Turbína s levitujícím rotorem se obejde bez mazacího oleje
Po více než 100 letech od vynálezu parní turbíny přichází další technologický milník v jejich konstrukci – tzv. bezolejová parní turbína, využívající principu magnetické levitace. Nižší tření může navíc i zvýšit účinnost zařízení.
Výrobu většiny elektrické energie proudící v naší síti obstarávají parní turbíny. Ty jsou založené na systémech vytvářející páru o vysoké teplotě a tlaku, která je vedena do parní turbíny, kde rozpínající se pára roztáčí rotor. Na něj je většinou napojen rotor alternátoru, který vyrábí elektrickou energii pro potřeby daného průmyslového závodu, případně dodávku do veřejné sítě.
Klíčovou součástí turbíny je rotor, umístěný na ložiskách, který vyžaduje promazávání (obvykle olejem), aby při fyzickém kontaktu obou součástí turbíny nedocházelo k poškození třením. U několikatunových rotorů elektrárenských turbín to vyžaduje sofistikovaný mazací systém, zahrnující mnoho prvků od olejového čerpadla přes zásobník až po rozvody. Vývojářům firmy Siemens se však všechny tyto součástky podařilo odstranit a představili technologii, díky níž už samotná turbína mazací médium nepotřebuje. Její rotor totiž není ve fyzickém kontaktu s žádnou nehybnou částí, kde by docházelo ke tření – celý se vznáší působením silného magnetického pole.
Princip magnetické levitace není novou technologií, nicméně je poměrně náročná a má zatím jen relativně omezené využití. Levitace rotoru se podařilo konstruktérům dosáhnout instalací aktivních elektromagnetických ložisek do již existující turbíny. Poloha rotoru v ložiscích je pak přesně sledována sestavou senzorů a síla magnetického pole je upravována tak, aby byl rotor při činnosti ve stabilní poloze. Senzory zároveň nabízejí i širší možnosti pro on-line monitorování chodu turbíny. Chlazení, které je i přes absenci tření nutné, obstarává místo oleje patentovaný systém vzduchového chlazení. Nižší tření navíc může teoreticky vést i ke zvýšení účinnosti turbíny až o 1 %. Což se sice na první pohled nemusí zdát mnoho, ale v praxi každé procento výkonu navíc znamená výrazné navýšení v produkci energie.
První turbína SST-600 s levitujícím rotorem byla uvedená do provozu nedaleko Berlína v Jänschwaldské elektrárně, kde slouží jako jedna z dvanácti turbín pohánějících vodní pumpy. Turbína má výkon 10 MW a pracuje při 5700 otáčkách za minutu. Obecně lze technologií pro levitaci rotoru vybavit turbíny s rotory vážícími až 10 t (čemuž odpovídá výkon až 40 MW).
Design turbín je velmi přesně vypočítaný k dosažení co nejúčinnější přeměny energie páry na rotační pohyb
Foto: Siemens
488
.gif)
