Turbin Gabungan Impuls Balik

Turbin Uap Siklus Gabungan

Turbin uap siklus gabungan adalah peralatan pembangkit listrik efisiensi tinggi yang biasanya dioperasikan bersamaan dengan turbin gas. Turbin ini digerakkan oleh uap yang dihasilkan dari pemulihan panas limbah pada gas buang turbin gas. Turbin ini termasuk dalam kategori turbin uap kondensasi multi-tekanan, pemanasan ulang. Desain strukturnya mencakup silinder tekanan tinggi/menengah gabungan (desain impuls) dan silinder tekanan rendah (desain reaksi aliran balik simetris) untuk meningkatkan efisiensi, mencapai efisiensi pembangkit listrik sekitar 60%.

Konfigurasi siklus gabungan yang menggunakan turbin uap tipe reaksi dan impuls menunjukkan karakteristik sebagai berikut:

1. Pemanfaatan Energi Berefisiensi Tinggi: Gas buang bersuhu tinggi dari turbin gas menggerakkan turbin uap, sehingga memungkinkan efisiensi siklus gabungan melebihi 60%.

2. Komplementaritas Struktural: Turbin impuls cocok untuk pembangkitan daya dan pengaturan kecepatan, sedangkan turbin reaksi beradaptasi dengan baik terhadap kondisi operasi yang bervariasi untuk beban penggerak. Desain gabungan keduanya mengoptimalkan kinerja keseluruhan.

3. Teknologi Manufaktur dan Perakitan: Teknologi utama yang terlibat meliputi pengelasan logam yang berbeda, penyelarasan komponen jalur aliran, dan pengiriman modular, memastikan presisi dalam jarak bebas dinamis/statis dan penyelarasan poros.

4. Kemampuan Adaptasi Aplikasi: Sistem siklus gabungan banyak digunakan di pembangkit listrik skala besar, menyeimbangkan pasokan daya yang stabil dengan permintaan beban yang bervariasi.

Pada turbin uap gabungan, beberapa tahap menggunakan prinsip impuls (di mana uap mengembang terutama di bilah stasioner, dengan bilah bergerak terutama mengarahkan aliran), sementara tahap lainnya menggunakan prinsip reaksi (di mana uap mengembang di bilah stasioner dan bilah bergerak). Desain ini bertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi—tahap impuls cocok untuk bagian bertekanan tinggi, dan tahap reaksi untuk bagian bertekanan rendah—dengan mendistribusikan proses ekspansi secara rasional untuk mengurangi kerugian.

Silinder bertekanan tinggi adalah turbin impuls, dan silinder bertekanan rendah adalah turbin reaksi aliran ganda. Konfigurasi ini sepenuhnya memanfaatkan keunggulan dari tahap impuls dan reaksi, sehingga meningkatkan kinerja turbin.

Turbin uap hibrida impuls-reaksi adalah struktur turbin utama dua silinder yang banyak digunakan dalam aplikasi kelautan.

Turbin uap bertekanan tinggi menggunakan tahap impuls karena:

1. Jika bilah terlalu pendek, pemasukan sebagian dapat digunakan untuk meningkatkan ketinggian bilah.

2. Nilai relatif celah radial bilah kerja lebih besar, sehingga membantu mengurangi kehilangan kebocoran internal dan meningkatkan efisiensi tahap.

Turbin uap bertekanan rendah menggunakan tahap reaksi karena:

1. Dengan bilah yang panjang dan gaya reaksi yang signifikan, alat ini mencegah reaksi yang merugikan pada pangkal bilah.

2. Nilai relatif celah radial lebih kecil, sehingga mengurangi kehilangan kebocoran internal.

3. Kecepatan uap yang lebih rendah pada tahap reaksi mengurangi erosi bilah bergerak oleh tetesan air dalam uap basah.

Selain itu, tahap impuls berfungsi sebagai tahap kontrol atau, untuk peningkatan efisiensi, dapat dirancang dengan tingkat reaksi yang kecil, yang juga dapat disebut sebagai turbin hibrida impuls-reaksi.

Fungsi utama turbin uap gabungan adalah untuk meningkatkan kinerja keseluruhan. Aspek spesifiknya meliputi:

1. Meningkatkan Efisiensi Termal: Dengan mencampur jenis tahapan, proses ekspansi uap menjadi lebih mendekati siklus ideal, sehingga mengurangi kehilangan panas buangan.

2. Meningkatkan Fleksibilitas Operasional: Beradaptasi dengan berbagai tuntutan beban, seperti menangani penurunan tekanan yang besar di bagian tekanan tinggi dan memastikan transisi yang mulus di bagian tekanan rendah.

3. Optimalisasi Desain Bilah: Bilah tahap impuls lebih tebal, cocok untuk lingkungan bertekanan tinggi/bersuhu tinggi; bilah tahap reaksi lebih ramping, mengurangi kehilangan aliran.

Dalam aplikasi praktis, turbin uap gabungan banyak digunakan untuk pembangkit listrik dan penggerak industri. Misalnya, di pembangkit listrik termal, turbin ini secara efisien menggerakkan generator untuk produksi listrik. Di industri seperti kimia atau penyulingan minyak bumi, turbin ini dapat langsung menggerakkan kompresor atau pompa, sehingga memungkinkan pemanfaatan energi secara bertingkat.