Na prekonanie nevýhod metódy s plynovou turbínou s uzavretým cyklom je prijatá plynová turbína s otvoreným cyklom metóda. Korózia a erózia lopatiek turbíny je hlavnou nevýhodou otvoreného cyklu. Túto nevýhodu možno prekonať použitím vynikajúcej kvality pracovného média (vzduch alebo hélium, argón, vodík alebo neón), pri ktorom sa nemieša s palivom v spaľovacej komore. Ďalšou výhodou použitia metódy s uzavretým cyklom je, že odvádzanie tepla výfukových plynov sa uskutočňuje v chladiči alebo ohrievačoch alebo výmenníkoch tepla. Tento článok pojednáva o prehľade tejto turbíny, jej funkcii, výhodách a nevýhodách.

“Schéma vinutia kotvy jednosmerného motora ”

Čo je to plynová turbína s uzavretým cyklom?

Plynovú turbínu s uzavretým cyklom možno definovať ako plyn turbína , ktorý prekonáva nevýhody plynovej turbíny s otvoreným cyklom. V tomto type turbíny vzduch kontinuálne cirkuluje v plynovej turbíne pomocou kompresora, tepelnej komory, plynovej turbíny a chladiacej komory. Pomery tlak , teplota a rýchlosti vzduchu budú u tohto typu konštantné. Vykonáva termodynamický cyklus, čo znamená, že pracovná tekutina cirkuluje a neustále sa používa bez toho, aby opustila systém.

Plynová turbína s uzavretým cyklom

TO diagram plynovej turbíny s uzavretým cyklom je veľmi jednoduchý a obsahuje komponenty ako kompresor, tepelná komora a plynová turbína. Generátor, kompresor a chladiaca komora sú poháňané plynovou turbínou. Schéma tohto je uvedená nižšie.

Plyn je stlačený v kompresore.
Stlačený plyn sa ohrieva vo vykurovacej komore.
Plynová turbína pomáha vyrábať elektrinu.
Elektrinu vyrába generátor s použitím plynovej turbíny
Chladenie plynov prechádzajúcich z turbíny sa ochladzuje v chladiacej komore.

Účinnosť

The účinnosť plynovej turbíny s uzavretým cyklom možno vysvetliť pomocou diagramu T-S, ako je znázornené nižšie.

Schéma T-S

Účinnosť tohto riešenia možno uviesť ako

n = (dostupná sieť) / vstupné teplo

n = Cp (Wt - Wc) / vstupné teplo

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

Kde „Wt“ = práca sa vykonáva pomocou plynovej turbíny na kg vzduchu = Cp (T2-T3)

„Wc“ = práca sa vykonáva pomocou kompresora na kg vzduchu = Cp (T1-T4)

Konštantný tlak „Cp“ sa meria v KJ alebo Kg

„T“ = teplota

Vstupné teplo = Cp (T3-T2)

Účinnosť tejto turbíny je vyššia ako u plynovej turbíny s otvoreným cyklom

Princíp práce s plynovou turbínou s uzavretým cyklom

The princíp fungovania plynovej turbíny s uzavretým cyklom je založený na Braytonovom cykle alebo Jouleovom cykle.
V tomto type plynovej turbíny sa kompresor používa na izotropné stlačenie plynu a výsledný stlačený plyn prúdi do vykurovacej komory. The rotor V tejto turbíne sa uprednostňuje kompresor typu.

Na ohrev stlačeného vzduchu sa používa externý zdroj, ktorý sa potom vedie cez lopatky turbíny.
Keď plyn prúdi cez lopatky turbíny, expanduje sa a nechá sa prejsť do chladiacej komory a ochladí sa. Plyn sa ochladzuje cirkuláciou vody pri konštantnom tlaku na pôvodnú teplotu.

Plyn opäť prechádza do kompresora a proces sa opakuje.
V tejto turbíne cirkuluje opakovane ten istý plyn.
Zložitosť systému a náklady by sa zvýšili, ak by pracovná kvapalina / médium použité v turbíne boli iné ako vzduch. To môže viesť k problémom a je ťažké ich vyriešiť.

