Steam and Gas TurbinesLaajuus (5 cr)
Code: TX00DF56
Credits
5 op
Objective
The student will be familiar with the operating principles and structure of gas and steam. The student will be familiar with the operating principles and control of turbines, and knows how to maintain turbines. The student will understand the importance of the turbines in energy production.
Content
-Different types of turbines
-Criteria for the dimensioning and performance of compressors and turbines
-The working principle and structures of steam turbines
-The efficiency of steam turbines
-Steam turbine power control, defects and maintenance
-Turbine bypass system, sealing and leakage steam system, ejectors, nozzles and tap
-Condensate and feed water system, pre-heating, reheating and condensing
-Turbine bearing and lubrication system
-Turbine control and assurance system for oil
-Gas turbines and their ideal and actual cycles
-Gas turbine combustion chambers, their performance and emissions
-The combined steam and gas turbine processes, as well as various plant options and connections
-Materials used in turbines
-Vibration and forces of rotating machines
Prerequisites
The student has the basic mathematical and science skills. The student will understand the thermodynamics of the most important heat engines and devices used in power plants.
Assessment criteria, satisfactory (1)
The student can distinguish between different types of steam turbine and is familiar with the losses of steam turbines.
The student is able to calculate the ideal gas turbine cycle.
The student is able to calculate the ideal and actual steam turbine cycle.
The student is familiar with steam turbine power control methods and failures, and the basics of the maintenance of steam turbines.
Assessment criteria, good (3)
The student understands the importance of velocity triangles in calculating the performance of steam turbine stage, and is able to calculate the turbine efficiencies
The student is familiar with steam turbine power control methods, as well as their starting and stopping procedures.
The student knows the condensate and feed water system, and the operations of steam turbine auxiliary and safety systems
The student is able to calculate the actual gas turbine cycle by taking into account the losses of components
The student is familiar with the causes of faults, and their repair potential, in steam and gas turbines.
Assessment criteria, excellent (5)
The student knows the basics of dimensioning the combustion chamber of gas and steam turbines.
The student is familiar with the combined steam and gas turbine plant process variations, and understands the impact of the selected parameters on performance and economy of use
The student knows the steam turbine power control methods, starting and stopping procedures.
The student is familiar with the causes of faults in steam and gas turbines, as well as their repair potential and inspection.
Assessment criteria, approved/failed
The student can distinguish between different types of steam turbine and is familiar with the losses of steam turbines.
The student is able to calculate the ideal gas turbine cycle.
The student is able to calculate the ideal and actual steam turbine cycle.
The student is familiar with steam turbine power control methods and failures, and the basics of the maintenance of steam turbines.
Enrollment
01.05.2024 - 31.05.2024
Timing
19.08.2024 - 20.12.2024
Number of ECTS credits allocated
5 op
Virtual portion
4 op
Mode of delivery
20 % Contact teaching, 80 % Distance learning
Unit
School of Smart and Clean Solutions
Campus
Leiritie 1
Teaching languages
- Finnish
Seats
0 - 60
Degree programmes
- Degree Programme in Energy and Environmental Technology
Teachers
- Juha Juselius
Teacher in charge
Juha Juselius
Groups
-
ENE22Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma: Energiatuotantomenetelmien pääaine
-
TXO22S1Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma päivä
Objective
Opiskelija tietää höyry- ja kaasuturbiinien toimintaperiaatteen ja rakenteen. Opiskelija tietää turbiinin säädön ja käytön sekä tuntee turbiinien huollon perusteet. Opiskelija ymmärtää turbiinien merkityksen energiantuotannossa.
Content
-Höyryturbiinien toimintaperiaate ja rakenne
-Höyryturbiinien laakerointi- ja nostovoitelujärjestelmä
-Höyryturbiinien ohitusjärjestelmä, sivulauhdejärjestelmä, tiiviste- ja vuotohöyryjärjestelmät, ejektorit, suuttimet ja väliotto
-Höyryturbiinien tehonsäätö, viat ja huolto
-Kaasuturbiinin toimintaperiaate ja rakenne
-Kaasuturbiinien palokammiot ja päästöt
-Kaasuturbiinilaitosten käyttö, yleisimmät viat ja huolto
-Turbiineissa käytetyt materiaalit
-Turbiinien apujärjestelmät
-Turbiinien värähtelyt ja pyörivien koneiden voimat
Location and time
Syksy 2024 lukujärjestyksen mukaan.
Materials
Opettajan osoittama materiaali.
Suositeltava kirjallisuus:
Kauppinen, J. 2018. Turbiinitekniikka: käyttö, huolto ja kunnossapito. ISBN 978-952-5491-920
- Kirjasta on versiot sekä suomeksi että englanniksi. Englanninkielinen versio on sisällöltään laadukkaampi.
Huhtinen, M., Korhonen, R., Pimiä, T., Urpalainen, S. Voimalaitostekniikka. Opetushallitus. 2008.
Teaching methods
Toteutuksen lähiopetus on pääasiassa lähiopetusta suomeksi.
Vierailu voimalaitoksella.
