Suljetun kierron kaasuturbiinimenetelmä on otettu käyttöön avoimen syklin kaasuturbiini menetelmä. Turbiiniterien korroosio ja eroosiot ovat tärkein haittapuoli avoimessa syklissä. Tämä haitta voidaan voittaa käyttämällä korkealaatuista työalustaa (ilmaa tai heliumia, argonia, vetyä tai neonia), jos se ei sekoita polttokammion polttoaineen kanssa. Suljetun syklin menetelmän käytön toinen etu on, että pakokaasujen lämpö hylätään uudelleenjäähdyttimessä tai uudelleenlämmittimissä tai lämmönvaihtimissa. Tässä artikkelissa käsitellään tämän turbiinin yleiskatsausta, työskentelyä, etuja ja haittoja.
Mikä on suljetun syklin kaasuturbiini?
Suljetun kierron kaasuturbiini voidaan määritellä kaasuksi turbiini , joka voittaa avoimen syklin kaasuturbiinin haitat. Tämän tyyppisessä turbiinissa ilmaa kierrätetään jatkuvasti kaasuturbiinin sisällä kompressorin, lämpökammion, kaasuturbiinin ja jäähdytyskammion avulla. Suhteet paine , lämpötila ja ilman nopeudet ovat vakiotyyppisiä. Se suorittaa termodynaamisen syklin, mikä tarkoittaa, että työnestettä kierrätetään ja käytetään jatkuvasti uudestaan ja uudestaan poistumatta järjestelmästä.
Suljetun kierron kaasuturbiini
TO suljetun kierron kaasuturbiinikaavio on hyvin yksinkertainen ja sisältää komponentit kuten kompressori, lämpökammio ja kaasuturbiini. Generaattoria, kompressoria ja jäähdytyskammiota ohjaa kaasuturbiini. Tämän kaavio on esitetty alla.
- Kaasu puristetaan kompressoriin.
- Puristettua kaasua kuumennetaan lämmityskammiossa.
- Kaasuturbiini auttaa tuottamaan sähköä.
- Sähkö tuotetaan generaattori kaasuturbiinin avulla
- Turbiinista kulkevien kaasujen jäähdytys jäähdytetään jäähdytyskammiossa.
Tehokkuus
suljetun kierron kaasuturbiinin tehokkuus voidaan selittää T-S-kaavion avulla, kuten alla on esitetty.
T-S-kaavio
Tämän tehokkuuden voidaan antaa
n = (käytettävissä oleva verkko) / tulolämpö
n = Cp (Wt - Wc) / tulolämpö
n = 1 - [(T4-T1) / (T3-T2)]
Missä ’Wt’ = kaasuturbiinin työ ilmakiloa kohti = Cp (T2-T3)
’Wc’ = työ tehdään kompressorilla ilmakiloa kohti = Cp (T1-T4)
”Cp” -vakiopaine otetaan yksikköinä KJ tai kg
’T’ = lämpötila
Syöttölämpö = Cp (T3-T2)
Tämän turbiinin hyötysuhde on korkeampi kuin avoimen kierron kaasuturbiini
Suljetun syklin kaasuturbiinin toimintaperiaate
suljetun syklin kaasuturbiinin toimintaperiaate perustuu Brayton- tai Joule-sykliin.
Tämän tyyppisessä kaasuturbiinissa kompressoria käytetään kompressoimaan kaasu isotrooppisesti ja tuloksena oleva puristettu kaasu virtaa lämmityskammioon. roottori tyyppinen kompressori on edullinen tässä turbiinissa.
Ulkoista lähdettä käytetään paineilman lämmittämiseen ja johdetaan sitten turbiinin siipien yli.
Kun kaasu virtaa turbiinin siipien yli, se laajenee ja sen annetaan kulkea jäähdytyskammioon ja jäähtyä. Kaasu jäähdytetään käyttämällä veden kiertoa vakiopaineessa alkuperäiseen lämpötilaansa.
- Kaasu johdetaan jälleen kompressoriin ja prosessi toistetaan.
- Tässä turbiinissa samaa kaasua kierrätetään toistuvasti.
