การอนุมัติประสิทธิภาพของกังหันก๊าซหมายความว่าอย่างไร 40. หลักการทำงานของหน่วยกังหันก๊าซ (GTU)
หน่วยกังหันก๊าซ (GTU) สมัยใหม่แบบดั้งเดิมเป็นการผสมผสานระหว่างเครื่องอัดอากาศ ห้องเผาไหม้ และกังหันก๊าซ รวมถึงระบบเสริมที่ช่วยให้มั่นใจในการทำงาน การรวมกันของหน่วยกังหันก๊าซและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่าหน่วยกังหันก๊าซ
จำเป็นต้องเน้นความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่าง GTU และ PTU PTU ไม่รวมหม้อไอน้ำ แม่นยำยิ่งขึ้น หม้อไอน้ำถือเป็นแหล่งความร้อนแยกต่างหาก ด้วยการพิจารณานี้ หม้อไอน้ำจึงเป็น "กล่องดำ": น้ำป้อนเข้ามาด้วยอุณหภูมิ $t_(p.v)$ และไอน้ำออกด้วยพารามิเตอร์ $р_0$, $t_0$ โรงงานกังหันไอน้ำไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีหม้อไอน้ำซึ่งเป็นวัตถุทางกายภาพ ในหน่วยกังหันก๊าซ ห้องเผาไหม้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ในแง่นี้ GTU เป็นแบบพึ่งตนเองได้
โรงงานกังหันก๊าซมีความหลากหลายอย่างมาก และอาจมีความหลากหลายมากกว่าโรงงานกังหันไอน้ำด้วยซ้ำ ด้านล่างนี้เราจะพิจารณาโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซแบบเรียบง่ายที่มีแนวโน้มและใช้มากที่สุดในภาคพลังงาน
แผนภาพหน่วยกังหันก๊าซดังกล่าวแสดงในรูป อากาศจากชั้นบรรยากาศจะเข้าสู่ทางเข้าของเครื่องอัดอากาศ ซึ่งเป็นเทอร์โบแมชชีนแบบหมุนที่มีเส้นทางการไหลประกอบด้วยตะแกรงหมุนและตะแกรงที่อยู่นิ่ง อัตราส่วนความดันปลายน้ำของคอมเพรสเซอร์ พีบีถึงความกดดันที่อยู่ตรงหน้าเขา พีเอเรียกว่าอัตราส่วนกำลังอัดของเครื่องอัดอากาศ และมักจะแสดงเป็น pk (pk = พีบี/พีเอ). โรเตอร์คอมเพรสเซอร์ขับเคลื่อนด้วยกังหันแก๊ส กระแสลมอัดจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้หนึ่งหรือสองห้องขึ้นไป ในกรณีส่วนใหญ่ การไหลของอากาศที่มาจากคอมเพรสเซอร์จะแบ่งออกเป็นสองกระแส การไหลครั้งแรกจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์หัวเผาซึ่งมีการจ่ายเชื้อเพลิง (ก๊าซหรือเชื้อเพลิงเหลว) ด้วย เมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้จะเกิดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่อุณหภูมิสูง อากาศที่ค่อนข้างเย็นจากกระแสที่สองจะถูกผสมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ก๊าซ (โดยปกติเรียกว่าก๊าซใช้งาน) โดยมีอุณหภูมิที่ยอมรับได้สำหรับชิ้นส่วนกังหันก๊าซ
ก๊าซทำงานที่มีแรงดัน อาร์เอส (อาร์เอส < พีบีเนื่องจากความต้านทานไฮดรอลิกของห้องเผาไหม้) ถูกป้อนเข้าไปในส่วนการไหลของกังหันแก๊สซึ่งหลักการทำงานไม่แตกต่างจากหลักการทำงานของกังหันไอน้ำ (ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือกังหันแก๊สทำงาน ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงและไม่ใช้ไอน้ำ) ในกังหันก๊าซ ก๊าซที่ใช้งานจะขยายตัวจนเกือบเป็นความดันบรรยากาศ พีดีป้อนตัวกระจายเอาต์พุต 14 จากนั้น - เข้าโดยตรง ปล่องไฟหรือก่อนหน้านี้จะเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียของโรงงานกังหันก๊าซ
เนื่องจากการขยายตัวของก๊าซในกังหันก๊าซ กังหันก๊าซจึงผลิตพลังงาน ส่วนที่สำคัญมาก (ประมาณครึ่งหนึ่ง) ใช้ในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์และส่วนที่เหลือใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นี่คือกำลังที่มีประโยชน์ของหน่วยกังหันก๊าซซึ่งจะถูกระบุเมื่อมีการติดฉลาก
