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SETTORE energetico

Componenti per turbine
a gas-vapore e compressori

L4

Componenti per
turbine a gas-vapore
e compressori

Una turbina a vapore trasforma l’energia termica del vapore in energia meccanica attraverso un moto rotatorio, tramite trasformazione isoentropica di espansione, ed è formata da due elementi fondamentali: uno statore, che rappresenta la parte fissa, ed un rotore, a tamburo, a dischi o miste tamburo-dischi, che invece rappresenta la parte mobile.

Nello statore, il vapore trasforma in modo parziale l’energia di pressione in energia cinetica che, passando nel rotore, tramite delle palette, viene a sua volta trasformata in energia meccanica. 

Diversi stadi, ognuno composto da statore e rotore, formano una turbina a vapore, e possono essere ad azione o a reazione, a seconda di dove avvenga la caduta di pressione, in totalità negli ugelli dello statore nel primo stadio, parzialmente anche nelle palette del rotore nel secondo.

Componenti per turbine
a gas-vapore e compressori

palettature, giranti, supporti,
cuscinetti e tenute del vapore

Oltre ai due componenti principali, statore e rotore, una turbina a vapore è composta da altri elementi strutturali, come le palettature attaccate alle giranti, supporti e cuscinetti, e tenute del vapore.

Le palettature sono più frequentemente in acciaio inossidabile, ideale in casi di alte velocità ed altrettanto alte temperature del vapore. Il loro attacco alle giranti può essere di vario tipo, e questa scelta varia in base alla portata del pericolo di vibrazioni oppure per quanto concerne la resistenza della forza centrifuga. I supporti e cuscinetti entrano in azione in condizioni estreme di velocità periferica e carico elevati; accompagnati sempre da lubrificazione forzata, che rappresenta anche un elemento raffreddante, i cuscinetti di spinta, per natura, devono sostenere la spinta assiale del rotore, in entrambe le direzioni, mantenendo un margine sufficiente a far fronte a condizioni impreviste.

Le tenute a vapore sono realizzate per limitare la fuoriuscite di vapore, e possono essere ad anelli di carbone o materiali resistenti al calore; le prime, in sezioni circolari tenute premute all’albero turbina tramite l’utilizzo di molle, sono utilizzate per basse potenze. Per potenze più elevate, vengono usate le tenute a labirinto, assiali o più di frequente radiali, che permettono una caduta di pressione che riduce  e contiene la portata in uscita di vapore.

Queste macchine vengono utilizzate come generatori elettrici, in impianti di raffinazione, cartiere, impianti chimici o alimentari, ed infine anche in sistemi di movimentazione di imbarcazione.

Le turbine a gas sono dei motori a combustione interna utilizzati per movimentare treni, navi, aerei o generatori, che trasformano l’energia chimica del combustibile in energia meccanica.

Nella sua conformazione più semplice, una turbina a gas è formata da un albero turbina sul quale è calettato un compressore, che può essere di tipo assiale, centrifugo o misto, e da una camera di combustione; il processo consiste nell’aspirazione e compressione di aria nel compressore, che poi la immette nella camera di combustione. Qui, dopo essersi mischiata al combustibile, solitamente cherosene o metano in forma liquida, solida o gassosa, e l’entalpia della corrente gassosa innalzata, prosegue passando per la turbina regalandole l’energia stessa; una camera di combustione, quindi, fornisce calore al fluido, mettendolo a contatto con l’agente combustibile, provocandone quindi la combustione.

Questi gas combusti, che presentano temperature e pressioni notevoli, movimentano le pale della turbina; quest’ultima, tramite il movimento rotatorio del suo albero, movimenta il compressore, che immetterà così nuova aria nella camera di combustione, permettendo un processo continuo.

Le caratteristiche di queste turbine le rendono ottimali per grandi produzioni di energia, venendo quindi utilizzate per sistemi di propulsione o centrali elettriche.

Tra i componenti di queste turbine, OMZ lavora e fornisce casse turbina ad alta e bassa pressione, casse portapalette, anelli di regolazione, bruciatori e compressori.

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