توربین گاز:
توربین های گاز صنعتی مولد توان الکتریکی، که «توربو ژنراتور» (Turbo Generator) گاز نیز نامیده می شوند، توربین هایی اند که توان تولید شده آن ها، به طور مستقیم یا پس از تغییر سرعت دوران در جعبه دنده، به ژنراتور منتقل شده و در آنجا به توان الکتریکی تبدیل می شود.
این توربین گاز به دو صورت سیکل ساده یا سیکل ترکیبی است. در سیکل ساده، گازهای خروجی که تا 600 درجه سانتی گراد دما دارند، از اگزوز توربین مستقیماً وارد هوا شده و انرژی باقیمانده در آن هدر می رود.
اما در سیکل ترکیبی، یک یا دو توربین گاز با یک توربین بخار کوپل می شوند و گازهای خروجی از توربین گاز در بخشی به نام «بویلر بازیاب» (Regenerative Boiler)، آب بازگشتی از کندانسور توربین بخار را که توسط پمپ فشرده شده، به بخار تبدیل می کنند.
در نتیجه، در سیکل ترکیبی، از انرژی موجود در گازهای خروجی از اگزوز توربین گاز استفاده شده و بویلر توربین بخار بدون نیاز به سوخت، بخار آب تولید می کند. بنابراین، با استفاده از این روش، بازده سیکل زیاد می شود.
از توربو ژنراتورها می توان به صورت مولد همزمان برق و حرارت استفاده کرد که در این ترکیب، گاز خروجی برای تولید آب گرم و یا هوای گرم ساختمان ها و کارخانه ها استفاده می شود.
عملکرد توربین گاز:
همان گونه که گفتیم، اساس کارکرد توربین گاز چرخه برایتون است. بدین ترتیب که کمپرسور در حال گردش با دور زیاد، هوای محیط را مکیده و فشار آن را به چندین برابر فشار محیط (حدود 10 برابر) می رساند.
ضمن این که نسبتاً درجه حرارت آن نیز زیاد می شود. هوای فشرده شده از کمپرسور خارج و به درون محفظه یا محفظه های احتراق هدایت می شود.
در داخل محفظه احتراق شعله دائمی برقرار است و سوخت (گاز، گازوئیل و یا بعضاً مازوت) نیز با فشار مناسبی به درون آن پاشیده می شود. سوخت به همراه هوای فشرده در مجاورت شعله، آتش گرفته و گاز داغی که دمای آن به 1800 درجه سانتی گراد می رسد، با حجم زیاد تولید می شود.
گاز حاصل که نتیجه یک احتراق کامل بدون تولید دوده است، به سبب محدودیت های فنی مستقیماً قابل ارسال به توربین نیست و باید خنک شود. این کار توسط هوای اضافه ورودی به اتاق احتراق، از طریق کمپرسور، انجام می گیرد.
گاز داغ مناسب از نظر درجه حرارت، وارد توربین شده و بخش اعظم انرژی خود را به صورت انرژی مکانیکی دورانی، به توربین منتقل می کند و خود از طریق اگزوز خارج می شود.
حدود دو سوم انرژی دورانی حاصل از توربین به گرداندن کمپرسور و یک سوم آن برای گردش ژنراتور صرف می شود. ژنراتوری که یا به صورت مستقیم و یا از طریق جعبه دنده با توربین هم محور و کوپل است، با میدان گردان خود در استاتور، جریان الکتریکی با ولتاژ از پیش طراحی شده تولید می کند.
شکل های 2 و 3 به ترتیب طرح حرارتی و طرح کلی توربین گاز را نشان می دهند.
شکل 2: طرح حرارتی نیروگاه گازی
شکل 3: طرح کلی توربین گاز
بازده توربین گاز:
همان طور که گفتیم، بخش زیادی از انرژی در توربین گاز از بین می رود. بنابراین، دلایلی چون خروج گاز با دمای زیاد، صرف حدود دو سوم توان توربین در کمپرسور و عدم امکان استفاده از سوخت جامد سبب می شود که توربین گاز بازده پایینی داشته باشد.
از پارامترهای مؤثر بر بازده چرخه توربین گاز (چرخه برایتون) می توان به نسبت فشار یا نسبت تراکم کمپرسور، دمای محیط، دمای احتراق و بازده کمپرسور اشاره کرد.
بر همین اساس می توان راه های زیر را برای افزایش بازده توربین گاز پیشنهاد داد:
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