หากต้องการพรรณนาวงจรกังหันก๊าซ ให้ใช้ สัญลักษณ์คล้ายกับที่ใช้สำหรับโรงเรียนอาชีวศึกษา
กังหันก๊าซไม่สามารถเรียบง่ายไปกว่านี้ได้ เนื่องจากมีส่วนประกอบขั้นต่ำที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการบีบอัด การทำความร้อน และการขยายตัวของของไหลทำงานเป็นลำดับ: คอมเพรสเซอร์หนึ่งตัว ห้องเผาไหม้หนึ่งห้องหรือมากกว่านั้นทำงานภายใต้สภาวะเดียวกัน และกังหันก๊าซหนึ่งตัว นอกจากโรงงานกังหันก๊าซแบบธรรมดาแล้ว ยังมีโรงงานผลิตกังหันก๊าซแบบซับซ้อนอีกด้วย ซึ่งสามารถบรรจุคอมเพรสเซอร์ กังหัน และห้องเผาไหม้ได้หลายเครื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกังหันก๊าซประเภทนี้ ได้แก่ GT-100-750 ที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตในยุค 70
มันทำจากสองเพลา คอมเพรสเซอร์แรงดันสูงตั้งอยู่บนเพลาเดียว เควีดีและกังหันแรงดันสูงที่ขับเคลื่อนอยู่ โรงละครแห่งการดำเนินงาน; เพลานี้มีความเร็วในการหมุนแปรผัน กังหันแรงดันต่ำจะอยู่บนเพลาที่สอง ทีเอ็นดี,ขับคอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำ เคเอ็นดีและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่น; ดังนั้นเพลานี้จึงมีความเร็วการหมุนคงที่ 50 วินาที -1 อากาศในปริมาณ 447 กิโลกรัม/วินาที มาจากชั้นบรรยากาศเข้าสู่ เคเอ็นดีและถูกอัดเข้าไปด้วยแรงดันประมาณ 430 kPa (4.3 at) แล้วป้อนเข้าเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศ ในโดยจะระบายความร้อนด้วยน้ำตั้งแต่ 176 ถึง 35 °C ซึ่งจะช่วยลดงานที่ต้องทำในการอัดอากาศในคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง เควีดี(อัตราส่วนกำลังอัด p k = 6.3) จากนั้นอากาศจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้แรงดันสูง KSWDและผลิตภัณฑ์เผาไหม้ที่มีอุณหภูมิ 750 °C จะถูกส่งไปที่ โรงละครแห่งการดำเนินงาน. จาก โรงละครแห่งการดำเนินงานก๊าซที่มีออกซิเจนจำนวนมากจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้แรงดันต่ำ KSNDซึ่งมีการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมแล้วจึงเข้าสู่ ทีเอ็นดี. ก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ 390 °C จะไหลออกสู่ปล่องไฟหรือเข้าไปในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อใช้ความร้อนของก๊าซไอเสีย
กังหันก๊าซไม่ประหยัดมากนักเนื่องจากก๊าซไอเสียมีอุณหภูมิสูง การเพิ่มความซับซ้อนของโครงการทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องใช้เงินลงทุนเพิ่มขึ้นและการดำเนินงานที่ซับซ้อน
ภาพประกอบนี้แสดงอุปกรณ์ของหน่วยกังหันก๊าซ Siemens V94.3 อากาศในบรรยากาศจากอุปกรณ์ฟอกอากาศแบบรวม (ACP) เข้าสู่เหมือง 4 และจากนั้น - ไปยังส่วนการไหล 16 เครื่องอัดอากาศ คอมเพรสเซอร์จะอัดอากาศ อัตราส่วนการอัดในคอมเพรสเซอร์ทั่วไปคือ pc = 13-17 ดังนั้นความดันในหน่วยกังหันก๊าซจึงไม่เกิน 1.3-1.7 MPa (13-17 at) นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างกังหันแก๊สและกังหันไอน้ำซึ่งมีแรงดันไอน้ำมากกว่าแรงดันแก๊สในกังหันแก๊สถึง 10-15 เท่า ความดันต่ำ สภาพแวดล้อมการทำงานกำหนดความหนาเล็กน้อยของผนังของตัวเรือนและความง่ายในการให้ความร้อน นี่คือสิ่งที่ทำให้กังหันแก๊สมีความคล่องตัวมากเช่น สามารถสตาร์ทและหยุดได้อย่างรวดเร็ว หากใช้เวลาตั้งแต่ 1 ชั่วโมงถึงหลายชั่วโมงในการสตาร์ทกังหันไอน้ำทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานะอุณหภูมิเริ่มต้นหน่วยกังหันก๊าซจะสามารถทำงานได้ภายใน 10-15 นาที
