Что такое газовая турбина с замкнутым циклом и ее работа

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Метод газовой турбины замкнутого цикла принят для преодоления недостатков газовая турбина открытого цикла метод. Коррозия и эрозия турбинных лопаток - главный недостаток открытого цикла. Этот недостаток можно преодолеть, если использовать рабочее тело высшего качества (воздух или гелий, аргон, водород или неон), где оно не смешивается с топливом в камере сгорания. Другое преимущество использования метода замкнутого цикла состоит в том, что отвод тепла выхлопных газов происходит в повторном охладителе, повторных нагревателях или теплообменниках. В этой статье обсуждается обзор этой турбины, работа, преимущества и недостатки.

Что такое газовая турбина с замкнутым циклом?

Газовую турбину замкнутого цикла можно определить как газовую турбина , который преодолевает недостатки газовой турбины открытого цикла. В турбине этого типа воздух непрерывно циркулирует внутри газовой турбины с помощью компрессора, тепловой камеры, газовой турбины и охлаждающей камеры. Соотношения давление , температура и скорость воздуха в этом типе будут постоянными. Он выполняет термодинамический цикл, что означает, что рабочая жидкость циркулирует и используется непрерывно снова и снова, не покидая системы.




Газовая турбина замкнутого цикла

Газовая турбина замкнутого цикла

К схема газовой турбины замкнутого цикла очень прост и содержит составные части как компрессор, тепловая камера и газовая турбина. Генератор, компрессор и охлаждающая камера приводятся в движение газовой турбиной. Схема этого показана ниже.



  • Газ сжимается в компрессоре.
  • Сжатый газ нагревается в камере нагрева.
  • Газовая турбина помогает вырабатывать электричество.
  • Электричество вырабатывается генератор с использованием газовой турбины
  • Охлаждение газов, выходящих из турбины, охлаждается в охлаждающей камере.

Эффективность

В КПД газовой турбины замкнутого цикла можно объяснить с помощью диаграммы T-S, как показано ниже.

Диаграмма T-S

Диаграмма T-S

Эффективность этого может быть выражена как,

n = (доступная сеть) / ввод тепла


n = Cp (Wt - Wc) / подводимое тепло

n= 1 – [(T4-T1) /(T3-T2)]

Где «Wt» = работа, выполняемая газовой турбиной на кг воздуха = Cp (T2-T3)

‘Wc’ = работа компрессора на кг воздуха = Cp (T1-T4)

Постоянное давление «Cp» принимается в кДж или кг.

‘T’ = температура

Входное тепло = Cp (T3-T2)

КПД этой турбины выше, чем у газовой турбины открытого цикла.

Принцип работы газовой турбины замкнутого цикла

В принцип работы газовой турбины замкнутого цикла основан на цикле Брайтона или цикле Джоуля.
В газовой турбине этого типа компрессор используется для изотропного сжатия газа, и полученный сжатый газ течет в камеру нагрева. В ротор Тип компрессора является предпочтительным в этой турбине.

Внешний источник используется для нагрева сжатого воздуха, который затем проходит над лопатками турбины.
Когда газ проходит над лопатками турбины, он расширяется, и ему позволяют пройти в охлаждающую камеру, где он охлаждается. Газ охлаждается за счет циркуляции воды под постоянным давлением до его начальной температуры.

  • Снова газ проходит в компрессор, и процесс повторяется.
  • В этой турбине повторно циркулирует один и тот же газ.
  • Сложность системы и стоимость увеличатся, если рабочая жидкость / среда, используемая в турбине, будет отличной от воздуха. Это может привести к проблемам, и их трудно решить.

Разница между газовой турбиной открытого и замкнутого цикла

Источник тепла, тип жидкости, используемой для работы, циркулирующий воздух, мощность лопаток турбины, стоимость обслуживания и установки и т. Д. - все это дает разницу между газовой турбиной открытого цикла и закрытой. Циркуляция рабочего тела - главное отличие.

Газовая турбина открытого цикла

Газовая турбина замкнутого цикла

В этом типе камера сгорания используется для нагрева сжатого воздуха. Из-за смешения продуктов в камере сгорания и нагретого воздуха газ не остается постоянным.В этом типе нагревательная камера нагревает сжатый воздух, который сначала сжимается перед нагревом. Когда внешний источник нагревает воздух, газ остается постоянным.
Количество газа, вышедшего из турбины, выбрасывается в атмосферу.Количество газа, выходящего из газовой турбины, может пройти в охлаждающую камеру.
Замена рабочей жидкости продолжаетсяЦиркуляция рабочей жидкости продолжается.
Рабочая жидкость - воздухДля улучшения термодинамических свойств в качестве рабочего тела используется гелий.
Загрязнение воздуха в камере сгорания приводит к более раннему износу лопаток турбины.Поскольку при прохождении через камеру нагрева замкнутый газ не загрязняется, износ лопаток турбины не происходит раньше.
В основном используется для движущихся транспортных средствВ основном используется для стационарной установки и морского применения.
Стоимость обслуживания невысокаСтоимость обслуживания высока
Масса установки на кВт меньшеМасса установки на кВт больше.

Преимущества

В преимущества газовой турбины замкнутого цикла находятся

  • Высокая тепловая эффективность при любом пределе температуры и степени сжатия
  • Можно использовать любую рабочую жидкость с низкой калорийностью. Например гелий.
  • Без коррозии.
  • Внутренняя очистка не требуется.
  • Воздухонагреватели могут использоваться для нагрева воды для подачи горячей воды бытового и промышленного назначения.
  • Размер газовой турбины небольшой
  • Повышение давления дает лучший коэффициент теплопередачи в теплообменнике.
  • Потери на трение жидкости меньше.

Недостатки

В недостатки газовой турбины замкнутого цикла находятся

  • Поскольку вся система работает под высоким давлением с рабочей жидкостью (средой), это увеличивает стоимость.
  • Для этого требуется большой воздухонагреватель, и этого недостаточно, когда камера сгорания используется в открытом цикле.
  • Не используется в авиационных двигателях, поскольку в газовых турбинах этого типа используется охлаждающая вода.
  • Сложная система и должна выдерживать высокое давление.

Приложения

В газовые турбины с замкнутым циклом включая следующее.

  • Используется в производстве электроэнергии
  • Используется во многих промышленных приложениях
  • Используется в морской силовой установке, двигательной установке локомотива, автомобильной силовой установке.
  • Используется в авиации для обеспечения мощности реактивного движения.

Таким образом, речь идет о замкнутом цикле газовая турбина - схема , работа, эффективность и различия, преимущества, недостатки и приложения. Вот вам вопрос: «Каковы недостатки газовой турбины открытого цикла? «