Rozdiel medzi plynovou turbínou s otvoreným a uzavretým cyklom

Zdroj tepla, typ kvapaliny používanej na prácu, cirkulujúci vzduch, kapacita lopatiek turbíny, náklady na údržbu a inštaláciu atď. Poskytujú rozdiel medzi otvoreným cyklom a uzavretou plynovou turbínou. Cirkulácia pracovnej tekutiny je hlavným rozdielom.

Plynová turbína s otvoreným cyklom	Plynová turbína s uzavretým cyklom
V tomto type sa spaľovacia komora používa na ohrev stlačeného vzduchu. Vďaka zmiešaniu produktov v spaľovacej komore a ohriatom vzduchu nezostáva plyn konštantný.	V tomto type ohrievacia komora ohrieva stlačený vzduch, ktorý je stlačený najskôr pred zahriatím. Keď externý zdroj ohrieva vzduch, potom plyn zostáva konštantný.
Množstvo plynu, ktoré vychádzalo z turbíny, je vyčerpané v atmosfére	Množstvo plynu vychádzajúce z plynovej turbíny sa nechá prechádzať do chladiacej komory.
Výmena pracovnej kvapaliny pokračuje	Cirkulácia pracovnej tekutiny pokračuje.
Pracovnou tekutinou je vzduch	Pre lepšie termodynamické vlastnosti sa ako pracovná tekutina používa hélium
Pri znečistení vzduchu v spaľovacej komore dochádza k skoršiemu opotrebovaniu lopatiek turbíny	Pretože pri prechode vykurovacou komorou nedochádza ku kontaminácii uzavretého plynu, nedochádza k skoršiemu opotrebovaniu lopatiek turbíny.
Používa sa hlavne na pohyb vozidiel	Používa sa hlavne na stacionárne inštalácie a námorné aplikácie.
Náklady na údržbu sú nízke	Náklady na údržbu sú vysoké
Inštalačná hmotnosť na KW je menšia	Inštalačná hmotnosť na KW je viac.

Výhody

The výhody plynovej turbíny s uzavretým cyklom sú

Vysoká tepelná účinnosť pri akomkoľvek teplotnom limite a tlakovom pomere
Môže sa použiť akýkoľvek typ pracovnej tekutiny s nízkou kalorickou hodnotou. Napríklad hélium.
Žiadna korózia.
Vnútorné čistenie nie je potrebné.
Prihrievače sa môžu používať na ohrev vody na dodávku teplej vody pre domáce a priemyselné účely.
Veľkosť plynovej turbíny je malá
Zvýšenie tlaku vedie k lepšiemu koeficientu prestupu tepla vo výmenníku
Strata trením kvapaliny je menšia.

Nevýhody

The nevýhody plynovej turbíny s uzavretým cyklom sú

“3 typy energetických transformátorov ”

Pretože celý systém pracuje pod vysokým tlakom s pracovnou tekutinou (stredným), zvyšuje sa cena.
Vyžaduje veľký ohrievač vzduchu a to nestačí, keď sa spaľovacia komora používa v otvorenom cykle.
Nepoužíva sa v leteckých motoroch, pretože tento typ plynovej turbíny využíva chladiacu vodu.
Komplexný systém a mal by odolávať pri vysokom tlaku.

Aplikácie

The aplikácie plynových turbín s uzavretým cyklom zahrňte nasledujúce.

Používa sa pri výrobe elektrickej energie
Používa sa v mnohých priemyselných aplikáciách
Používa sa na lodný pohon, lokomotívny pohon, automobilový pohon
Používa sa v letectve na napájanie prúdového pohonu

Toto je teda všetko o uzavretom cykle plynová turbína - schéma , práca, efektívnosť a rozdiely, výhody, nevýhody a aplikácie. Je tu pre vás otázka: „Aké sú nevýhody plynovej turbíny s otvoreným cyklom? „