เมื่อบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ อากาศจะร้อนขึ้น ความร้อนนี้สามารถประมาณได้โดยใช้ความสัมพันธ์โดยประมาณอย่างง่าย:
$$T_a/T_b = \pi_к^(0.25)$$
ซึ่งใน ทีบีและ ที เอ- อุณหภูมิอากาศสัมบูรณ์ด้านหลังและด้านหน้าคอมเพรสเซอร์ ตัวอย่างเช่น หาก ที เอ= 300 K เช่น อุณหภูมิอากาศโดยรอบคือ 27 °C และ p k = 16 จากนั้น ทีบี= 600 K ดังนั้น อากาศจึงได้รับความร้อนด้วย
$$\เดลต้า เสื้อ = (600-273)-(300-273) = 300°C$$
ดังนั้นอุณหภูมิอากาศด้านหลังคอมเพรสเซอร์จะอยู่ที่ 300-350 °C อากาศระหว่างผนังของท่อเปลวไฟและตัวห้องเผาไหม้จะเคลื่อนไปยังอุปกรณ์หัวเผาซึ่งจ่ายก๊าซเชื้อเพลิง เนื่องจากน้ำมันเชื้อเพลิงจะต้องเข้าห้องเผาไหม้ซึ่งมีความดันอยู่ที่ 1.3-1.7 MPa แรงดันแก๊สจึงต้องสูง เพื่อให้สามารถควบคุมการไหลเข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้ ต้องใช้แรงดันแก๊สให้สูงเป็นสองเท่าของแรงดันในห้องเผาไหม้ หากมีแรงกดดันดังกล่าวในท่อส่งก๊าซ ก๊าซจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้โดยตรงจากจุดจ่ายก๊าซ (GDP) หากแรงดันแก๊สไม่เพียงพอ ให้ติดตั้งเครื่องอัดแก๊สบูสเตอร์ระหว่างชุดไฮดรอลิกพร่าพรายและห้อง
ปริมาณการใช้ก๊าซเชื้อเพลิงเป็นเพียงประมาณ 1-1.5% ของปริมาณการใช้อากาศที่มาจากคอมเพรสเซอร์ ดังนั้น การสร้างคอมเพรสเซอร์เพิ่มแรงดันแก๊สที่ประหยัดอย่างมากจึงทำให้เกิดปัญหาทางเทคนิคบางประการ
ภายในท่อไฟ 10 ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง หลังจากผสมอากาศทุติยภูมิที่ทางออกจากห้องเผาไหม้ อุณหภูมิจะลดลงบ้าง แต่ก็ยังสูงถึง 1350-1400 °C ในกังหันก๊าซสมัยใหม่ทั่วไป
จากห้องเผาไหม้ ก๊าซร้อนจะเข้าสู่ส่วนการไหล 7 กังหันก๊าซ ในนั้นก๊าซจะขยายตัวจนเกือบเป็นความดันบรรยากาศเนื่องจากพื้นที่ด้านหลังกังหันแก๊สสื่อสารกับปล่องไฟหรือกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งมีความต้านทานไฮดรอลิกต่ำ
เมื่อก๊าซขยายตัวในกังหันก๊าซ พลังงานจะถูกสร้างขึ้นบนเพลาของมัน พลังงานนี้ถูกใช้บางส่วนเพื่อขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศ และส่วนเกินจะใช้ในการขับเคลื่อนโรเตอร์ 1 เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หนึ่งใน คุณสมบัติลักษณะระบบกังหันแก๊สประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าคอมเพรสเซอร์ต้องใช้กำลังประมาณครึ่งหนึ่งของกำลังที่พัฒนาโดยกังหันแก๊ส ตัวอย่างเช่นในหน่วยกังหันก๊าซที่มีกำลังการผลิต 180 เมกะวัตต์ที่ถูกสร้างขึ้นในรัสเซีย (นี่คือพลังงานที่มีประโยชน์) กำลังคอมเพรสเซอร์คือ 196 เมกะวัตต์ นี่คือหนึ่งใน ความแตกต่างพื้นฐาน GTU จาก PTU: ประการหลัง กำลังที่ใช้อัดน้ำป้อนแม้จะมีแรงดัน 23.5 MPa (240 atm) เป็นเพียงเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของกำลังของกังหันไอน้ำ เนื่องจากน้ำเป็นของเหลวที่อัดได้ไม่ดี และอากาศต้องใช้พลังงานมากในการอัด
ในการประมาณค่าเบื้องต้นที่ค่อนข้างคร่าวๆ สามารถประมาณอุณหภูมิของก๊าซที่อยู่ด้านหลังกังหันได้โดยใช้ความสัมพันธ์ง่ายๆ คล้ายกับ:
$$T_c/T_d = \pi_к^(0.25).$$
ดังนั้น ถ้า $\pi_к = 16$ และอุณหภูมิหน้ากังหัน ทีส= 1400 °C = 1673 K ดังนั้นอุณหภูมิด้านหลังจะอยู่ที่ประมาณ K:
$$T_d=T_c/\pi_к^(0.25) = 1673/16^(0.25) = 836.$$
