Что такое турбина и как она работает: причины и что делать в случае неисправности турбины?

Что такое турбина в машине и как она работает

10:27 01.12.2021

Турбинный компрессор, иначе называемый турбиной, представляет собой часть мотора, которая для своего функционирования пользуется энергией выхлопных газов. Указанный способ существенно повышает мощность двигателя.

Что такое турбина в машине и каковы особенности ее работы:

• через входной коллектор отработавшие газы проникают в полость турбины, где имеется колесо, вращающееся под их воздействием;
• вместе с турбинным на одном валу закрепляется колесо компрессора, задача которого сжимать кислород и перемещать его во входной коллектор мотора;
• как результат, турбина обращается с довольно высокой скоростью (более 150 тыс. оборотов в минуту), которая определяется мощностью мотора;
• в случае применения турбины в мотор под большим давлением нагнетается воздух, что приводит к повышению мощности машины при неизменном объеме двигателя и количестве горючего.

Самыми практичными считаются турбокомпрессоры высокого давления. Их конструктивные отличия от традиционных турбин заключаются в наличии клапана, снижающего чрезмерное давление, которое возникает на больших оборотах. Кроме того, большинство турбокомпрессоров оборудованы специальным интеркулером. Все эти моменты обязательно учитываются, если проводится ремонт турбины.

Что означает турбонаддув?

Многим автолюбителям интересно знать, что такое турбонаддув в машине. Это разновидность циркуляции, при которой воздушная смесь попадает в цилиндры мотора под действием выхлопных газов. Сейчас турбонаддув является самым действенным способом повышения производительности двигателя без необходимости ускорять его вращение или повышать вместимость цилиндров. Наряду с увеличением мощности такой вид воздушной циркуляции снижает расход горючего, а также уменьшает концентрацию вредных веществ в отработавших газах благодаря лучшему сгоранию топлива.

В турбонаддуве принимают непосредственное участие все необходимые части впускной системы.

Но поддерживающая такой цикл комплектация характеризуется наличием:

• турбокомпрессора;
• интеркулера;
• важных управляющих сегментов.

Турбокомпрессор состоит из двух вращающихся элементов, размещенных на роторном валу:

1. Турбинное колесо – передает энергию отработанных газов.
2. Колесо компрессора – вбирает воздух, а также сокращает его плотность, передавая затем в цилиндры мотора.

Вал, на котором закреплены эти два колеса, оборачивается с участием подшипников скольжения. Подшипники имеют некоторый промежуток со стороны вала и корпуса. Для обеспечения нормальной работы их обрабатывают моторным маслом, которое направляется в нужное место по специальным каналам. Чтобы вещество не контактировало с окружающим воздухом, вал оснащен уплотнительными элементами.

Как функционирует система турбонаддува

Как уже говорилось выше, работа деталей турбонаддува заключается в применении выхлопных газов. Они приводят в движение колесо турбины, которое посредством роторного вала передает крутящий момент компрессорному колесу. Оно, в свою очередь, уплотняет воздух и передает его следующим сегментам. Воздух, температура которого повышается после сжатия, остужается в интеркулере и проходит в цилиндры мотора.

Невзирая на отсутствие четкой зависимости между турбонаддувом и состоянием коленвала, суммарная производительность мотора тесно связана со скоростью его вращения. Чем интенсивнее крутится коленвал, тем больше энергия отработанных газов. Как следствие, это приводит к увеличению оборотов турбины и повышению количества приходящего в цилиндры сжатого воздуха.

Если вдруг появились проблемы с турбиной

Турбина двигателя достаточно надежное устройство, но если вдруг вы столкнулись с ее некорректной работой или поломкой, вдруг вам понадобится провести диагностику турбины, специалисты компании «Профтурбо» придут вам на помочь — произведут бесплатную диагностику и при необходимости качественный ремонт по справедливым ценам.

