hebben. En ze worden, zoals u begrijpt, in het luchtinlaatsysteem geplaatst. De eersten die dergelijke superchargers gebruikten waren Mercedes, BMW en AUDI.

Het principe is eenvoudig - er is een krachtige "ventilator" geïnstalleerd, die een druk van ongeveer 0,5 atmosfeer (en mogelijk meer) creëert. Aangedreven door het elektrische systeem van de auto, pompt het extra zuurstof in de motor om het vermogen te vergroten. Met de instellingen voor de brandstoftoevoer kunt u een aanzienlijke toename bereiken - ongeveer 20 - 30%.

De elektrische turbine moet ook op bepaalde snelheden worden afgestemd, bijvoorbeeld bij stationair draaien, langzamer werken en bij hoge snelheden sneller. Het blijkt bijna een ideaal systeem te zijn! Maar wat is het addertje, waar zijn de nadelen? En weet je, dat zijn ze.

Systeem prestatietest.

Om het systeem te testen, verwijdert u de spanningvoerende draden van de cilinders en start u de motor met een starter. Als de oliedruk binnen het normale bereik blijft, start u de motor. Laat de motor 15 minuten stationair draaien. Een motor met een geïnstalleerde turbolader moet een inloop van 1,5-2 duizend kilometer ondergaan.

Probeer tijdens deze periode de boost en de motor niet te overbelasten. Om de unit lang zonder storingen in bedrijf te houden, moet u de staat van filters, olie- en luchttoevoersystemen bewaken. Haast u niet om de motor uit te zetten, laat hem een paar minuten stationair draaien. Dit zal de turbolader afkoelen.

Door dit installatieschema voor de turbocompressor te volgen, voegt u dynamiek toe aan de werking van de auto. Voel daardoor de drive en snelheid.

Turbochargen wat is het?

Op basis van het bovenstaande vermoedde u waarschijnlijk al dat een turbolader of een turbine een goede manier is om het vermogen van de motor van uw auto te vergroten zonder de "eetlust" te vergroten. Laten we het nu hebben over het turbine-apparaat.

Het lijkt op het ontwerp van een autoturbine

Ik wil u erop wijzen dat u door het gebruik van een turbine het milieu ten goede komt. Dit voordeel ligt in het feit dat de werking van het mechanisme gebaseerd is op het gebruik van uitlaatgassen waaruit de turbine energie verbruikt.

Als je op de turbinewaaier komt, laten de uitlaatgassen het draaien. Deze drijft de compressorbladen aan die zich op dezelfde as bevinden.

De voordelen van een turbocompressor zijn onder meer:

het vermogen om het motorvermogen te verhogen van 25 tot 40 procent;
voordelen bieden aan het milieu;
het apparaat kan op bijna elke auto worden geïnstalleerd;
deze operatie kan worden uitgevoerd zonder de hulp van specialisten.

Door de roterende bewegingen van de bladen begint er lucht in de motorcilinders te worden gepompt. Dit verrijkt het brandstofmengsel onder kunstmatige boost. Door de verbranding van de verrijkte brandstof wordt het motorvermogen vergroot.

Hoe de turbocompressor werkt

Het enige nadeel van dit systeem: naast de kosten is er een sterke verwarming die optreedt als gevolg van de verbranding van grote hoeveelheden brandstof en geforceerde zuurstof. Het resultaat van een dergelijke oververhitting kan een turbine-explosie zijn, maar de ontwikkelaars zijn erin geslaagd dit probleem op te lossen. Alles bleek vrij eenvoudig te zijn: het installeren van een intercooler op een turbocompressor, die de rol speelt van een conventionele radiator.

Voorbereiding voor installatie van turbine

Het is raadzaam om in eerste instantie over alle fasen van deze operatie na te denken, omdat dit een speciale voorbereiding vereist. Als u geen beginner bent, zal het installeren van een turbolader thuis geen erg moeilijke procedure voor u zijn. Maak je anders klaar voor de moeilijkheden die zich zeker zullen voordoen.

