Qu'est-ce qu'une turbine à combustion?
Une turbine à combustion est une machine dans laquelle de l'air entre, se compresse et se mélange à du gaz ou de l'huile avant de s'enflammer. L'air est généralement aspiré à l'avant, tandis que la compression et la combustion se produisent également dans différentes sections. La chaleur dégagée par la combustion peut alors déplacer une turbine qui convertit la force du gaz haute pression se déplaçant rapidement en énergie. Les centrales électriques utilisent souvent la turbine à combustion pour produire de l'électricité, ainsi que dans les moteurs d'avion pour produire de la poussée.
Également appelé turbine à gaz, le système est généralement un moteur à combustion interne dans lequel les gaz sont allumés en continu, alors que dans les moteurs automobiles, ce processus est généralement intermittent. La majeure partie de l'énergie de la turbine fait fonctionner le compresseur, tandis qu'une partie seulement de celle-ci génère de l'électricité. Un problème commun avec une turbine à combustion, par conséquent, est l'efficacité énergétique; la fonction de l'unité est généralement définie par le cycle de Brayton, dans lequel l'air est comprimé et la pression augmente. L'air est chauffé à une pression constante jusqu'à ce qu'il puisse se dilater, période pendant laquelle la pression et la température diminuent. Une diminution du volume d'air se produit généralement lorsque la chaleur s'échappe de la machine dans l'atmosphère.
Parfois, un régénérateur est ajouté à une turbine à combustion pour chauffer l'air libéré par les gaz d'échappement, tandis qu'un refroidisseur intermédiaire peut réduire la température du gaz comprimé. Cela peut minimiser le travail requis par le compresseur, augmentant ainsi l'efficacité de la turbine. Dans les systèmes où il y a deux turbines, un réchauffeur est souvent utilisé entre deux. Un autre moyen d’augmenter l’efficacité d’une turbine à combustion peut consister à capter la chaleur des gaz d’échappement, au moyen d’un brûleur à conduit, pour l’utiliser dans les fours, les systèmes de séchage de matériaux et d’autres procédés qui utilisent l’excès de chaleur.
L'efficacité d'une turbine à combustion peut également être affectée par le climat et l'altitude. Dans les endroits où la température fluctue beaucoup entre été et hiver, l'efficacité et la capacité peuvent varier considérablement. Les valeurs typiques peuvent aider les concepteurs à choisir les types de composants à ajouter pour que la turbine fonctionne avec le meilleur rendement énergétique.
La plupart des types de turbines à combustion commerciales peuvent fonctionner entre 500 kilowatts et 25 mégawatts, selon le modèle. Les émissions d'oxyde nitrique et de monoxyde de carbone sont parfois une source de préoccupation. L'injection d'eau ainsi que des composants de réduction catalytique sélective (SCR) peuvent être ajoutés pour réduire le risque d'exposition à ces gaz. Un moteur à combustion est généralement fiable et communément disponible pour les sociétés d’électricité et autres installations pouvant utiliser de telles machines.