مزایا و معایب توربین‌های گاز
مزایای توربین‌های گاز
نسبت توان به وزن بسیار زیاد: توربین‌های گاز نسبت به موتورهای رفت و برگشتی با توان یکسان، کوچک‌ترند.
زمان راه‌اندازی بسیار کم نسبت توربین‌های حرارتی
ارتعاش کمتر: به دلیل حرکت در یک جهت ارتعاش توربین‌های گاز از موتورهای رفت و برگشتی کمتر است.
بخش‌های متحرک کمتر از موتورهای رفت و برگشتی.
هزینهٔ روغنکاری کمتر
معایب توربین‌های گاز
گران‌بودن
دمای کاری زیاد
راندمان کمتر نسبت به موتورهای رفت و برگشتی در حالت بی‌باری
کارکرد نامناسب در شرایط نوسان بار
عملکرد توربین گاز
توربین در حال گردش با دور زیاد، هوای محیط اطرافش را مکیده و فشار آن را به چندین برابر فشار محیط حدود 10 برابر می‌رساند. ضمن این که تقریبا درجه حرارت آن نیز زیاد میشود. هوای فشرده شده از کمپرسور خارج و به درون محفظه یا محفظه‌های احتراق هدایت میشود.
در درون محفظه احتراق شعله دائمی برقرار است و سوختهایی مثل (گاز، گازوئیل و یا بعضاً مازوت) نیز با فشار مناسبی به درون آن ریخته میشود. سوخت پخش شده به همراه هوای فشرده شده در نزدیک شعله، آتش میگیرد و گاز بسیار داغی که دمای آن گاز به 1800 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، با حجم بسیار زیادی تولید میشود. گاز تولید شده که نتیجه یک سوختن کامل بدون تولید دوده است، به دلیل محدودیت‌های فنی مستقیما قابل ارسال به توربین نیست و باید خنک شود. این کار توسط هوای اضافه ورودی به اتاق احتراق، از طریق کمپرسور، انجام میگیرد.
گاز داغ مناسب از نظر درجه حرارت، وارد توربین میشود و بخش زیادی از انرژی خود را به شکل انرژی مکانیکی دورانی، به توربین انتقال میدهد و خودش از طریق اگزوز خارج میشود. نزدیک دو سوم انرژی دورانی نتیجه توربین گرداندن کمپرسور و یک سوم آن برای گردش ژنراتور صرف میشود. ژنراتوری که 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 ساخته شده تولید میکند.
یکی از زمینه هایی که سرو نیرو توس در آن فعالیت میکند ساخت پست های برق است.
بازده توربین گاز
بخش زیادی از انرژی که در توربین گاز از بین می‌رود و بنابراین، دلایلی مثل خروج گاز با دمای زیاد، صرف حدود دو سوم توان توربین در کمپرسور و عدم امکان استفاده از سوخت جامد باعث میشود که توربین گاز بازده کمی داشته باشد. از پارامترهای موثر بر بازده چرخه توربین گاز می‌توان به نسبت فشار یا نسبت تراکم کمپرسور، دمای محیط، دمای احتراق و بازده کمپرسور اشاره کرد. به همین دلیل می‌توان راه‌های زیر را برای افزایش بازده توربین گاز پیشنهاد داد:
- افزایش دمای ورودی به توربین گاز
- افزایش کارامدی توربین و کمپرسور
- اصلاح چرخه توربین گاز
- بهبود مقاومت مواد مورد استفاده در توربین و کمپرسور در برابر دما
- بهبود راه‌های خنک‌کاری توربین
- طراحی‌های جدید توربوماشین‌ها
- بهبود روش‌های نگهداری کمپرسورها و توربین‌ها
بخش اول توربین گازی
منابع: