Turbinen, sowohl Dampf- als auch Gasversionen (Verbrennungsmotoren), erzeugen große Mengen an Wellenleistung in einem kleinen physischen Paket, insbesondere im Vergleich zu Kolbenmotoren. Dampfturbinen sind aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und ihres hohen Wirkungsgrades die bei Energieversorgungsunternehmen bei weitem am häufigsten verwendete Antriebsart für Stromerzeuger, insbesondere im Vergleich zu Verbrennungsmethoden zur Erzeugung von elektrischem Strom. Die Berechnung des Turbinenwirkungsgrades ist möglich, wenn bekannt ist, wie viel Leistung die Turbine erzeugt und wie viel Energie sie benötigt, um sie zu erzeugen.
Schritt 1
Definieren Sie die Dampfturbinenberechnung. In diesem Beispiel wird ein 1,2-Megawattstunden-Stromgenerator in einer Zuckermühle von einer Dampfturbine angetrieben, die 52.462 Pfund pro Stunde überhitzten Dampf mit 450 Pfund pro Quadratzoll absolutem Druck (psia) bei einer Temperatur von 556,28 Grad Fahrenheit empfängt. Der Dampf tritt gesättigt mit 30 psia (ca. 15 psi / Gauge) aus der Turbine aus und wird an anderer Stelle in der Anlage verwendet. Wenn der elektrische Generator einen Umwandlungswirkungsgrad von 82 Prozent hat, können Sie den Turbinenwirkungsgrad berechnen.
Schritt 2
Berechnen Sie den tatsächlichen Stromverbrauch des Generators für die Erzeugung von 1,2 Megawattstunden Strom: 1,2 Megawattstunden geteilt durch 0,82 (82 Prozent) Generatorwirkungsgrad = 1,4634 Megawattstunden Strom.
Schritt 3
Rechnen Sie die Leistung der Turbine in Wellenleistung um: 1.4634 Megawattstunden / (0.746 Kilowattstunden / Pferdestärke X 1.000 Kilowattstunden / Megawattstunden) = 1.962 Pferdestärken.
Schritt 4
Wandeln Sie die von der Turbine produzierten 1.962 PS in BTU / Stunde um. Das Multiplizieren von 1.962,45 mit 2.545 BTU / Stunde ergibt eine Gesamtmenge von 4.993.323 BTU / Stunde, die von der Turbine verbraucht wird.
Schritt 5
Prüfen Sie die Enthalpiewerte des ein- und austretenden Dampfes. Der überhitzte Dampf hat eine Enthalpie von 1275,42 BTU / Pfund. Der austretende Dampf hat eine Enthalpie von 1164,1 BTU / Pfund. Der Nettowert der Leistung, die der Turbine durch den Dampf zugeführt wird, beträgt 111,32 BTU / Pfund Dampf.
Schritt 6
Berechnen Sie die theoretischen Pfund überhitzten Dampfs unter den oben genannten Bedingungen, um 4.993.323 BTU / Stunde zu liefern, indem Sie sie durch die in der Turbine verbrauchte Nettodampfenthalpie von 111,32 BTU / Pfund dividieren. Dies ergibt 4,993,323 / 111,32 = 44,855,58 Pfund / Stunde Dampf.
Schritt 7
Berechnen Sie den Wirkungsgrad der Dampfturbine, indem Sie die theoretischen Pfund pro Stunde Dampf durch den tatsächlich verbrauchten Dampf dividieren. Dies ist 44.855,58 Pfund (theoretisch) / 52.462 Pfund tatsächlich = 0,855 oder 85,5 Prozent Betriebseffizienz.