Дни турбины: как мотор для «Северного потока» застрял в Германии

Газовая турбина для компрессорной станции «Портовая» «Северного потока», находившаяся на ремонте в Канаде, пока остается в Германии. Немцы заявляют, что готовы отправить ее в Россию, но оказалось, что сделать это затруднительно, потому что возвращению препятствует «Газпром». В свою очередь, газовый концерн скептически относится к качеству произведенного ремонта, а также ждет от контрагентов снятия санкций, причем с письменными гарантиями. 

О том, как развивается история вокруг турбины, читайте в материале ТАСС.

Газовая турбина — один из шести основных двигателей на компрессорной станции «Портовая», которые используются «Газпромом» для прокачки газа по «Северному потоку» из России в Европу. Турбина произведена немецким концерном Siemens Energy и принадлежит «Газпрому».

Она была отправлена туда на ремонт. Как заявлял председатель правления «Газпрома» Алексей Миллер, все двигатели для перекачивающей станции «Северного потока» Siemens ремонтирует только на одном заводе в Монреале.  

В мае. По договору обслуживания между «Газпромом» и Siemens российский холдинг должен был самостоятельно организовать перевозку турбины из Канады в Россию после ремонта. Но канадские власти отказались возвращать ее из-за введенных против «Газпрома» санкций. Оттава отнесла турбину к категории товаров двойного назначения. Одновременно с этим 28 июня Канада объявила, что готова увеличить экспорт собственного сжиженного газа в Европу и для этого расширить возможности терминала на своем восточном побережье. Правда, даже сами канадцы признают, что на это уйдет несколько лет.

 

Газпром тем временем объявил о снижении объемов прокачки газа по трубе. С 14 июня подача газа упала со 167 млн до 100 млн кубометров в сутки, спустя два дня — до 67 млн кубометров. Помимо отсутствия турбины, как сообщала компания, на падение объемов повлияли «выработка межремонтного ресурса газоперекачивающих агрегатов» и «выявленные технические неисправности двигателей». Из-за этого были остановлены еще три агрегата. А в июле Владимир Путин лично обратил внимание иностранных потребителей газа на то, что объемы могут упасть еще больше. «Еще одна машина уже вышла из строя, потому что там какая-то внутренняя облицовка отвалилась, это Siemens подтвердил», — сказал президент 20 июля. 27 июля «Газпром» объявил, что снижает прокачку до 33 млн кубометров. То есть сейчас «Северный поток» работает на 20% своей мощности.

После демарша Канады за возвращение «невыездной» турбины взялись Siemens и немецкие власти. Переговоры шли несколько недель, и 9 июля Канада согласилась вернуть турбину. Но не России, а Германии, которая должна была передать ее «Газпрому». В середине июля агрегат отправился в путь и в конце месяца оказался в городе Мюльхайм-ан-дер-Рур.

Когда турбина оказалась в Германии, выяснилось, что «Газпром» остался недоволен качеством ремонта. Как заявил замглавы «Газпрома» Виталий Маркелов, Siemens устранила не больше четверти неисправностей. «По остальным мы, к сожалению, так и не получили конструктивных предложений по восстановлению безопасности, надежности двигателей в соответствии со всеми требованиями законодательства Российской Федерации», — сказал он.

В результате канцлер ФРГ Олаф Шольц изъявил желание лично осмотреть турбину и, разумеется, нашел ее в полной исправности. После осмотра он заявил, что двигатель может быть отправлен в Россию в любой момент, как только «Газпром» предоставит информацию для прохождения таможни. «Нет никаких санкций в газовой сфере, которые бы запрещали использование этой турбины», — сказал канцлер.

Но проведенная Шольцем визуальная экспертиза «Газпром» не убеждает. Помимо технических претензий, газовый концерн указывает на нарушения контракта и сохраняющиеся санкционные риски.