ดังนั้นอุณหภูมิของก๊าซที่อยู่ด้านหลังโรงงานกังหันก๊าซจึงค่อนข้างสูงและความร้อนจำนวนมากที่ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะเข้าสู่ปล่องไฟอย่างแท้จริง ดังนั้น เมื่อกังหันก๊าซทำงานโดยอัตโนมัติ ประสิทธิภาพจะต่ำ: สำหรับกังหันก๊าซทั่วไปจะอยู่ที่ 35-36% เช่น น้อยกว่าประสิทธิภาพของ PTU อย่างมาก อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงเมื่อมีการติดตั้งตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (เครื่องทำความร้อนเครือข่ายหรือหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งสำหรับวงจรรวม) ที่ "ส่วนท้าย" ของหน่วยกังหันก๊าซ
มีการติดตั้งตัวกระจายอยู่ด้านหลังกังหันแก๊สซึ่งเป็นช่องทางที่ขยายตัวได้อย่างราบรื่นในระหว่างที่ความดันก๊าซความเร็วสูงถูกแปลงเป็นความดันบางส่วน ทำให้มีแรงดันด้านหลังกังหันก๊าซที่น้อยกว่าบรรยากาศได้ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของก๊าซในกังหัน 1 กิโลกรัม ดังนั้นจึงเพิ่มกำลังของมัน
อุปกรณ์อัดอากาศ ตามที่ระบุไว้แล้ว เครื่องอัดอากาศเป็นเครื่องเทอร์โบที่เพลาซึ่งจ่ายพลังงานจากกังหันแก๊ส กำลังนี้จะถูกถ่ายโอนไปยังอากาศที่ไหลผ่านเส้นทางการไหลของคอมเพรสเซอร์ ส่งผลให้แรงดันอากาศเพิ่มขึ้นจนถึงความดันในห้องเผาไหม้
รูปภาพแสดงโรเตอร์กังหันก๊าซที่วางอยู่ในแบริ่งรองรับ ส่วนประกอบโรเตอร์ของคอมเพรสเซอร์และสเตเตอร์จะมองเห็นได้ชัดเจนในเบื้องหน้า
จากเหมือง 4 อากาศเข้าสู่ช่องที่เกิดจากใบพัดหมุน 2 ใบพัดนำทางอินพุตแบบไม่หมุน (VNA) ภารกิจหลักของ VNA คือการให้การเคลื่อนที่แบบหมุนแก่กระแสที่เคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวแกน (หรือแนวรัศมี-แกน) ช่อง VNA ไม่ได้แตกต่างโดยพื้นฐานจากช่องหัวฉีดของกังหันไอน้ำ: ช่องเหล่านี้สร้างความสับสน (เรียว) และการไหลในช่องเหล่านั้นจะเร่งความเร็วขึ้น โดยได้รับองค์ประกอบความเร็วเส้นรอบวงไปพร้อม ๆ กัน
ในกังหันก๊าซสมัยใหม่ ใบพัดนำอินพุตเป็นแบบหมุน ความจำเป็นในการใช้ VNA แบบหมุนมีสาเหตุมาจากความปรารถนาที่จะป้องกันไม่ให้ประสิทธิภาพลดลงเมื่อภาระในโรงงานกังหันก๊าซลดลง ประเด็นก็คือเพลาของคอมเพรสเซอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความถี่ในการหมุนเท่ากันเท่ากับความถี่เครือข่าย ดังนั้น หากคุณไม่ใช้ VNA ปริมาณอากาศที่คอมเพรสเซอร์จ่ายไปยังห้องเผาไหม้จะคงที่และไม่ขึ้นอยู่กับภาระของกังหัน และกำลังของกังหันก๊าซสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนการไหลของเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้เท่านั้น ดังนั้นด้วยการใช้เชื้อเพลิงที่ลดลงและปริมาณอากาศที่จ่ายโดยคอมเพรสเซอร์คงที่อุณหภูมิของก๊าซที่ใช้งานจึงลดลงทั้งด้านหน้ากังหันแก๊สและด้านหลัง สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงอย่างมากในประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซ การหมุนของใบมีดเมื่อภาระรอบแกนลดลง 1 25 - 30° ช่วยให้คุณจำกัดส่วนการไหลของช่อง VNA และลดการไหลของอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ โดยรักษาอัตราส่วนคงที่ระหว่างอากาศและการไหลของเชื้อเพลิง การติดตั้งใบพัดทางเข้าทำให้สามารถรักษาอุณหภูมิของก๊าซด้านหน้าและด้านหลังกังหันก๊าซให้คงที่ในช่วงกำลังประมาณ 100-80%
รูปนี้แสดงการขับเคลื่อนของเบลด VNA คันโยกแบบหมุนติดอยู่กับแกนของใบมีดแต่ละใบ 2 ซึ่งผ่านคันโยก 4 เชื่อมต่อกับวงแหวนหมุน 1 . หากจำเป็นต้องเปลี่ยนการไหลของอากาศให้ทำวงแหวน 1 หมุนโดยใช้แท่งและมอเตอร์ไฟฟ้าพร้อมกระปุกเกียร์ ในกรณีนี้คันโยกทั้งหมดจะหมุนพร้อมกัน 2 และใบมีด VNA ตามลำดับ 5 .
