Les turbines de vapor són dispositius essencials en la transformació de lenergia tèrmica del vapor en energia mecànica o elèctrica. Té un paper important en la generació delectricitat en centrals termoelèctriques i nuclears. No obstant això, moltes persones no saben què és una turbina de vapor ni quines són les seves parts.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te què és una turbina de vapor i quines en són les parts principals.
Què és una turbina de vapor
Una turbina de vapor és una màquina que converteix lenergia del vapor a alta pressió en energia mecànica rotatòria. Aquest procés es duu a terme mitjançant l'expansió del vapor mitjançant una sèrie d'àleps (o pales) muntats en un rotor, cosa que genera el moviment giratori.
El funcionament duna turbina de vapor es basa en principis termodinàmics. Primer, el vapor es genera en una caldera on l'aigua és escalfada fins a convertir-se en vapor a alta pressió i temperatura. Després, aquest vapor es dirigeix a la turbina, on passa per etapes d'àleps fixos i mòbils que redirigeixen i transformen l'energia del vapor en feina mecànica.
Parts duna turbina de vapor
Una turbina de vapor està composta per diverses parts principals, cadascuna amb una funció específica per garantir-ne el funcionament eficient. Encara que hi ha molts tipus de turbines, totes elles tenen alguns components principals.
- Carcassa (cos de la turbina): És l'estructura externa que tanca i protegeix els components interns. També serveix per contenir el vapor i dirigir-lo cap a les àrees correctes dins de la turbina.
- rotor: És l'eix principal de la turbina on estan muntats els àleps mòbils. El rotor gira quan el vapor flueix a través dels àleps i transforma l'energia del vapor en moviment rotatori.
- Àleps o pales: Es troben els àleps fixos, que estan units a la carcassa i redirigeixen el flux del vapor cap als àleps mòbils, i els àleps mòbils, que estan muntats al rotor i són els que reben l'empenta directa del vapor, generant el moviment rotatori.
- Coixinets: Són elements mecànics que suporten el rotor i permeten que giri de manera suau i estable. Hi ha coixinets de suport i coixinets d'empenta, que asseguren la posició axial del rotor i minimitzen la fricció.
- Segells de vapor: Eviten que el vapor a alta pressió s'escapi de la turbina per les unions entre el rotor i la carcassa. Això garanteix que lenergia del vapor sutilitzi de manera eficient.
- Vàlvules de control: Regulen el flux i la pressió del vapor que ingressa a la turbina. Aquestes vàlvules permeten ajustar la potència generada segons la demanda del sistema.
- condensador: Encara que no és part directa de la turbina, el condensador juga un paper important en refredar el vapor després que passa per la turbina, convertint-lo de nou en aigua per recircular-lo al sistema.
- Sistemes de lubricació: Asseguren que les parts mòbils de la turbina, com el rotor i els coixinets, funcionin de manera suau i sense desgast excessiu.
- Sistema dextracció daire: A turbines de condensació, aquest sistema elimina l'aire i els gasos no condensables que podrien reduir l'eficiència del procés.
Per què serveix una turbina de vapor
Les turbines de vapor tenen una àmplia varietat d'aplicacions per la seva capacitat per transformar l'energia del vapor en energia mecànica o elèctrica de manera eficient. El propòsit principal duna turbina de vapor és convertir lenergia tèrmica del vapor en energia mecànica rotatòria. Aquesta energia mecànica es pot fer servir de dues formes principals:
- Per generar energia elèctrica
- Per subministrar energia mecànica directament
A la majoria de les centrals elèctriques, la turbina de vapor està connectada a un generador elèctric. El moviment rotatori del rotor de la turbina es transfereix al generador, que converteix aquesta energia mecànica en electricitat. Aquest és lús més comú de les turbines de vapor al món.
En certs processos industrials, les turbines de vapor es fan servir directament per accionar màquines, com bombes, compressors o sistemes de propulsió. Això elimina la necessitat de convertir lenergia en electricitat, fent-ho més eficient per a aplicacions específiques.
Àmbits dús de les turbines de vapor
Les turbines de vapor es fan servir en nombrosos àmbits industrials atès que és una peça fonamental per a la generació d'electricitat. Vegem alguns dels àmbits més utilitzats:
- Centrals termoelèctriques: Utilitzen combustibles fòssils (carbó, gas natural o petroli) per escalfar aigua i generar vapor. El vapor s?encarrega d?accionar la turbina, produint electricitat.
- Centrals nuclears: En aquestes instal·lacions, la calor necessària per generar vapor prové de reaccions nuclears al reactor. La turbina de vapor és lenllaç entre lenergia nuclear i la generació elèctrica.
- Plantes geotèrmiques: Aprofiten el vapor natural de l'interior de la Terra per moure turbines, generant electricitat de manera sostenible.
- Processos industrials: En indústries químiques, petroquímiques i de refineria, les turbines de vapor accionen compressors i bombes que són essencials en processos com ara la destil·lació, la refrigeració i la compressió de gasos.
- Producció de paper: Les turbines de vapor es fan servir en fàbriques de paper per accionar maquinària pesada i generar la calor necessària per assecar el paper.
- Propulsió de vaixells: En el passat, les turbines de vapor eren comunes a grans vaixells, inclosos creuers i vaixells militars, ja que oferien potència i fiabilitat. Encara que han estat reemplaçades en part per motors dièsel, encara es fan servir en alguns casos.
- Cogeneració: En instal·lacions on cal electricitat i calor alhora, les turbines de vapor permeten aprofitar l'energia tèrmica residual del procés per a calefacció o processos industrials.
- Energia renovable: En plantes denergia solar tèrmica, els miralls concentren la llum solar per escalfar un fluid que genera vapor, el qual impulsa la turbina.
Com podeu veure, la turbina de vapor és un dels elements més importants en la generació d'energia elèctrica de molts àmbits industrials. Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre què és una turbina de vapor, per a què serveix i quines són les parts principals.