По договору двигатель должен был поступить непосредственно в Россию. «Канадские власти выдали документы на вывоз двигателя, которые никоим образом не связаны с действующим контрактом, компании Siemens Energy Canada Limited, которая не является стороной по контракту», — говорится в сообщении «Газпрома» в его официальном Telegram-канале. Поставка двигателя из Канады в Германию также создает риски, связанные с применением санкций ЕС. «Газпром» ссылается на положения, принятые самим же Евросоюзом и запрещающие в том числе поставку или передачу газотурбинных двигателей в Россию. Газпром справедливо опасается, что западные «партнеры» в удобный им момент начнут препятствовать и ремонту других агрегатов. 

«В отсутствие официальных разъяснений ЕС и Великобритании по вопросам применения санкций нет ясности, что ремонт и транспортировка газотурбинных двигателей для КС «Портовая» не подпадет под экспортные ограничения. Санкционные режимы Канады, ЕС, Великобритании и несоответствие существующей ситуации действующим контрактным обязательствам со стороны Siemens делают поставку двигателя №073 на КС «Портовая» невозможной», — сообщил «Газпром».

В данный момент немцы уверяют, что со своей стороны все сделали. Но «Газпрому» мало слов, он ждет гарантий, подтвержденных документально: от ФРГ, ЕС, Канады и Великобритании (ремонт должна была проводить британская «дочка» Siemens). Одновременно концерн напоминает, что аналогичные риски сохраняются в отношении трех других подлежащих капитальному ремонту двигателей, что делает перспективы восстановления объемов газоподачи весьма туманными.  

Тем временем труба работает на пятую часть своих возможностей, европейские правительства призывают своих граждан сокращать потребление электроэнергии и реже пользоваться бытовыми приборами. Немцы с октября начнут взимать с потребителей дополнительный сбор. 

Цена за газ в Европе торгуется в районе $2 тыс. за тысячу кубометров. С начала года она выросла больше чем вдвое.

Евгений Мазин 

Читайте ТАСС

Новости

Дзен

Как работают ветряки?

Как работают ветряные турбины?

Краткое руководство о том, как электричество вырабатывается из одного из самых распространенных возобновляемых источников в Великобритании: ветра.

Популярный вопрос, который приводит людей на сайт Good Energy: как работают ветряные турбины? Ветряные электростанции производят большую часть возобновляемой электроэнергии, которую мы используем здесь, в Великобритании.

Итак, вот (почти) все, что вам нужно знать о выработке электроэнергии из ветра.

Как работают ветряные турбины?

Лопасти ветряных турбин вращаются под воздействием ветра. И это не обязательно должен быть сильный ветер: лопасти большинства турбин начинают вращаться при скорости ветра 3-5 метров в секунду, что является легким ветерком.

Именно это вращательное движение вращает вал в гондоле — коробчатой ​​конструкции в верхней части ветряной турбины. Затем встроенный в гондолу генератор преобразует кинетическую энергию вращающегося вала в электрическую энергию. Затем он проходит через трансформатор, который повышает напряжение, чтобы его можно было транспортировать по национальной сети или использовать на местном объекте.

От ветряных микротурбин для выработки энергии в домашних условиях до огромных морских ветряных электростанций — все ветряные турбины используют один и тот же механизм для выработки электроэнергии.

Сколько энергии производит ветряная турбина?

Все это означает, что способность ветряной турбины генерировать максимальное количество энергии зависит от ветра. Ветряные электростанции тщательно планируются, чтобы убедиться, что они находятся в местах с надежным потоком ветра круглый год. Это, как правило, на вершине холма с большим количеством открытого пространства вокруг и в прибрежных районах. Вот почему в таких местах, как Корнуолл и Шотландия, довольно много ветряных электростанций.

Почему в Великобритании так много ветряных электростанций?

В Великобритании насчитывается более 11 000 ветряных турбин, включая береговые и морские ветряные электростанции. Они популярны, потому что открытая позиция Великобритании на северо-западной окраине Европы делает ее особенно ветреной, а Шотландия является самым ветреным местом на всем континенте.