อากาศที่หมุนวนด้วยความช่วยเหลือของ VHA จะเข้าสู่ขั้นตอนที่ 1 ของเครื่องอัดอากาศซึ่งประกอบด้วยตะแกรงสองอัน: หมุนและหยุดนิ่ง กระจังหน้าทั้งสองต่างจากกระจังหน้ากังหันตรงที่มีช่องขยาย (ดิฟฟิวเซอร์) เช่น พื้นที่สำหรับระบายอากาศที่ทางเข้า เอฟ 1 น้อยกว่า เอฟ 2 บนเอาต์พุต
เมื่ออากาศเคลื่อนที่ในช่องดังกล่าว ความเร็วจะลดลง ( ว 2 < ว 1) และความดันเพิ่มขึ้น ( ร 2 > ร 1). น่าเสียดายที่การทำให้กระจังหน้ากระจายแสงนั้นประหยัดเช่น เพื่อให้มีอัตราการไหล ว 1 จะถูกแปลงเป็นความดันในระดับสูงสุด และไม่เป็นความร้อน เป็นไปได้ด้วยการบีบอัดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ร 2 /ร 1 (ปกติคือ 1.2 - 1.3) ซึ่งนำไปสู่ขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์จำนวนมาก (14 - 16 โดยมีอัตราส่วนการบีบอัดของคอมเพรสเซอร์ p k = 13 - 16)
รูปนี้แสดงการไหลของอากาศในขั้นตอนคอมเพรสเซอร์ อากาศจะออกจากอุปกรณ์หัวฉีดแบบหมุนทางเข้า (คงที่) ด้วยความเร็ว ค 1 (ดูสามเหลี่ยมด้านบนของความเร็ว) โดยมีการบิดเส้นรอบวงที่จำเป็น (a 1< 90°). Если расположенная за ВНА вращающаяся (рабочая) решетка имеет скорость ยู 1 แล้วความเร็วสัมพัทธ์ของการเข้าสู่มัน ว 1 จะเท่ากับผลต่างเวกเตอร์ ค 1 และ ยู 1 และผลต่างนี้จะมากกว่า ค 1 กล่าวคือ ว 1 > ค 1. เมื่อเคลื่อนที่ในช่องความเร็วลมจะลดลงตามค่า ว 2 และออกมาที่มุม b2 ซึ่งพิจารณาจากความเอียงของโปรไฟล์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการหมุนและการจ่ายพลังงานให้กับอากาศจากใบพัดทำให้ความเร็วของมัน กับ 2 ในการเคลื่อนที่สัมบูรณ์จะมากกว่า ค 1. มีการติดตั้งใบพัดของกระจังหน้าแบบตายตัวเพื่อให้อากาศที่เข้าไปในช่องปราศจากแรงกระแทก เนื่องจากช่องของขัดแตะนี้กำลังขยายตัว ความเร็วในนั้นจึงลดลงตามค่า ค“1 และความดันเพิ่มขึ้นจาก ร 1 ถึง ร 2. ตารางได้รับการออกแบบเช่นนั้น ค" 1 = ค 1, a " 1 = a 1 ดังนั้นในระยะที่สองและขั้นตอนต่อ ๆ ไป กระบวนการอัดจะดำเนินการในลักษณะเดียวกัน ในเวลาเดียวกันความสูงของตะแกรงจะลดลงตามความหนาแน่นของอากาศที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก การบีบอัด
บางครั้งใบพัดของคอมเพรสเซอร์ในช่วงสองสามขั้นตอนแรกสามารถหมุนได้ในลักษณะเดียวกับใบพัด VNA ทำให้สามารถขยายช่วงกำลังของหน่วยกังหันก๊าซได้ โดยที่อุณหภูมิของก๊าซด้านหน้าและด้านหลังกังหันก๊าซยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ประสิทธิภาพจึงเพิ่มขึ้น การใช้ใบพัดหมุนหลายใบช่วยให้คุณทำงานได้อย่างประหยัดในช่วงกำลัง 100 - 50%
ขั้นตอนสุดท้ายของคอมเพรสเซอร์ได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกับขั้นตอนก่อนหน้า โดยมีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคืองานของใบพัดนำทางสุดท้ายคือ 1 ไม่เพียงแต่จะเพิ่มแรงดันเท่านั้น แต่ยังเพื่อให้แน่ใจว่าช่องระบายอากาศตามแนวแกนอีกด้วย อากาศจะเข้าสู่ช่องระบายอากาศแบบวงแหวน 23 โดยที่ความดันเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุด ด้วยแรงกดดันนี้ อากาศจะเข้าสู่บริเวณการเผาไหม้ 9 .