Een goede voorbereiding is een uiterst belangrijk onderdeel van het installatieproces.

Voordat u doorgaat met de installatie van de supercharger, moet u het oppervlak van de motor reinigen van opgehoopt stof en vuil. Zorg ervoor dat er geen stofdeeltjes in de olieleidingen van de turbine terechtkomen. Bovendien raden veel experts aan om de olie- en filterelementen (lucht en olie) te vervangen.

Een klein apparaat voor het opwekken van elektriciteit met je eigen handen maken

Voor deze doeleinden is een computerkoeler heel geschikt, waaruit een turbine met laag vermogen zal worden gebouwd voor de vervaardiging van de waaier.

De elektromotor moet van de koeler worden verwijderd en op dezelfde as met de waaier worden geïnstalleerd.

Het resulterende apparaat moet in een ronde aluminium behuizing worden gemonteerd. Het theepotdeksel wordt als basis genomen, of liever de diameter.

In de bodem wordt een gat gemaakt, waar een buis wordt gemonteerd met een soldeerbout, waaruit een spoel wordt gemaakt. Het andere uiteinde van de buis moet naar de waaierbladen worden gebracht, waardoor de structuur werkt.

De spoel is het belangrijkste onderdeel van het hele apparaat. Voor de vervaardiging ervan is het beter om koperdraad te gebruiken, maar gezien de kleine dikte en constante oververhitting heeft het een korte levensduur. Daarom is het optimaal om een roestvrijstalen buis in het apparaat te plaatsen.

Regels voor het besturen van een auto met turbocompressor

Na de succesvolle installatie van de turbine verwachten de eigenaren een verandering ten goede. Inderdaad, naast het vergroten van het vermogen van het stalen paard, zal het een orde van grootte minder brandstof verbruiken. Ongeveer 20-30 procent van de onverbrande brandstof wordt niet weggegooid, zoals bij conventionele auto's, maar wordt hergebruikt. Vervuiling van het milieu vindt dus in veel kleinere volumes plaats.

Om ervoor te zorgen dat uw getunede auto langer meegaat, moet u bepaalde regels volgen:

zorg ervoor dat de motor voor elke uitrit warm is en laat hem na de rit een bepaalde tijd op minimale snelheid draaien;
turbineolie van uitzonderlijk hoge kwaliteit kopen. Goedkope tegenhangers zullen uw auto beschadigen;
vervang de filterelementen regelmatig.

Video - Een turbolader met uw eigen handen installeren

4 Turbolader universele doe-het-zelf supercharger

Een turbolader is beschikbaar voor zowel benzine- als dieselmotoren. Dit apparaat is een combinatie van compressor en turbine die uitlaatgasdruk gebruikt om te werken. Dit laatste apparaat zorgt voor een aantal problemen - de turbine moet bestand zijn tegen hoge temperaturen en een enorme rotatiesnelheid, wat betekent dat de materialen voor de fabricage zwaar moeten zijn. Een deel van de belasting van de turbine wordt door de compressor afgevoerd, waardoor het complex als geheel zijn taak aankan.

Het nadeel van het apparaat ligt in enige vertraging in de turbomodus - het duurt even voordat de turbine tot het vereiste aantal omwentelingen draait nadat het pedaal is ingedrukt.

Moderne units lossen dit probleem echter ook op, voornamelijk door de aanwezigheid van extra superchargers. In tegenstelling tot een turbocompressor voelt u geen vertraging na het indrukken van het pedaal in het geval van een elektrische compressor - het apparaat, dat meestal wordt gecombineerd met een centrifugaalturbine, begint te werken bij lage en gemiddelde snelheden en de turbine is aangesloten op hoge snelheden. Een elektrische luchtblazer is vrij eenvoudig te implementeren - er zijn geen complexe systemen en apparaten voor de installatie vereist, dus het is heel goed mogelijk om er een auto met je eigen handen mee te verbeteren.