Laskuharjoitukset.
Kotitehtävät.
Harjoitustyöt.
Employer connections
Vierailu voimalaitoksella ja vierailijaluennot.
Exam schedules
Sovitaan aloitusluennolla.
Completion alternatives
Valtaosan opintojaksosta voi suorittaa itsenäisesti verkossa Moodle-oppimisympäristön kautta. Lisätietoja ensimmäisellä luennolla.
Student workload
Luennot 30 h
Voimalaitosvierailu 4 h
Laskuharjoitukset 20 h
Tentti 3 h
Harjoitustyöt 30 h
Kotitehtävät 20 h
Itsenäinen opiskelu 20 h
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Assessment criteria, good (3)
Opiskelija tietää nopeuskolmioiden merkityksen vyöhykkeen suorituksen arvioinnissa ja osaa laskea turbiinin hyötysuhteet ja taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet.
Opiskelija tuntee lauhde- ja syöttövesijärjestelmän ja höyryturbiinin apujärjestelmien toiminnan.
Opiskelija osaa laskea todellisen kaasuturbiinin kiertoprosessin ottamalla huomioon komponenttien häviöt.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiineihin tulevien vikojen syitä ja niiden korjausmahdollisuuksia sekä turbiinirevision perusteet.
Assessment criteria, excellent (5)
Opiskelija osaa kaasuturbiinien kompressorien, turbiinien ja palokammion mitoituksen ja suorituksen perusteet.
Opiskelija tuntee yhdistetyn höyry- ja kaasuturbiiniprosessin laitosvariaatiot ja ymmärtää niihin valittujen parametrien vaikutuksen suoritukseen ja käyttötalouteen.
Opiskelija hallitsee höyryturbiinin käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet sekä käytönvalvonnan.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiinien vikamekanismit ja turbiinirevision sekä turbiinien tarkastusten perusteet.
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Assessment methods and criteria
Opintojakso arvioidaan numeerisesti asteikolla 0-5 seuraavien osasuoritusten perusteella
Tentti 60 %
Kotitehtävät 40 %
Harjoitustyöt hyväksytty/hylätty. Harjoitustyöt on suoritettava hyväksytysti kurssisuorista varten.
Prerequisites
Opiskelija hallitsee matemaattis-luonnontieteelliset perusvalmiudet. Opiskelija ymmärtää voimalaitoksissa sekä energian tuotannossa ja käytössä esiintyvien tärkeimpien laitteiden termodynaamisen toiminnan perusteet.
Enrollment
01.05.2023 - 31.05.2023
Timing
21.08.2023 - 15.12.2023
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of Smart and Clean Solutions
Campus
Leiritie 1
Teaching languages
- Finnish
Seats
0 - 35
Degree programmes
- Degree Programme in Energy and Environmental Technology
Teachers
- Juha Juselius
Teacher in charge
Juha Juselius
Groups
-
TXO21S1Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma päivä
-
ENE21Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma: Energiatuotantomenetelmien pääaine
Objective
Opiskelija tietää höyry- ja kaasuturbiinien toimintaperiaatteen ja rakenteen. Opiskelija tietää turbiinin säädön ja käytön sekä tuntee turbiinien huollon perusteet. Opiskelija ymmärtää turbiinien merkityksen energiantuotannossa.
Content
-Höyryturbiinien toimintaperiaate ja rakenne
-Höyryturbiinien laakerointi- ja nostovoitelujärjestelmä
-Höyryturbiinien ohitusjärjestelmä, sivulauhdejärjestelmä, tiiviste- ja vuotohöyryjärjestelmät, ejektorit, suuttimet ja väliotto
-Höyryturbiinien tehonsäätö, viat ja huolto
-Kaasuturbiinin toimintaperiaate ja rakenne
-Kaasuturbiinien palokammiot ja päästöt
-Kaasuturbiinilaitosten käyttö, yleisimmät viat ja huolto
-Turbiineissa käytetyt materiaalit
-Turbiinien apujärjestelmät
-Turbiinien värähtelyt ja pyörivien koneiden voimat
Location and time
Syksy 2023.
Materials
Opettajan osoittama materiaali. Tarkentuu elokuussa 2023.
Teaching methods
Toteutuksen lähiopetus on pääasiassa lähiopetusta suomeksi.
Vierailu voimalaitoksella.
Laskuharjoitukset.
Kotitehtävät.
Harjoitustyöt.
Employer connections
Vierailu voimalaitoksella ja vierailijaluennot.
Exam schedules
Sovitaan aloitusluennolla.
Student workload
Luennot 30 h
Voimalaitosvierailu 4 h
Laskuharjoitukset 20 h
Tentti 3 h
Harjoitustyöt 30 h
Kotitehtävät 20 h
Itsenäinen opiskelu 20 h
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Assessment criteria, good (3)
Opiskelija tietää nopeuskolmioiden merkityksen vyöhykkeen suorituksen arvioinnissa ja osaa laskea turbiinin hyötysuhteet ja taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet.
