Co to jest turbina spalinowa?
Turbina spalinowa jest maszyną, w której powietrze wchodzi, sprężane i mieszane z gazem lub olejem przed zapaleniem. Powietrze jest zwykle zasysane z przodu, podczas gdy sprężanie i spalanie zwykle występują również w różnych sekcjach. Ciepło ze spalania może następnie przenieść turbinę, która przekształca siłę szybko poruszającego się gazu pod wysokim ciśnieniem w energię. Turbina spalinowa jest często wykorzystywana przez elektrownie do wytwarzania prądu, a także w silnikach lotniczych do wytwarzania ciągu.
Układ ten, zwany także turbiną gazową, jest zasadniczo silnikiem spalinowym, w którym gazy są zapalane w sposób ciągły, podczas gdy w silnikach samochodowych proces ten jest zazwyczaj przerywany. Większość mocy turbiny napędza sprężarkę, a tylko jej część wytwarza prąd. Dlatego powszechnym problemem z turbiną spalinową jest efektywność energetyczna; funkcja jednostki jest zwykle definiowana przez cykl Braytona, w którym powietrze jest sprężane, a ciśnienie wzrasta. Powietrze ogrzewa się pod stałym ciśnieniem, aż będzie mogło się rozszerzyć, podczas którego ciśnienie i temperatura spadną. Zmniejszenie objętości powietrza zwykle występuje, gdy ciepło ucieka z urządzenia do atmosfery.
Czasami do turbiny spalinowej dodaje się regenerator w celu podgrzania powietrza uwalnianego przez spaliny, podczas gdy chłodnica międzystopniowa może obniżyć temperaturę sprężonego gazu. Może zminimalizować pracę wymaganą przez sprężarkę, zwiększając wydajność turbiny. W systemach, w których występują dwie turbiny, często stosuje się podgrzewacz na przepływie między nimi. Innym sposobem na zwiększenie wydajności turbiny spalinowej może być wychwytywanie ciepła ze spalin za pomocą palnika kanałowego do stosowania w piecach, systemach suszenia materiałów i innych procesach wykorzystujących nadmiar ciepła.
Na wydajność turbiny spalinowej może również wpływać klimat, a także wysokość. W miejscach o dużych wahaniach temperatury między latem a zimą wydajność i pojemność mogą się znacznie różnić. Typowe wartości mogą pomóc projektantom zdecydować, jakie typy komponentów dodać, aby turbina pracowała z największą efektywnością energetyczną.
Większość rodzajów komercyjnych turbin spalinowych może pracować w dowolnym miejscu od 500 kilowatów do 25 megawatów, w zależności od modelu. Emisje tlenku azotu i tlenku węgla są czasem problemem, dlatego można wprowadzić wtrysk wody, a także składniki selektywnej redukcji katalitycznej (SCR), aby zmniejszyć ryzyko narażenia na takie gazy. Silnik spalinowy jest zwykle niezawodny i powszechnie dostępny dla firm energetycznych i innych obiektów, które mogą korzystać z takich maszyn.