Hoe een stoomturbine werkt

In wezen maken stoomturbines deel uit van een complex systeem dat is ontworpen om brandstofenergie om te zetten in elektriciteit, soms warmte.

Op dit moment wordt deze methode als economisch haalbaar beschouwd. Technologisch gebeurt dit als volgt:

vaste of vloeibare brandstoffen worden verbrand in een stoomketelinstallatie. Als gevolg hiervan verandert de werkvloeistof (water) in stoom;
de resulterende stoom wordt bovendien oververhit en bereikt een temperatuur van 435 ºС bij een druk van 3,43 MPa. Dit is nodig om het maximale rendement van het gehele systeem te halen;
via pijpleidingen wordt de werkvloeistof naar de turbine gebracht, waar het met speciale eenheden gelijkmatig over de sproeiers wordt verdeeld;
mondstukken leveren levende stoom aan gebogen bladen die op de as zijn gemonteerd en zorgen ervoor dat deze draait. Zo verandert de kinetische energie van de uitzettende stoom in mechanische beweging, dit is het werkingsprincipe van een stoomturbine;
de as van de generator, die een "omgekeerde elektromotor" is, roteert door de turbinerotor, wat resulteert in de opwekking van elektriciteit;
De uitlaatstoom komt de condensor binnen, waar het door contact met het gekoelde water in de warmtewisselaar in vloeibare toestand verandert en terug in de ketel wordt gepompt om door de pomp te worden verwarmd.

Opmerking. In het beste geval bereikt het rendement van een stoomturbine 60% en het rendement van het hele systeem niet meer dan 47%. Een aanzienlijk deel van de brandstofenergie verdwijnt bij warmteverlies en wordt besteed aan het overwinnen van de wrijvingskracht tijdens de rotatie van de assen.

Het onderstaande functionele diagram toont het werkingsprincipe van een stoomturbine in combinatie met een ketelinstallatie, een elektrische generator en andere systeemelementen:

Om een afname van het bedrijfsrendement te voorkomen, bevindt het maximale ontwerpaantal bladen zich op de rotoras. Tegelijkertijd wordt door middel van speciale afdichtingen de kleinste spleet tussen hen en het statorhuis aangebracht. In eenvoudige bewoordingen worden alle openingen geminimaliseerd, zodat de stoom niet "droogt" in de behuizing. Het mes is zo ontworpen dat de uitzetting van de stoom niet alleen doorgaat aan de uitlaat van het mondstuk, maar ook in de uitsparing. Hoe dit gebeurt, wordt weergegeven in het werkschema van een stoomturbine:

Opgemerkt moet worden dat de werkvloeistof, waarvan de druk afneemt na het raken van de bladen, niet onmiddellijk in de condensor komt na de werkcyclus in het eerste blok. Er is immers nog voldoende toevoer van thermische energie en daarom wordt stoom via pijpleidingen naar de tweede lagedrukeenheid gestuurd, waar het door middel van een ander ontwerp weer op de as inwerkt. Zoals weergegeven in de afbeelding, kan een stoomturbine-apparaat verschillende van dergelijke eenheden bevatten:

1 - toevoer van oververhitte stoom; 2 - blok werkruimte; 3 - rotor met bladen; 4 - schacht; 5 - uitlaatstoomuitlaat naar de condensor.

Als referentie. De rotorsnelheid van de generator kan 30.000 tpm bereiken en het vermogen van de stoomturbine - tot 1.500 MW.

Wanneer is apparatuur met turbocompressor nodig?

Veel autobezitters willen hun auto uitrusten met een turbolader om het vermogen te verhogen. Moderne auto's die zijn uitgerust met motoren met een groot aantal pk's, hebben een dergelijke modernisering niet nodig.

