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
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
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 продолжается | Циркуляция рабочей жидкости продолжается. |
Рабочая жидкость - воздух | Для 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 средств | В основном используется для стационарной установки и морского применения. |
Стоимость обслуживания невысока | Стоимость обслуживания высока |
Масса установки на кВт меньше | Масса 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? «