อากาศถูกนำออกจากตัวเครื่องอัดอากาศเพื่อทำให้ส่วนประกอบกังหันก๊าซเย็นลง เพื่อจุดประสงค์นี้ห้องวงแหวนถูกสร้างขึ้นในร่างกายโดยสื่อสารกับช่องว่างด้านหลังขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง อากาศจะถูกลบออกจากห้องโดยใช้ท่อ
นอกจากนี้ คอมเพรสเซอร์ยังมีวาล์วป้องกันไฟกระชากและท่อบายพาสที่เรียกว่า 6 โดยบายพาสอากาศจากขั้นตอนกลางของคอมเพรสเซอร์ไปยังช่องจ่ายลมของกังหันแก๊สเมื่อสตาร์ทและหยุด สิ่งนี้จะช่วยลดการทำงานของคอมเพรสเซอร์ที่ไม่เสถียรที่อัตราการไหลของอากาศต่ำ (ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการพลุ่งพล่าน) ซึ่งแสดงออกด้วยการสั่นสะเทือนที่รุนแรงของเครื่องจักรทั้งหมด
การสร้างเครื่องอัดอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นเป็นงานที่ซับซ้อนมาก ซึ่งแตกต่างจากกังหันตรงที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการคำนวณและการออกแบบเท่านั้น เนื่องจากกำลังของคอมเพรสเซอร์มีค่าเท่ากับกำลังของหน่วยกังหันก๊าซโดยประมาณ ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ลดลง 1% ส่งผลให้ประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซลดลง 2-2.5% ดังนั้นการสร้างคอมเพรสเซอร์ที่ดีจึงเป็นหนึ่งในนั้น ประเด็นสำคัญการสร้าง GTU โดยทั่วไปแล้ว คอมเพรสเซอร์จะถูกสร้างขึ้นโดยการจำลอง (การปรับขนาด) โดยใช้แบบจำลองคอมเพรสเซอร์ที่สร้างขึ้นจากการพัฒนาการทดลองอันยาวนาน
ห้องเผาไหม้ของโรงงานกังหันก๊าซมีความหลากหลายมาก ภาพด้านบนคือหน่วยกังหันก๊าซที่มีห้องควบคุมระยะไกลสองห้อง รูปภาพนี้แสดงหน่วยกังหันก๊าซประเภท 13E ขนาด 140 MW จาก ABB พร้อมห้องเผาไหม้ระยะไกลหนึ่งห้อง ซึ่งมีการออกแบบคล้ายกับห้องที่แสดงไว้ในภาพ อากาศจากคอมเพรสเซอร์จากวงแหวนกระจายอากาศจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างตัวห้องและท่อเปลวไฟ จากนั้นจึงใช้สำหรับการเผาไหม้ก๊าซและระบายความร้อนให้กับท่อเปลวไฟ
ข้อเสียเปรียบหลักของห้องเผาไหม้ระยะไกลคือขนาดใหญ่ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนจากภาพ กังหันก๊าซตั้งอยู่ทางด้านขวาของห้อง และคอมเพรสเซอร์ตั้งอยู่ทางด้านซ้าย ที่ด้านบนของตัวเครื่อง คุณจะเห็นรูสามรูสำหรับวางวาล์วป้องกันไฟกระชาก จากนั้นจึงมองเห็นชุดขับเคลื่อน VNA โรงงานกังหันก๊าซสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้ห้องเผาไหม้ในตัว: วงแหวนและวงแหวนท่อ
