Što je plinska turbina zatvorenog ciklusa i njezin rad

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Usvojena je metoda plinske turbine zatvorenog ciklusa kako bi se prevladale nedostatke plinska turbina otvorenog ciklusa metoda. Korozija i erozija lopatica turbine glavni su nedostatak u otvorenom ciklusu. Ovaj se nedostatak može prevladati korištenjem vrhunske kvalitete radnog medija (zrak ili helij, argon, vodik ili neon) gdje se ne miješa s gorivom u komori za izgaranje. Druga prednost primjene metode zatvorenog ciklusa je što se odbacivanje topline ispušnih plinova odvija u hladnjaku ili pregrijačima ili izmjenjivačima topline. Ovaj članak razmatra pregled ove turbine, njen rad, prednosti i nedostatke.

Što je plinska turbina zatvorenog ciklusa?

Plinska turbina zatvorenog ciklusa može se definirati kao plin turbina , čime se prevladavaju nedostaci plinske turbine otvorenog ciklusa. U ovoj vrsti turbine zrak kontinuirano cirkulira unutar plinske turbine uz pomoć kompresora, toplinske komore, plinske turbine i rashladne komore. Omjer pritisak , temperatura i brzine zraka bit će konstantne kod ove vrste. Izvodi termodinamički ciklus, što znači da radna tekućina neprestano cirkulira i koristi se bez napuštanja sustava.




Plinska turbina zatvorenog ciklusa

Plinska turbina zatvorenog ciklusa

DO dijagram plinske turbine zatvorenog ciklusa je vrlo jednostavan i sadrži komponente poput kompresora, toplinske komore i plinske turbine. Generator, kompresor i rashladna komora pokreću se plinskom turbinom. Dijagram toga prikazan je u nastavku.



  • Plin se komprimira u kompresoru.
  • Komprimirani plin zagrijava se u komori za grijanje.
  • Plinska turbina pomaže u proizvodnji električne energije.
  • Električnu energiju proizvodi generator uz upotrebu plinske turbine
  • Hlađenje plinova koji prelaze iz turbine hladi se u rashladnoj komori.

Učinkovitost

The učinkovitost plinske turbine zatvorenog ciklusa može se objasniti uz pomoć T-S dijagrama kao što je prikazano dolje.

Dijagram T-S

Dijagram T-S

Učinkovitost toga može se dati kao,

n = (dostupna mreža) / ulazna toplina


n = Cp (Wt - Wc) / ulazna toplina

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

Gdje je ‘Wt’ = rad vrši plinska turbina po kg zraka = Cp (T2-T3)

‘Wc’ = kompresor radi po kg zraka = Cp (T1-T4)

Stalni tlak ‘Cp’ uzima se u KJ ili Kg

‘T’ = temperatura

Ulazna toplina = Cp (T3-T2)

Učinkovitost ove turbine veća je od plinske turbine otvorenog ciklusa

Princip rada plinske turbine zatvorenog ciklusa

The princip rada plinske turbine zatvorenog ciklusa temelji se na Braytonovom ciklusu ili Jouleovom ciklusu.
U ovoj vrsti plinske turbine kompresor se koristi za izotropno komprimiranje plina, a rezultirajući komprimirani plin ulijeva se u komoru za grijanje. The rotor tip kompresor je poželjan u ovoj turbini.

Vanjski izvor koristi se za zagrijavanje komprimiranog zraka, a zatim prolazi preko lopatica turbine.
Kad plin prelazi preko lopatica turbine, on se širi i dopušta mu se da pređe u rashladnu komoru i ohladi se. Plin se hladi korištenjem cirkulacije vode pod stalnim tlakom do početne temperature.

  • Ponovno se plin prebacuje u kompresor i postupak se ponavlja.
  • U ovoj turbini isti plin više puta cirkulira.
  • Složenost sustava i troškovi povećali bi se ako radni fluid / medij koji se koristi u turbini nije zrak. To može dovesti do problema i teško ga je riješiti.

Razlika između plinske turbine otvorenog i zatvorenog ciklusa

Izvor topline, vrsta fluida koji se koristi za rad, cirkulirani zrak, kapacitet lopatica turbine, troškovi održavanja i ugradnje itd. Daju razliku između otvorenog ciklusa i zatvorene plinske turbine. Cirkulacija radne tekućine glavna je razlika.

Plinska turbina otvorenog ciklusa

Plinska turbina zatvorenog ciklusa

U ovom tipu komora za izgaranje koristi se za zagrijavanje komprimiranog zraka. Zbog miješanja proizvoda u komori za izgaranje i zagrijanog zraka, plin ne ostaje konstantan.Kod ovog tipa komora za grijanje zagrijava komprimirani zrak, koji se prvo komprimira prije zagrijavanja. Kada vanjski izvor zagrije zrak, tada plin ostaje konstantan.
Količina plina koja je izašla iz turbine iscrpljuje se u atmosferiKoličina plina koja je izašla iz plinske turbine mora proći u rashladnu komoru.
Zamjena radne tekućine se nastavljaCirkulacija radne tekućine se nastavlja.
Radna tekućina je zrakZa bolja termodinamička svojstva helij se koristi kao radna tekućina
Kako se zrak u komori za izgaranje kontaminira, dolazi do ranijeg trošenja lopatica turbineKako nema zagađenja zatvorenog plina tijekom prolaska kroz komoru za grijanje, to rezultira ranijim trošenjem lopatica turbine
Uglavnom se koristi za kretanje vozilaUglavnom se koristi za stacionarnu instalaciju i pomorske primjene.
Troškovi održavanja su niskiTroškovi održavanja su visoki
Instalacijska masa po KW je manjaInstalacijska masa po KW je veća.

Prednosti

The prednosti plinske turbine zatvorenog ciklusa jesu

  • Visoka toplinska učinkovitost pri bilo kojoj temperaturnoj granici i omjeru tlaka
  • Bilo koja vrsta radne tekućine može se koristiti s niskom kalorijskom vrijednosti. Na primjer helij.
  • Nema korozije.
  • Unutarnje čišćenje nije potrebno.
  • Ponovni grijači mogu se koristiti za zagrijavanje vode za opskrbu toplom vodom za kućne i industrijske svrhe.
  • Veličina plinske turbine je mala
  • Povećanje tlaka daje bolji koeficijent prolaska topline u izmjenjivaču
  • Gubitak tekućeg trenja je manji.

Mane

The nedostaci plinske turbine zatvorenog ciklusa jesu

  • Kako cijeli sustav radi pod visokim tlakom s radnom tekućinom (sredinom), to povećava troškove.
  • Potreban je veliki grijač zraka i nije dovoljno kada se komora za izgaranje koristi u otvorenom ciklusu.
  • Ne koristi se u zrakoplovnim motorima jer ova vrsta plinskih turbina koristi rashladnu vodu.
  • Složeni sustav i treba se oduprijeti visokom tlaku.

Prijave

The primjene plinskih turbina zatvorenog ciklusa uključuju sljedeće.

  • Koristi se u proizvodnji električne energije
  • Koristi se u mnogim industrijskim primjenama
  • Koristi se u pomorskom pogonu, lokomotivskom pogonu, automobilskom pogonu
  • Koristi se u zrakoplovstvu za snabdijevanje mlaznog pogona

Dakle, ovdje se radi o zatvorenom ciklusu plinska turbina - dijagram , rad, učinkovitost i razlike, prednosti, nedostaci i primjene. Evo pitanja za vas: „Koji su nedostaci plinske turbine otvorenog ciklusa? “