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Turbina a vapor de condensação

Ilustração de turbina a vapor de condensação

Todas as plantas térmicas onde a eficiência é uma consideração primordial, empregam turbinas de condensação

Nesse post vou falar sobre a turbina a vapor de condensação e tentar explicar um pouco melhor seu funcionamento e aplicação. Mas já falei aqui também sobre as turbinas de contrapressão.

Quando falamos de turbinas a vapor, devemos saber que basicamente existem dois tipos de turbinas a vapor:

Turbina a vapor de condensação

Turbina a vapor de contrapressão

Turbinas a vapor de condensação

 

As turbinas a vapor de condensação são aquelas que aproveitam ao máximo a energia potencial do vapor.

 

Logo, o vapor que sai da turbina não pode mais ser aproveitado para a geração de energia devido ao seu conteúdo já em estado líquido.

 

Nessas turbinas o vapor a uma pressão menor que a atmosférica (vácuo) é direcionado ao condensador.

Ilustração de turbina a vapor de condensação
Imagem de uma turbina a vapor de condensação

Aplicação turbinas a vapor de condensação

As turbinas encontradas em usinas termelétricas por exemplo, são de condensação, porque não necessitam alimentar processos industriais posteriores com energia térmica na forma de vapor.

Nas turbinas a vapor de condensação, são necessárias quantidades substanciais de água de resfriamento para remover o calor liberado durante a condensação

Assim, é possível aproveitar ao máximo a energia do vapor realizando uma queda de entalpia alta na turbina.

 

Já no setor industrial é comum encontrar turbinas de contrapressão usadas para gerar energia elétrica e também fornecer energia térmica para outros  processos.

 

Em uma comparação simples, na turbina de contrapressão a queda entálpica é menor, para que no vapor ainda haja energia suficiente mesmo após a passagem pela turbina.

Extração de vapor nas turbinas

 

As turbinas podem ainda ser classificadas como com ou sem extração de vapor.

 

A extração nada mais é que uma retirada de vapor de dentro da turbina após a passagem por alguns estágios.

 

Ou seja, o vapor entra na turbina com alta entalpia e após a passagem por alguns estágios, parte desse vapor sai da turbina e vai para o processo.

 

A parte que continua na turbina, se expande até sair pelo escape da mesma.

 

Extrações são encontradas tanto em turbinas de condensação como de contrapressão.

Extração turbina a vapor
Válvula de extração ou Drehschieber ou ainda Grid Valve
Grid Valve Steam Turbine
Projeto e aplicação de uma válvula de extração de turbina a vapor
Modelo de uma válvula de extração
Modelo de uma válvula de extração

Tipos de extração de vapor nas turbinas a vapor

 

As extrações podem ser de dois tipos:

 

Extrações controladas

 

Quando a turbina dispõe de um dispositivo interno para controlar a pressão de saída do vapor.

 

Extrações não-controladas

 

Conhecidas como “tomadas” ou “sangrias” este tipo de extração é simplesmente uma retirada de vapor de dentro da turbina e sua pressão depende da carga atual da turbina.

 

Para a alimentação de processos industriais normalmente são usadas extrações controladas, uma vez que estes processos demandam pressão constante. Assim, independente da carga da turbina a pressão de extração será sempre a mesma.

 

A extração para turbinas empregadas em ciclos regenerativos que usam o vapor de dentro da turbina para o aquecimento da água de alimentação de caldeira é sempre não-controlada.

 

As vantagens de ser ter uma extração controlada é que se pode garantir a operação do processo industrial mesmo com a turbina operando em baixa carga. 

 

O uso de extrações controladas deixa a eficiência da máquina maior comparando-se com o uso de tomadas.

 

Tomadas (ou sangrias) tem a vantagem de serem de baixo custo e de fácil operação. 

 

São normalmente usadas para alimentar equipamentos do ciclo (desaeradores e pré-aquecedores) e para processos industriais que não demandam pressão constante.

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