Zárt ciklusú gázturbina-módszert alkalmaznak az an nyílt ciklusú gázturbina módszer. A turbinapengék korróziója és eróziója a nyitott ciklus fő hátránya. Ezt a hátrányt kiküszöbölhetjük kiváló minőségű munkaközeg (levegő vagy hélium, argon, hidrogén vagy neon) használatával, ahol nem keveredik az égéstérben lévő üzemanyaggal. A zárt ciklusú módszer alkalmazásának másik előnye, hogy a kipufogógázok hőjének visszautasítása újrahűtőben, újrafűtőkben vagy hőcserélőkben történik. Ez a cikk a turbina áttekintését, működését, előnyeit és hátrányait tárgyalja.
Mi az a zárt ciklusú gázturbina?
A zárt ciklusú gázturbina meghatározható gázként turbina , amely leküzdi a nyílt ciklusú gázturbina hátrányait. Az ilyen típusú turbinákban a levegő folyamatosan áramlik a gázturbinában egy kompresszor, hőkamra, gázturbina és hűtőkamra segítségével. Az arányok nyomás , hőmérséklet és légsebességek állandóak ebben a típusban. Termodinamikai ciklust hajt végre, ami azt jelenti, hogy a munkafolyadékot újra és újra keringtetik és folyamatosan használják a rendszer elhagyása nélkül.
Zárt ciklusú gázturbina
NAK NEK zárt ciklusú gázturbina diagram nagyon egyszerű és tartalmazza alkatrészek mint egy kompresszor, hőkamra és egy gázturbina. A generátort, a kompresszort és a hűtőkamrát a gázturbina hajtja. Ennek diagramja az alábbiakban látható.
- A gázt a kompresszorban összenyomják.
- A sűrített gázt a fűtőkamrában melegítik.
- A gázturbina elősegíti az áramtermelést.
- A villamos energiát a generátor gázturbina alkalmazásával
- A turbinából távozó gázok hűtését a hűtőkamrában lehűtik.
Hatékonyság
A zárt ciklusú gázturbina hatékonysága az alább látható T-S diagram segítségével magyarázható.
T-S diagram
Ennek hatékonysága megadható,
n = (elérhető hálózat) / bemenő hő
n = Cp (Wt - Wc) / bemenő hő
n = 1 - [(T4-T1) / (T3-T2)]
Ahol „Wt” = a munkát a gázturbina végzi egy kilogramm levegőre = Cp (T2-T3)
’Wc’ = a munkát a kompresszor végzi kilogrammon levegőre = Cp (T1-T4)
A „Cp” állandó nyomást KJ-ban vagy kg-ban vesszük fel
’T’ = hőmérséklet
Bemenő hő = Cp (T3-T2)
Ennek a turbinának a hatékonysága magasabb, mint a nyitott ciklusú gázturbina
Zárt ciklusú gázturbina működési elve
A zárt ciklusú gázturbina működési elve a Brayton-cikluson vagy Joule-cikluson alapul.
Ebben a típusú gázturbinában a kompresszort arra használják, hogy az izotrop módon összenyomja a gázt, és az így kapott sűrített gáz a fűtőkamrába áramlik. A forgórész típusú turbina kompresszor.
Külső forrást használnak a sűrített levegő melegítésére, majd a turbina lapátjain vezetik át.
Amikor a gáz átfolyik a turbina lapátjain, az kitágul, és engedjük átjutni a hűtőkamrába, majd lehűl. A gázt az állandó nyomáson a kezdeti hőmérsékletre kerülő víz keringtetésével lehűtjük.
- A gázt ismét a kompresszorba vezetjük, és az eljárást megismételjük.
- Ebben a turbinában ugyanaz a gáz ismételten kering.
- A rendszer bonyolultsága és költségei növekednének, ha a turbinában használt munkaközeg / közeg nem levegő. Ez problémákhoz vezethet, és nehéz megoldani.
Különbség a nyílt ciklusú és a zárt ciklusú gázturbina között
Hőforrás, a munkavégzéshez használt folyadék típusa, cirkulált levegő, turbina lapátok kapacitása, karbantartási és telepítési költségek stb. Különbséget tesznek a nyitott ciklusú és a zárt gázturbina között. A munkafolyadék keringése a fő különbség.
Nyitott ciklusú gázturbina | Zárt ciklusú gázturbina |
Ebben a típusban az égéstér sűrített levegő fűtésére szolgál. Az égéstérben lévő termékek és a fűtött levegő keveredése miatt a gáz nem marad állandó. | Ebben a típusban a fűtőkamra felmelegíti a sűrített levegőt, amelyet először fűtés előtt sűrítenek. Amikor egy külső forrás melegíti a levegőt, akkor a gáz állandó marad. |
A turbinából kilépő gázmennyiség kimerült a légkörben | A gázturbinából kijött gázmennyiséget engedjük átjutni a hűtőkamrába. |
A munkafolyadék cseréje folytatódik | A munkaközeg keringése folytatódik. |
A munkafolyadék levegő | A jobb termodinamikai tulajdonságok érdekében a héliumot használják munkafolyadékként |
Amint az égéstér levegője szennyeződik, a turbina lapátjainak korábbi kopása következik be | Mivel a fűtőkamrán való áthaladás során nincs zárt gáz szennyeződés, a turbina lapátjainak korábbi kopása nem következik be |
Főleg járművek mozgatására használják | Főleg helyhez kötött telepítéshez és tengeri alkalmazásokhoz használják. |
A karbantartási költségek alacsonyak | A karbantartás költsége magas |
KW / telepítési tömeg kisebb | A telepítési tömeg KW-nál nagyobb. |
Előnyök
A zárt ciklusú gázturbina előnyei vannak
- Nagy hőhatékonyság bármilyen hőmérsékleti határon és nyomásaránynál
- Bármilyen típusú munkafolyadék használható alacsony kalóriatartalommal. Például hélium.
- Nincs korrózió.
- A belső tisztítás nem szükséges.
- Az utánmelegítők felhasználhatók a víz melegítésére háztartási és ipari célú meleg víz ellátására.
- A gázturbina mérete kicsi
- A nyomás növekedése jobb hőátbocsátási tényezőt eredményez a hőcserélőben
- A folyadék súrlódási vesztesége kisebb.
Hátrányok
A zárt ciklusú gázturbina hátrányai vannak
- Mivel az egész rendszer magas nyomáson működik egy működő folyadékkal (közeg), ez megnöveli a költségeket.
- Nagy légfűtést igényel, és ez nem elég, ha az égéstér nyitott ciklusban van.
- Nem használják repülési motorokban, mert ez a típusú gázturbina hűtővizet használ.
- Komplex rendszer, nagy nyomáson ellen kell állnia.
Alkalmazások
A zárt ciklusú gázturbina alkalmazások a következőket tartalmazzák.
- Használt villamos energia előállításához
- Számos ipari alkalmazásban használják
- Tengeri meghajtásban, mozdonyi meghajtásban, gépjármű-meghajtásban használják
- A repülésben használják a hajtómű sugárzásának biztosítására
Így mindez a zárt ciklusról szól gázturbina - diagram , munka, hatékonyság és különbségek, előnyök, hátrányok és alkalmazások. Itt van egy kérdés az Ön számára: „Milyen hátrányai vannak a nyitott ciklusú gázturbinának? „