Co to jest turbina gazowa o obiegu zamkniętym i jej działanie

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Metoda turbiny gazowej w obiegu zamkniętym jest stosowana w celu przezwyciężenia wad turbina gazowa w obiegu otwartym metoda. Korozja i erozja łopatek turbin jest główną wadą cyklu otwartego. Tę wadę można przezwyciężyć stosując najwyższej jakości czynnik roboczy (powietrze lub hel, argon, wodór lub neon), gdzie nie miesza się z paliwem w komorze spalania. Inną zaletą stosowania metody z obiegiem zamkniętym jest to, że oddawanie ciepła spalin odbywa się w chłodnicy lub dogrzewaczach lub wymiennikach ciepła. W tym artykule omówiono przegląd tej turbiny, działanie, zalety i wady.

Co to jest turbina gazowa o obiegu zamkniętym?

Turbinę gazową o obiegu zamkniętym można zdefiniować jako gaz turbina , który przezwycięża wady turbiny gazowej w obiegu otwartym. W tego typu turbinie powietrze krąży w sposób ciągły wewnątrz turbiny gazowej za pomocą kompresora, komory cieplnej, turbiny gazowej i komory chłodniczej. Stosunki nacisk , temperatura i prędkość powietrza będą w tym typie stałe. Wykonuje cykl termodynamiczny, co oznacza, że ​​płyn roboczy krąży i jest używany w sposób ciągły, bez opuszczania układu.




Turbina gazowa w obiegu zamkniętym

Turbina gazowa w obiegu zamkniętym

DO schemat turbiny gazowej w obiegu zamkniętym jest bardzo prosty i zawiera składniki jak kompresor, komora cieplna i turbina gazowa. Generator, sprężarka i komora chłodnicza są napędzane przez turbinę gazową. Schemat tego przedstawiono poniżej.



  • Gaz jest sprężany w kompresorze.
  • Sprężony gaz jest podgrzewany w komorze grzewczej.
  • Turbina gazowa pomaga w wytwarzaniu energii elektrycznej.
  • Energia elektryczna jest wytwarzana przez generator z wykorzystaniem turbiny gazowej
  • Chłodzenie gazów wydostających się z turbiny zostaje schłodzone w komorze chłodniczej.

Wydajność

Plik sprawność turbiny gazowej w obiegu zamkniętym można wyjaśnić za pomocą diagramu T-S, jak pokazano poniżej.

Diagram T-S

Diagram T-S

Skuteczność tego można podać jako:

n = (dostępna sieć) / ciepło wejściowe


n = Cp (Wt - Wc) / ciepło wejściowe

n = 1 - [(T4-T1) / (T3-T2)]

Gdzie „Wt” = praca jest wykonywana przez turbinę gazową na kg powietrza = Cp (T2-T3)

„Wc” = praca wykonywana przez sprężarkę na kg powietrza = Cp (T1-T4)

Stałe ciśnienie „Cp” przyjmuje się w KJ lub Kg

„T” = temperatura

Ciepło wejściowe = Cp (T3-T2)

Sprawność tej turbiny jest wyższa niż turbiny gazowej w obiegu otwartym

Zasada działania turbiny gazowej w obiegu zamkniętym

Plik Zasada działania turbiny gazowej w obiegu zamkniętym opiera się na cyklu Braytona lub cyklu Joule'a.
W tego typu turbinie gazowej sprężarka służy do izotropowego sprężania gazu, a powstały sprężony gaz przepływa do komory grzewczej. Plik wirnik typ sprężarki jest preferowany w tej turbinie.

Zewnętrzne źródło jest wykorzystywane do podgrzewania sprężonego powietrza, a następnie przepuszczane przez łopatki turbiny.
Kiedy gaz przepływa przez łopatki turbiny, rozszerza się i przepuszcza do komory chłodniczej i stygnie. Gaz jest schładzany poprzez cyrkulację wody pod stałym ciśnieniem do temperatury początkowej.

