O que é uma turbina de combustão?
Uma turbina de combustão é uma máquina na qual o ar entra, torna-se comprimido e é misturado com gás ou óleo antes de ser inflamado. O ar é tipicamente aspirado pela frente, enquanto a compressão e a combustão geralmente ocorrem em diferentes seções também. O calor da combustão pode então mover uma turbina que converte a força do gás de alta pressão e movimento rápido em energia. A turbina de combustão é frequentemente usada pelas usinas para gerar eletricidade, bem como nos motores de avião para produzir empuxo.
Também chamado de turbina a gás, o sistema geralmente é um motor de combustão interna no qual os gases são continuamente inflamados, enquanto nos motores automotivos esse processo é tipicamente intermitente. A maior parte da energia da turbina opera o compressor, enquanto apenas parte dela gera eletricidade. Um problema comum com uma turbina de combustão, portanto, é a eficiência energética; a função da unidade é geralmente definida pelo ciclo de Brayton, no qual o ar é comprimido e a pressão aumenta. O ar é aquecido a uma pressão constante até que possa se expandir, durante o qual a pressão e a temperatura diminuem. Uma diminuição no volume de ar normalmente ocorre quando o calor escapa da máquina para a atmosfera.
Às vezes, um regenerador é adicionado a uma turbina de combustão para aquecer o ar liberado pelo escapamento, enquanto um intercooler pode reduzir a temperatura do gás comprimido. Pode minimizar o trabalho necessário ao compressor, aumentando a eficiência da turbina. Nos sistemas em que existem duas turbinas, um reaquecedor é frequentemente usado no fluxo entre as duas. Outra maneira de aumentar a eficiência de uma turbina de combustão pode ser capturar o calor do escapamento, por meio de um queimador de duto, para uso em fornos, sistemas de secagem de materiais e outros processos que fazem uso do excesso de calor.
A eficiência de uma turbina de combustão também pode ser afetada pelo clima, bem como pela altitude. Em locais com amplas flutuações de temperatura entre o verão e o inverno, a eficiência e a capacidade podem variar bastante. Os valores típicos podem ajudar os projetistas a decidir quais tipos de componentes adicionar para fazer a turbina funcionar com a maior eficiência energética.
A maioria dos tipos de turbinas de combustão comercial pode operar de 500 quilowatts a 25 megawatts, dependendo do modelo. Às vezes, as emissões de óxido nítrico e monóxido de carbono são uma preocupação; portanto, a injeção de água e os componentes de Redução Catalítica Seletiva (SCR) podem ser adicionados para reduzir o risco de exposição a esses gases. Um motor de combustão é normalmente confiável e geralmente disponível para empresas de energia e outras instalações que podem fazer uso dessas máquinas.