รูปนี้แสดงห้องเผาไหม้รูปวงแหวนแบบรวม พื้นที่การเผาไหม้รูปวงแหวนเกิดขึ้นจากภายใน 17 และกลางแจ้ง 11 ท่อเปลวไฟ ด้านในของท่อบุด้วยเม็ดมีดพิเศษ 13 และ 16 มีแผ่นกั้นความร้อนด้านที่หันเข้าหาเปลวไฟ ด้านตรงข้าม เม็ดมีดจะมีครีบที่ช่วยระบายความร้อนโดยอากาศที่เข้ามาผ่านช่องว่างวงแหวนระหว่างเม็ดมีดภายในท่อเปลวไฟ ดังนั้นอุณหภูมิของท่อเปลวไฟจึงอยู่ที่ 750-800 °C ในบริเวณที่เกิดการเผาไหม้ อุปกรณ์หัวเผาไมโครแฟลร์ด้านหน้าของห้องประกอบด้วยหัวเผาหลายร้อยหัว 10 ซึ่งจ่ายก๊าซจากตัวสะสมสี่ตัว 5 -8 . คุณสามารถเปลี่ยนกำลังของหน่วยกังหันก๊าซได้โดยการปิดตัวสะสมทีละตัว
โครงสร้างของหัวเผาแสดงไว้ในภาพ ก๊าซจะเข้ามาจากท่อร่วมโดยการเจาะเข้าไปในแกน 3 ไปจนถึงช่องด้านในของใบมีด 6 คนหมุนวน ส่วนหลังเป็นใบพัดตรงกลวงที่บังคับอากาศที่มาจากห้องเผาไหม้ให้บิดและหมุนรอบแกนของก้าน กระแสน้ำวนหมุนนี้ได้รับ ก๊าซธรรมชาติจากช่องภายในของใบพัดหมุนวน 6 ผ่านรูเล็กๆ 7 . ในกรณีนี้จะเกิดส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นในรูปของไอพ่นหมุนวนจากโซน 5 . กระแสน้ำวนหมุนเป็นวงแหวนช่วยให้มั่นใจว่าการเผาไหม้ของก๊าซมีความเสถียร
รูปนี้แสดงห้องเผาไหม้แบบวงแหวนท่อของ GTE-180 เข้าไปในช่องว่างรูปวงแหวน 24 ระหว่างทางออกของเครื่องอัดอากาศและทางเข้าของกังหันก๊าซโดยใช้กรวยเจาะรู 3 วางหลอดเปลวไฟจำนวน 12 หลอด 10 . ท่อเปลวไฟประกอบด้วยรูจำนวนมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ซึ่งอยู่ในแถววงแหวนโดยมีระยะห่างระหว่างกัน 6 มม. ระยะห่างระหว่างแถวของรูคือ 23 มม. อากาศ "เย็น" เข้ามาจากภายนอกผ่านรูเหล่านี้ ทำให้ฟิล์มหมุนเวียนเย็นลงและมีอุณหภูมิท่อเปลวไฟไม่สูงกว่า 850 °C บน พื้นผิวด้านในท่อเปลวไฟเคลือบด้วยสารเคลือบกันความร้อนหนา 0.4 มม.
บนจานหน้า 8 ท่อเปลวไฟเป็นอุปกรณ์ติดตั้งหัวเผาซึ่งประกอบด้วยหัวเผานำร่องส่วนกลาง 6 การจุดเชื้อเพลิงเมื่อสตาร์ทเครื่องโดยใช้หัวเทียน 5 และโมดูลหลัก 5 โมดูล ซึ่งหนึ่งในนั้นแสดงไว้ในรูปภาพ โมดูลนี้ช่วยให้คุณเผาไหม้ก๊าซและ น้ำมันดีเซล. ก๊าซผ่านข้อต่อ 1 หลังการกรอง 6 เข้าสู่ท่อร่วมก๊าซเชื้อเพลิงวงแหวน 5 และจากนั้นเข้าไปในโพรงที่มีรูเล็ก ๆ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 มม. ระยะพิทช์ 8 มม.) ผ่านรูเหล่านี้ ก๊าซจะเข้าสู่ช่องว่างวงแหวน ผนังของโมดูลมีร่องสัมผัสหกร่อง 9 ซึ่งปริมาณอากาศหลักที่จ่ายให้กับการเผาไหม้จากเครื่องอัดอากาศจะเข้ามา ในร่องสัมผัสอากาศจะหมุนวนและอยู่ภายในโพรง 8 กระแสน้ำวนหมุนเกิดขึ้นเคลื่อนไปทางทางออกของอุปกรณ์เครื่องเขียน ไปจนถึงบริเวณรอบนอกของกระแสน้ำวนผ่านรูต่างๆ 3 ก๊าซเข้ามาผสมกับอากาศและส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ได้จะออกจากเตาซึ่งจะติดไฟและเผาไหม้ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะเข้าสู่อุปกรณ์หัวฉีดของกังหันก๊าซขั้นที่ 1