  • Gaz jest ponownie wprowadzany do sprężarki i proces się powtarza.
  • W tej turbinie wielokrotnie krąży ten sam gaz.
  • Złożoność systemu i koszt wzrosłyby, gdyby płyn roboczy / medium używane w turbinie były inne niż powietrze. Może to prowadzić do problemów i jest trudne do rozwiązania.

Różnica między turbiną gazową w cyklu otwartym i zamkniętym

Źródło ciepła, rodzaj płynu używanego do pracy, powietrze obiegowe, wydajność łopatek turbiny, koszt konserwacji i instalacji itp., To różnica między turbiną gazową w obiegu otwartym a turbiną zamkniętą. Główną różnicą jest cyrkulacja płynu roboczego.

Turbina gazowa w cyklu otwartym

Turbina gazowa w obiegu zamkniętym

W tym typie komora spalania służy do ogrzewania sprężonego powietrza. Ze względu na mieszanie się produktów w komorze spalania i ogrzanym powietrzu, gaz nie pozostaje stały.W tym typie komora grzewcza podgrzewa sprężone powietrze, które jest najpierw sprężane przed ogrzewaniem. Kiedy zewnętrzne źródło ogrzewa powietrze, gaz pozostaje stały.
Ilość gazu wydobywającego się z turbiny jest wydalana do atmosferyIlość gazu wydobywającego się z turbiny gazowej przepuszcza się do komory chłodniczej.
Trwa wymiana płynu roboczegoCyrkulacja płynu roboczego trwa.
Płynem roboczym jest powietrzeAby uzyskać lepsze właściwości termodynamiczne, jako płyn roboczy stosuje się hel
Zanieczyszczenie powietrza w komorze spalania skutkuje szybszym zużyciem łopatek turbinyPonieważ nie dochodzi do zanieczyszczenia zamkniętego gazu podczas przechodzenia przez komorę grzewczą, nie powoduje to wcześniejszego zużycia łopatek turbiny
Używany głównie do poruszania się pojazdówUżywany głównie do instalacji stacjonarnych i zastosowań morskich.
Koszt utrzymania jest niskiKoszt utrzymania jest wysoki
Masa instalacji na KW jest mniejszaMasa instalacji na KW jest większa.

Zalety

Plik zalety turbiny gazowej w obiegu zamkniętym

  • Wysoka sprawność cieplna przy dowolnej granicy temperatury i stosunku ciśnień
  • Można stosować dowolny rodzaj płynu roboczego o niskiej wartości kalorycznej. Na przykład hel.
  • Brak korozji.
  • Czyszczenie wewnętrzne nie jest wymagane.
  • Podgrzewacze mogą być używane do podgrzewania wody do dostarczania ciepłej wody do celów domowych i przemysłowych.
  • Wielkość turbiny gazowej jest niewielka
  • Wzrost ciśnienia daje lepszy współczynnik przenikania ciepła w wymienniku
  • Strata na skutek tarcia płynu jest mniejsza.

Niedogodności

Plik wady turbin gazowych w obiegu zamkniętym

  • Ponieważ cały system pracuje pod wysokim ciśnieniem z płynem roboczym (medium), zwiększa to koszt.
  • Wymaga dużej nagrzewnicy powietrza i nie wystarczy, gdy komora spalania pracuje w cyklu otwartym.
  • Nie stosowany w silnikach lotniczych, ponieważ ten typ turbiny gazowej wykorzystuje wodę chłodzącą.
  • Złożony system i powinien wytrzymywać wysokie ciśnienie.

Aplikacje

Plik zastosowania turbin gazowych w obiegu zamkniętym obejmują następujące elementy.

  • Używany do wytwarzania energii elektrycznej
  • Używany w wielu zastosowaniach przemysłowych
  • Stosowany w napędzie okrętowym, lokomotywowym, samochodowym
  • Używany w lotnictwie do zasilania napędu odrzutowego

Tak więc chodzi o zamknięty cykl turbina gazowa - schemat , działanie, wydajność i różnice, zalety, wady i zastosowania. Oto pytanie do Ciebie: „Jakie są wady turbiny gazowej w obiegu otwartym? „