- Järjestelmän monimutkaisuus ja kustannukset lisääntyisivät, jos turbiinissa käytetty työaine / väliaine on muuta kuin ilmaa. Tämä voi johtaa ongelmiin ja sitä on vaikea ratkaista.
Ero avoimen ja suljetun syklin kaasuturbiinin välillä
Lämmönlähde, työskentelyyn käytettävä neste, kiertoilma, turbiinin siipien kapasiteetti, ylläpito- ja asennuskustannukset jne. Antavat eron avoimen syklin ja suljetun kaasuturbiinin välillä. Työnesteen kierto on tärkein ero.
| Avoin polttomoottori | Suljetun kierron kaasuturbiini |
| Tämän tyyppistä polttokammiota käytetään paineilman lämmittämiseen. Koska tuotteet sekoittuvat polttokammiossa ja lämmitetyssä ilmassa, kaasu ei pysy vakiona. | Tässä tyypissä kuumennuskammio lämmittää paineilmaa, joka puristetaan ensin ennen lämmitystä. Kun ulkoinen lähde lämmittää ilmaa, kaasu pysyy vakiona. |
| Turbiinista tullut kaasumäärä kuluu loppuun ilmakehässä | Kaasuturbiinista tulevan kaasumäärän annetaan kulkea jäähdytyskammioon. |
| Työnesteen vaihto jatkuu | Työnesteen kierto jatkuu. |
| Työneste on ilmaa | Parempien termodynaamisten ominaisuuksien saavuttamiseksi heliumia käytetään työaineena |
| Kun polttokammion ilma saastuu, seurauksena on turbiinin siipien aikaisempi kuluminen | Koska suljetussa kaasussa ei ole kontaminaatiota, kun se kulkee lämmityskammion läpi, turbiinilavat eivät kulu aikaisemmin |
| Käytetään pääasiassa ajoneuvojen liikkumiseen | Käytetään pääasiassa kiinteisiin asennuksiin ja merenkulun sovelluksiin. |
| Ylläpitokustannukset ovat alhaiset | Ylläpitokustannukset ovat korkeat |
| Asennusmassa / kW on pienempi | Asennusmassa per kW on enemmän. |
Edut
suljetun kierron kaasuturbiinien edut ovat
- Korkea lämpötehokkuus kaikissa lämpötilarajoissa ja painesuhteissa
- Alhaisen kaloriarvon kanssa voidaan käyttää mitä tahansa työväliainetta. Esimerkiksi helium.
- Ei korroosiota.
- Sisäistä puhdistusta ei tarvita.
- Uudelleenlämmittimiä voidaan käyttää veden lämmittämiseen kuuman veden toimittamiseksi kotitalous- ja teollisuustarkoituksiin.
- Kaasuturbiinin koko on pieni
- Paineen nousu antaa paremman lämmönsiirtokertoimen lämmönvaihtimessa
- Nesteen kitkahäviö on pienempi.
Haitat
suljetun kierron kaasuturbiinien haitat ovat
- Kun koko järjestelmä toimii korkeassa paineessa käyttönesteen (väliaineen) kanssa, se lisää kustannuksia.
- Se vaatii suuren ilmalämmittimen, eikä se riitä, kun palotilaa käytetään avoimessa syklissä.
- Ei käytetä ilmailumoottoreissa, koska tämän tyyppiset kaasuturbiinit käyttävät jäähdytysvettä.
- Monimutkainen järjestelmä ja sen tulisi kestää korkeassa paineessa.
Sovellukset
suljetun kierron kaasuturbiinisovellukset Sisällytä seuraavat.
- Käytetään sähköntuotannossa
- Käytetään monissa teollisissa sovelluksissa
- Käytetään meriliikenteessä, veturien, autojen propulsiossa
- Käytetään ilmailussa voimalinjan tuottamiseen
Näin ollen kyse on suljetusta kierrosta kaasuturbiini - kaavio , työskentely, tehokkuus ja erot, edut, haitat ja sovellukset. Tässä on kysymys sinulle: 'Mitkä ovat avoimen kierron kaasuturbiinin haitat? '