Opiskelija tuntee lauhde- ja syöttövesijärjestelmän ja höyryturbiinin apujärjestelmien toiminnan.
Opiskelija osaa laskea todellisen kaasuturbiinin kiertoprosessin ottamalla huomioon komponenttien häviöt.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiineihin tulevien vikojen syitä ja niiden korjausmahdollisuuksia sekä turbiinirevision perusteet.
Assessment criteria, excellent (5)
Opiskelija osaa kaasuturbiinien kompressorien, turbiinien ja palokammion mitoituksen ja suorituksen perusteet.
Opiskelija tuntee yhdistetyn höyry- ja kaasuturbiiniprosessin laitosvariaatiot ja ymmärtää niihin valittujen parametrien vaikutuksen suoritukseen ja käyttötalouteen.
Opiskelija hallitsee höyryturbiinin käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet sekä käytönvalvonnan.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiinien vikamekanismit ja turbiinirevision sekä turbiinien tarkastusten perusteet.
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Assessment methods and criteria
Tentti 60 %
Kotitehtävät 40 %
Harjoitustyöt hyväksytty/hylätty.
Prerequisites
Opiskelija hallitsee matemaattis-luonnontieteelliset perusvalmiudet. Opiskelija ymmärtää voimalaitoksissa sekä energian tuotannossa ja käytössä esiintyvien tärkeimpien laitteiden termodynaamisen toiminnan perusteet.
Enrollment
02.05.2022 - 12.06.2022
Timing
22.08.2022 - 16.12.2022
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of Smart and Clean Solutions
Campus
Leiritie 1
Teaching languages
- Finnish
Seats
0 - 40
Degree programmes
- Degree Programme in Energy and Environmental Technology
Teachers
- Juha Juselius
Teacher in charge
Juha Juselius
Groups
-
ENE20Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma: Energiatuotantomenetelmien pääaine
-
TXO20S1Energia- ja ympäristötekniikan tutkinto-ohjelma päivä
Objective
Opiskelija tietää höyry- ja kaasuturbiinien toimintaperiaatteen ja rakenteen. Opiskelija tietää turbiinin säädön ja käytön sekä tuntee turbiinien huollon perusteet. Opiskelija ymmärtää turbiinien merkityksen energiantuotannossa.
Content
-Höyryturbiinien toimintaperiaate ja rakenne
-Höyryturbiinien laakerointi- ja nostovoitelujärjestelmä
-Höyryturbiinien ohitusjärjestelmä, sivulauhdejärjestelmä, tiiviste- ja vuotohöyryjärjestelmät, ejektorit, suuttimet ja väliotto
-Höyryturbiinien tehonsäätö, viat ja huolto
-Kaasuturbiinin toimintaperiaate ja rakenne
-Kaasuturbiinien palokammiot ja päästöt
-Kaasuturbiinilaitosten käyttö, yleisimmät viat ja huolto
-Turbiineissa käytetyt materiaalit
-Turbiinien apujärjestelmät
-Turbiinien värähtelyt ja pyörivien koneiden voimat
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Assessment criteria, good (3)
Opiskelija tietää nopeuskolmioiden merkityksen vyöhykkeen suorituksen arvioinnissa ja osaa laskea turbiinin hyötysuhteet ja taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet.
Opiskelija tuntee lauhde- ja syöttövesijärjestelmän ja höyryturbiinin apujärjestelmien toiminnan.
Opiskelija osaa laskea todellisen kaasuturbiinin kiertoprosessin ottamalla huomioon komponenttien häviöt.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiineihin tulevien vikojen syitä ja niiden korjausmahdollisuuksia sekä turbiinirevision perusteet.
Assessment criteria, excellent (5)
Opiskelija osaa kaasuturbiinien kompressorien, turbiinien ja palokammion mitoituksen ja suorituksen perusteet.
Opiskelija tuntee yhdistetyn höyry- ja kaasuturbiiniprosessin laitosvariaatiot ja ymmärtää niihin valittujen parametrien vaikutuksen suoritukseen ja käyttötalouteen.
Opiskelija hallitsee höyryturbiinin käynnistykseen ja pysäytykseen liittyvät toimenpiteet sekä käytönvalvonnan.
Opiskelija tuntee höyry-ja kaasuturbiinien vikamekanismit ja turbiinirevision sekä turbiinien tarkastusten perusteet.
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija osaa erottaa eri höyryturbiinityypit toisistaan ja tuntee niissä syntyvät häviöt.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen kaasuturbiinin kiertoprosessin.
Opiskelija osaa laskea ideaalisen ja todellisen höyryturbiinin paisunnan sekä taseet.
Opiskelija tietää höyryturbiinin tehon säätötavat sekä turbiineihin tulevat yleisimmät viat ja niiden huoltotoimenpiteet.
Prerequisites
Opiskelija hallitsee matemaattis-luonnontieteelliset perusvalmiudet. Opiskelija ymmärtää voimalaitoksissa sekä energian tuotannossa ja käytössä esiintyvien tärkeimpien laitteiden termodynaamisen toiminnan perusteet.