Какво представлява газовата турбина със затворен цикъл и нейната работа

Какво представлява газовата турбина със затворен цикъл и нейната работа

Приет е метод на газова турбина със затворен цикъл, за да се преодолеят недостатъците на газова турбина с отворен цикъл метод. Корозията и ерозията на лопатките на турбините е основният недостатък при отворен цикъл. Този недостатък може да бъде преодолян чрез използване на висококачествена работна среда (въздух или хелий, аргон, водород или неон), където тя не се смесва с горивото в горивната камера. Другото предимство на използването на метод със затворен цикъл е, че отхвърлянето на топлина от отработените газове се извършва в повторно охлаждане или пренагреватели или топлообменници. Тази статия разглежда общ преглед на тази турбина, работата, предимствата и недостатъците.



Какво е газова турбина със затворен цикъл?

Газова турбина със затворен цикъл може да се определи като газ турбина , което преодолява недостатъците на газовата турбина с отворен цикъл. При този тип турбина въздухът циркулира непрекъснато в рамките на газовата турбина с помощта на компресор, топлинна камера, газова турбина и охлаждаща камера. Съотношенията на натиск , температурата и скоростите на въздуха ще бъдат постоянни при този тип. Той изпълнява термодинамичен цикъл, което означава, че работната течност се циркулира и използва непрекъснато отново и отново, без да напуска системата.


Газова турбина със затворен цикъл

Газова турбина със затворен цикъл





ДА СЕ диаграма на затворен цикъл на газова турбина е много проста и съдържа компоненти като компресор, топлинна камера и газова турбина. Генераторът, компресорът и охлаждащата камера се задвижват от газовата турбина. Диаграмата на това е показана по-долу.

  • Газът се компресира в компресора.
  • Компресираният газ се нагрява в отоплителната камера.
  • Газовата турбина помага за генериране на електричество.
  • Електричеството се генерира от генератор с използване на газова турбина
  • Охлаждането на газовете, преминали от турбината, се охлажда в охлаждащата камера.

Ефективност

The ефективност на газова турбина със затворен цикъл може да бъде обяснено с помощта на диаграмата T-S, както е показано по-долу.



Диаграма T-S

Диаграма T-S

Ефективността на това може да се даде като,

n = (налична мрежа) / входяща топлина


n = Cp (Wt - Wc) / входяща топлина

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

Където ‘Wt’ = работата се извършва от газовата турбина на кг въздух = Cp (T2-T3)

‘Wc’ = работата се извършва от компресора на кг въздух = Cp (T1-T4)

Постоянното налягане „Cp“ се взема в KJ или Kg

‘T’ = температура

Входна топлина = Cp (T3-T2)

Ефективността на тази турбина е по-висока от газовата турбина с отворен цикъл

Принцип на работа на газова турбина от затворен цикъл

The принцип на работа на турбина със затворен цикъл се основава на цикъла на Брейтън или цикъла на Джоул.
При този тип газова турбина компресорът се използва за компресиране на газа изотропно и полученият компресиран газ тече в отоплителната камера. The ротор тип компресор се предпочита в тази турбина.

Външен източник се използва за нагряване на сгъстения въздух и след това преминава през лопатките на турбината.
Когато газът тече през лопатките на турбината, той се разширява и се оставя да премине в охлаждащата камера и да се охлади. Газът се охлажда чрез използване на циркулацията на водата с постоянно налягане до първоначалната си температура.

  • Отново газът се подава в компресора и процесът се повтаря.
  • В тази турбина един и същ газ циркулира многократно.
  • Сложността на системата и разходите биха се увеличили, ако работната течност / среда, използвана в турбината, е различна от въздуха. Това може да доведе до проблеми и е трудно за разрешаване.

Разлика между газова турбина с отворен цикъл и затворен цикъл

Източникът на топлина, видът на флуида, използван за работа, циркулиращият въздух, капацитетът на лопатките на турбината, разходите за поддръжка и монтаж и т.н. дава разлика между отворения цикъл и затворената газова турбина. Циркулацията на работната течност е основната разлика.

Газова турбина с отворен цикъл

Газова турбина със затворен цикъл

При този тип горивната камера се използва за нагряване на сгъстен въздух. Поради смесването на продукти в горивната камера и нагрятия въздух, газът не остава постоянен.При този тип нагревателната камера загрява сгъстения въздух, който се компресира първо преди нагряване. Когато външен източник загрява въздуха, тогава газът остава постоянен.
Количеството газ, излязло от турбината, се изчерпва в атмосфератаКоличеството газ, излязло от газовата турбина, може да премине в охлаждащата камера.
Смяната на работната течност продължаваЦиркулацията на работната течност продължава.
Работната течност е въздухЗа по-добри термодинамични свойства хелий се използва като работна течност
Тъй като въздухът в горивната камера се замърсява, това води до по-ранно износване на лопатките на турбинатаТъй като няма замърсяване на затворения газ при преминаване през нагревателната камера, това не води до по-ранно износване на лопатките на турбината
Използва се главно за движещи се превозни средстваИзползва се главно за стационарна инсталация и морски приложения.
Разходите за поддръжка са нискиЦената на поддръжката е висока
Инсталационната маса на KW е по-малкаИнсталационната маса на KW е повече.

Предимства

The предимства на газови турбини със затворен цикъл са

  • Висока топлинна ефективност при всякакви температурни ограничения и съотношения на налягане
  • Всеки тип работна течност може да се използва с ниска калорична стойност. Например хелий.
  • Без корозия.
  • Не се изисква вътрешно почистване.
  • Пренагревателите могат да се използват за загряване на водата за подаване на топла вода за битови и промишлени цели.
  • Размерът на газовата турбина е малък
  • Увеличаването на налягането дава по-добър коефициент на топлопреминаване в обменника
  • Загубата на триене в течности е по-малка.

Недостатъци

The недостатъци на газова турбина със затворен цикъл са

  • Тъй като цялата система работи под високо налягане с работна течност (средна), това увеличава разходите.
  • Необходим е голям въздушен нагревател и не е достатъчно, когато горивната камера се използва в отворен цикъл.
  • Не се използва в аеронавигационни двигатели, тъй като този тип газова турбина използва охлаждаща вода.
  • Сложна система и трябва да устои при високо налягане.

Приложения

The приложения с затворен цикъл на газови турбини включват следното.

  • Използва се при производството на електрическа енергия
  • Използва се в много индустриални приложения
  • Използва се в морско задвижване, локомотивно задвижване, автомобилно задвижване
  • Използва се в авиацията за осигуряване на мощност на реактивния двигател

По този начин всичко е свързано със затворения цикъл газова турбина - диаграма , работа, ефективност и разлики, предимства, недостатъци и приложения. Ето един въпрос към вас: „Какви са недостатъците на газовата турбина с отворен цикъл? „