De eigenaren van binnenlandse auto's, die niet verschillen in speciale kracht, nemen deze stap. Rust een kleine auto rationeel uit met een turbolader. Zelfs een lichte toename van het aantal pk's in hun motoren zal merkbaar zijn en hen een betere acceleratie geven, en de dynamiek van hun prestaties zal verbeteren. Dit geeft u meer vertrouwen bij het inhalen van andere voertuigen op snelwegen.

Werkingsprincipe:

Werkingsschema stoomturbine. (Klik om te vergroten)

Feit is dat een stoomturbine over het algemeen deel uitmaakt van een speciaal mechanisme, waarvan de belangrijkste taak de omzetting van stoomenergie in elektrische of thermische energie is.

Technologisch ziet het hele proces er als volgt uit:

Wanneer verschillende soorten brandstof in de vuurhaard worden verbrand, verandert water in stoom.
Bij verdere oververhitting van stoom tot 435 ºС en een druk van 3,43 MPa wordt stoom via pijpen naar de turbine overgebracht, waar het met behulp van speciale onderdelen gelijkmatig over de sproeiers wordt verdeeld.
Vanuit de nozzles wordt stoom toegevoerd aan speciale gebogen bladen die aan de as zijn bevestigd, hierdoor roteren ze, waardoor kinetische energie wordt omgezet in mechanische energie.
De generatoras is de tegenovergestelde "elektromotor" en draait mee met de turbinerotor, waardoor elektriciteit kan worden opgewekt.
Verder verandert de stoom in de condensor, bij contact met koud water, weer in water, dat door de pompen weer wordt opgepompt om te verwarmen.

Criteria naar keuze

Het gebruik van grote apparatuur, zoals een turbine-eenheid of een mini-thermische centrale, is alleen gerechtvaardigd als deze wordt gebruikt voor de stroomvoorziening van grote installaties (ketelhuizen, enz.).

Een stoomgenerator kan worden geselecteerd op basis van de volgende criteria:

Nominaal elektrisch en thermisch vermogen;
Rotatiesnelheid van de rotoren van de twee belangrijkste structurele eenheden (turbine en generator);
Type stroom, meestal is dergelijke apparatuur ontworpen voor driefasige stroom, respectievelijk zal de uitgangsspanning ook driefasig zijn;
De grootte van de dampdruk in de gecomprimeerde en vrije toestand.

De combinatie van een elektrische generator en een stoomturbine kan ook een turbinegenerator worden genoemd. Maar in dit geval wordt aangenomen dat een synchrone generator wordt gebruikt.

Modeloverzicht

De Kaluga Turbine Works produceert en levert apparatuur aan verschillende landen om objecten van verschillende afmetingen van elektriciteit te voorzien. In het bijzonder stoomturbines van binnenlandse productie Turbopar. Dergelijke apparatuur wordt in verschillende uitvoeringen aangeboden, het vermogensbereik is 100-1000 kW. De rotor van de generator en turbine roteert met dezelfde hoge snelheid - 3000 tpm. De generator wordt gekoeld door lucht. De stoomdruk is niet hoger dan 0,8 MPa.

turbinegenerator TAP 6

De kosten van dit soort apparatuur zijn vrij hoog, evenals het onderhoud ervan. Als we een volledig functionele mini-thermische centrale beschouwen, dan hebben we het over bedragen van enkele miljoenen roebel.

Met behulp van dit soort apparatuur is het mogelijk om grote objecten, zowel industrieel als civiel, van stroom te voorzien. Power Machines biedt turbogeneratoren aan in verschillende uitvoeringen.

Een apparaat uit de TA-serie, in het bijzonder het TAP-6-2-model, is bijvoorbeeld ontworpen voor een vermogen van 6 MW. Het rendement van zo'n machine is 98%, het toerental is 3000 tpm.

Doelmatigheid van de operatie

Het is natuurlijk mogelijk om een turbinestoomgenerator voor thuisgebruik te kopen, alleen dit idee zal over tientallen jaren, zo niet in honderden, zijn vruchten afwerpen, aangezien de kosten van dergelijke apparatuur hoog zijn, evenals het gewicht en de afmetingen. Daarom is het in het dagelijks leven beter om te doen met een apparaat dat op vloeibare brandstof werkt en een turbinegenerator voor stoom te bedienen om stroom te leveren aan grote industriële of landbouwfaciliteiten.

Stoom aangedreven auto's

Elektrische generatoren voor ketelinstallaties zijn tegenwoordig erg populair, omdat apparatuur van dit type, uitgaande van bepaalde vermogenswaarden, een hoge mate van prestatie vertoont. En thuis, indien gewenst, maar ook met bepaalde kennis en ervaring, kunt u proberen om met uw eigen handen een compacte stoomgenerator te maken. Alleen als een stoomturbine fungeert als tussenschakel voor grote apparatuur, wordt thuis een motor gebruikt om de generator aan te drijven. In dit geval moet u echter het probleem van het aansluiten van de ketel oplossen.

Turbinehal van mini-thermische elektriciteitscentrale

Zoals u kunt zien, is het maken van een stoomgenerator niet eenvoudig. En aan de uitgang zal de gebruiker door de lage belasting van het systeem niet het gewenste rendement halen. Daarom is het, na alle voor- en nadelen te hebben afgewogen, nog steeds beter om de apparatuur te gebruiken voor het beoogde doel.

En alleen als u een vast vertrouwen hebt in succes en ervaring bij het oplossen van dergelijke problemen, moet u doorgaan met het ontwerp van een stoomgenerator. Berekeningen, op basis waarvan de gebruiker het antwoord kan bepalen op de vraag of een dergelijk mechanisme zichzelf echt zal rechtvaardigen in gebruik, zullen een uitstekende hulp zijn.

Daarom is er tegenwoordig veel vraag naar het gebruik van turbine-energiegeneratoren, evenals mini-thermische centrales op basis van dergelijke technologie. Vooral het bedienen van grote installaties en het verzekeren van hun stroomvoorziening heeft zowel voor- als nadelen. Gezien de hoge kosten van dergelijke apparatuur, moet u eerst de verwachte efficiëntie van de werking ervan berekenen.

In het dagelijks leven wordt de stoomgenerator niet gebruikt vanwege de grote omvang van de apparatuur, evenals de hoge prijs en onderhoudskosten. Fabrikanten raden in eerste instantie aan om een dergelijke techniek te gebruiken, te beginnen met bepaalde vermogenswaarden. Het is niet voor niets dat de meeste apparaten in uitvoeringen vanaf 100 kW worden geproduceerd. Alleen met dergelijke modellen kunnen we de efficiëntie van de werking van elektrische stoomturbinegeneratoren zien.

2 Luchtblazer hoe krachten in de motor te gieten

Met de ontwikkeling van de auto-industrie zijn er verschillende methoden van luchtcompressie ontstaan. Veel ontwikkelingen hebben met vertrouwen onze dagen bereikt. Laten we dus eens kijken welke methoden van drukverhoging er zijn:

Mechanisch - de "vader" van superchargers, die bijna onmiddellijk na het verschijnen van de DVZ ontstond. Deze boost wordt aangedreven door de krukas van de motor.
Elektrisch - een modernere versie van turbocompressor, waarbij de overdruk in de cilinders wordt gecreëerd door een elektrische compressor.
Turbocharger - de supercharger in een dergelijk systeem wordt aangedreven door de druk van de uitlaatgassen en de compressor.
Gecombineerde drukvulling is een combinatie van verschillende systemen, meestal mechanisch en turbo.

In de regel worden dergelijke systemen niet serieel op auto's geïnstalleerd, wat automobilisten veel mogelijkheden biedt om met hun eigen handen af te stemmen.