Maszynownia z turbozespołem gazowym to jednostka napędowa wykorzystywana najczęściej w elektrowniach gazowych, a także w szeroko pojętym przemyśle petrochemicznym i gazowniczym. Podstawowe turbozespoły gazowe składają się z turbiny gazowej, kompresora, spalarki, generatora oraz innych elementów pomocniczych, takich jak systemy przygotowania powietrza (chłodzenia) i smarowania.

W maszynowniach gazowych stosuje się obieg Braytona‑Joule’a. W tym procesie termodynamicznym energia chemiczna paliwa (gazów spalinowych) przetwarzana jest na energię elektryczną.

Obieg Braytona‑Joule’a składa się zasadniczo z czterech etapów: sprężania, ogrzewania, rozprężania oraz chłodzenia.

Podczas pierwszego etapu powietrze jest sprężane przez kompresor do wysokiego ciśnienia i temperatury, następnie w etapie drugim sprężone powietrze przepływa przez spalarkę, gdzie jest podgrzewane przez spalanie paliwa. Trzeci etap ma miejsce, kiedy gaz rozpręża się w turbinie gazowej, co powoduje obrót wirnika i generowanie energii mechanicznej do napędzania generatora. W czwartym etapie gaz opuszcza turbinę gazową i jest chłodzony przez wymiennik ciepła, a następnie zostaje ponownie sprężony przez kompresor, co zamyka obieg.

Podział etapów:

1‑2 – sprężanie adiabatyczne,
2‑3 – izobaryczne dostarczenie ciepła,
3‑4 – rozprężanie adiabatyczne,
4‑1 – izobaryczne chłodzenie.

Zazwyczaj etap ostatni obiegu, czyli chłodzenie, realizowany jest poprzez wydalenie gorącego czynnika po rozprężeniu w turbinie i zasysanie zimnego powietrza z otoczenia. W celu zwiększenia wydajności obiegu można stosować różne strategie, takie jak stosowanie regeneratorów lub odzyskiwanie ciepła z gazów wylotowych.

Należy pamiętać, że obieg Braytona‑Joule’a może być cyklem otwartym lub zamkniętym.

Czyste i odpowiednio przefiltrowane sprężone powietrze jest niezbędne do prawidłowego działania turbin gazowych. Instalacja przygotowania powietrza składa się zazwyczaj z filtrów powietrza, wymienników ciepła, osuszaczy powietrza oraz kompresorów powietrza.

Filtry powietrza są stosowane do usuwania zanieczyszczeń, takich jak kurz, pyłki, pleśń i bakterie, które mogą uszkodzić turbiny gazowe. Wymienniki ciepła wykorzystywane są do regulacji temperatury powietrza, aby zapewnić odpowiednią temperaturę spalania. Osuszacze powietrza są stosowane do usuwania wilgoci z powietrza, co jest szczególnie ważne w przypadku chłodniejszych warunków otoczenia, gdy wilgoć może skraplać się na elementach turbin gazowych. Kompresory powietrza są używane do zwiększenia ciśnienia powietrza i przepływu powietrza do komory spalania.

Filtracja sprężonego powietrza ma miejsce w filtrach. Filtry przede wszystkim usuwają cząstki stałe dzięki zastosowaniu wkładów filtrujących, które posiadają ściśle określoną dokładność oczyszczania.

Korpus (1) posiada otwór zasilający i otwór wylotowy. Do korpusu wpływa powietrze, które kierowane jest w dół. Tam kierownica (2) rozpręża powietrze wytrącając z niego wodę. Siła odśrodkowa wyrzuca zaś na ściany zbiornika (5) zanieczyszczenia stałe. Zanieczyszczenia te opadają na dno zbiornika przybierając formę kondensatu. Następnie powietrze wędruje do wkładu filtrującego (3), który usuwa drobniejsze zanieczyszczenia. Wkład filtrujący chroniony jest osłoną (4). Z wkładu powietrze kierowane jest do otworu wylotowego. Filtry posiadają specjalne zawory spustu kondensatu (6).

Zbyt niska temperatura powstająca w maszynowni z turbozespołem gazowym może skutkować problemami związanymi z kondensacją wilgoci oraz zamarzaniem poszczególnych elementów układu maszynowni. Żeby zapobiec tym zagrożeniom, najczęściej stosuje się izolację termiczną, a także korzysta z nagrzewnic.

Nagrzewnice stosowane w elektrowniach różnią się w zależności od zastosowania i specyfikacji technicznych. Mogą być używane do ogrzewania powietrza w celu podtrzymywania temperatury w halach maszynowych, w instalacjach wentylacyjnych, w systemach oczyszczania spalin, a także do ogrzewania wody lub oleju w układach chłodzenia czy w systemach przesyłu ciepła i innych aplikacjach.

Turbozespoły spalinowe to urządzenia wykorzystujące energię spalin do generowania energii mechanicznej. Oprócz turbozespołów gazowych wyróżnia się jeszcze kilka podstawowych typów turbozespołów spalinowych.

Turbozespoły parowe (ST) są to turbozespoły spalinowe, które wykorzystują parę wodną zamiast gazu. Składają się z turbiny parowej i zwykle z kotła, który wytwarza parę pod wysokim ciśnieniem. Para wchodzi do turbiny, gdzie napędza wirnik i generuje energię mechaniczną.

Turbozespoły o klasie mocy aerodynamicznej (APU) - są to niewielkie turbozespoły spalinowe, które służą do zasilania pomocniczych urządzeń na pokładach samolotów i innych statków powietrznych.

Turbozespoły wtryskowe są to turbozespoły, które służą do zasilania silników odrzutowych. Składają się z turbiny, sprężarki i wtryskiwacza paliwa. Spaliny z turbiny są kierowane do sprężarki, która spręża powietrze przed wprowadzeniem go do wtryskiwacza paliwa. To generuje dużą ilość energii mechanicznej, która jest wykorzystywana do generowania ciągu silnika odrzutowego.

Turbozespoły przemysłowe (IT) są to turbozespoły spalinowe, które służą do zasilania różnych urządzeń przemysłowych, takich jak pompy, wentylatory i sprężarki.

Wróć do spisu treściD1EFjWdF6Wróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDKe2NeVcXPowrót do materiału głównego