Еще одним дополнительным бонусом является низкий углеродный след, создаваемый при строительстве ветряных электростанций – он один из самых маленьких среди новых генераторов возобновляемых источников энергии.

Сколько электроэнергии вырабатывается за счет энергии ветра?

Согласно последней информации от National Grid, чуть более 26% электроэнергии в Великобритании вырабатывается за счет энергии ветра. В 2013 году этот процент составлял всего 7%, что свидетельствует о том, насколько быстро растут ветроэнергетические мощности в Великобритании.

---

Сколько ветряков в Великобритании?

В Великобритании насчитывается более 8800 береговых ветряных турбин и 2300 морских турбин. Перейдите на RenewableUK для получения последней статистики. В целом они производят достаточно энергии, чтобы удовлетворить годовой спрос на электроэнергию около 18 миллионов домов.

В Good Energy мы покупаем электроэнергию у независимых возобновляемых генераторов, многие из которых производят электроэнергию с помощью энергии ветра.

Как вращение турбины генерирует энергию?

Хотя электричество было открыто еще в 18 веке, с тех пор люди добились значительных успехов в производстве электроэнергии с помощью различных средств. Одним из наиболее распространенных способов получения энергии являются турбины различных типов, в том числе газовые и паровые турбины. В основе работы турбины по производству энергии лежит вращение ее роторов. Вот разбивка того, как это вращение генерирует большое количество электроэнергии.

Основы производства электроэнергии

Проще говоря, генераторы преобразуют кинетическую энергию, основанную на движении, в электрическую энергию. Однако существует ряд различных способов получения этой кинетической энергии. Чаще всего эта электрическая генерация создается с помощью электромагнитной индукции и использования механической энергии, которая заставляет генератор вращаться. Поэтому одной из самых основных операций генератора является создание кинетической энергии.

Как работают газовые турбины

Газовые турбины, также известные как турбины внутреннего сгорания, состоят из газового компрессора, расположенной ниже по потоку турбины и камеры сгорания, известной как камера сгорания. Воздух всасывается в компрессор, где встречается с топливом, чаще всего с природным газом. Это приводит к сгоранию, и газ с высокой температурой и высоким давлением затем вращает вращающиеся лопасти, которые втягивают больше сжатого воздуха в камеру сгорания и вращают генератор.

Как работают паровые турбины

Работая по тому же принципу, паровые турбины вместо этого используют чрезвычайно высокую температуру и пар высокого давления для извлечения тепловой энергии. При этом вода нагревается в котле для создания пара, который затем закачивается в турбину для вращения лопастей турбины. После этого пар часто снова охлаждают до жидкого состояния, а затем используют для создания большего количества пара. Как и в газовой турбине, вращающийся генератор имеет решающее значение для производства электроэнергии.

Как вращение создает электричество

Современные генераторы работают на тех же принципах электромагнитной индукции, которые были открыты в 1832 году. В этом году человек по имени Майкл Фарадей обнаружил, что электрические заряды могут создаваться при перемещении электрического проводника в магнитном поле. Это движение привело к разнице напряжений между двумя концами провода или проводника, что привело к потоку электрического заряда и, наконец, к электрическому току. В современных генераторах вращающиеся элементы окружены большим магнитом и катушками из медной проволоки. Магнит вращается за счет вращения колес, в результате чего возникает мощный поток электронов, превращающий механическую энергию в электрическую.

Эффективность турбин

Поскольку спрос на нефть и газ в глобальном масштабе растет, энергетические компании вынуждены учитывать эффективность турбин. Из-за множества факторов, участвующих в производстве энергии с помощью турбин, существует ряд стадий, на которых эффективность теряется. Хотя на этапе прядения вырабатывается само электричество, предыдущие этапы, требующие большого количества тепла и сгорания, могут привести к потере эффективности. В целом, паровые турбины являются более эффективной моделью, чем газовые турбины, поскольку в среднем они требуют меньше затрат на техническое обслуживание и оборудование.