กังหันก๊าซเป็นองค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุดของหน่วยกังหันก๊าซซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากปัจจัยส่วนใหญ่ อุณหภูมิสูงก๊าซใช้งานที่ไหลผ่านส่วนที่ไหล: ปัจจุบันอุณหภูมิของก๊าซที่ด้านหน้ากังหัน 1,350 °C ถือเป็น "มาตรฐาน" และบริษัทชั้นนำต่างๆ โดยเฉพาะ General Electric กำลังทำงานเพื่อควบคุมอุณหภูมิเริ่มต้นที่ 1,500 °C ให้เราระลึกว่าอุณหภูมิเริ่มต้น "มาตรฐาน" สำหรับกังหันไอน้ำคือ 540 °C และในอนาคต - อุณหภูมิ 600-620 °C
ความปรารถนาที่จะเพิ่มอุณหภูมิเริ่มต้นนั้นสัมพันธ์กับประสิทธิภาพที่ได้รับเป็นประการแรก เห็นได้ชัดเจนจากภาพที่สรุประดับความสำเร็จของการก่อสร้างกังหันก๊าซ โดยการเพิ่มอุณหภูมิเริ่มต้นจาก 1100 เป็น 1450 °C ส่งผลให้ประสิทธิภาพสัมบูรณ์เพิ่มขึ้นจาก 32 เป็น 40% กล่าวคือ นำไปสู่การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงถึง 25% แน่นอนว่าส่วนหนึ่งของการประหยัดนี้ไม่เพียงสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการปรับปรุงองค์ประกอบอื่น ๆ ของโรงงานกังหันก๊าซด้วย และปัจจัยกำหนดยังคงเป็นอุณหภูมิเริ่มต้น
เพื่อให้มั่นใจว่ากังหันแก๊สจะทำงานได้ในระยะยาว จึงมีการใช้สองวิธีร่วมกัน วิธีแก้ไขประการแรกคือการใช้วัสดุทนความร้อนสำหรับชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักมากที่สุด ซึ่งสามารถต้านทานโหลดทางกลและอุณหภูมิที่สูงได้ (โดยเฉพาะสำหรับหัวฉีดและใบมีดทำงาน) หากใช้เหล็ก (เช่น โลหะผสมที่มีธาตุเหล็ก) ที่มีโครเมียม 12-13% สำหรับใบพัดกังหันไอน้ำและองค์ประกอบอื่นๆ โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลัก (นิโมนิกส์) จะใช้สำหรับใบพัดกังหันก๊าซซึ่งมีความสามารถในการรับน้ำหนัก โหลดทางกลจริง และอายุการใช้งานที่ต้องการในการทนต่ออุณหภูมิ 800-850 °C ดังนั้นจึงใช้วิธีที่สองร่วมกับวิธีแรก - ทำให้ชิ้นส่วนที่ร้อนที่สุดเย็นลง
ในการระบายความร้อนให้กับกังหันก๊าซที่ทันสมัยที่สุด อากาศจะต้องมาจากขั้นตอนต่างๆ ของเครื่องอัดอากาศ กังหันก๊าซกำลังทำงานอยู่แล้วโดยใช้ไอน้ำเพื่อระบายความร้อนซึ่งเป็นสารทำความเย็นที่ดีกว่าอากาศ อากาศเย็นหลังจากให้ความร้อนในส่วนที่ระบายความร้อนแล้วจะถูกระบายออกสู่เส้นทางการไหลของกังหันแก๊ส ระบบระบายความร้อนนี้เรียกว่าเปิด มีระบบทำความเย็นแบบปิดซึ่งสารหล่อเย็นที่ให้ความร้อนในชิ้นส่วนจะถูกส่งไปยังตู้เย็นแล้วส่งคืนอีกครั้งเพื่อทำให้ชิ้นส่วนเย็นลง ระบบดังกล่าวไม่เพียงแต่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังต้องมีการนำความร้อนที่สะสมในตู้เย็นกลับมาใช้ใหม่อีกด้วย
ระบบระบายความร้อนของกังหันก๊าซเป็นระบบที่ซับซ้อนที่สุดในโรงงานผลิตกังหันก๊าซซึ่งกำหนดอายุการใช้งาน ไม่เพียงแต่ให้การบำรุงรักษาเท่านั้น ระดับที่อนุญาตใบมีดทำงานและหัวฉีด รวมถึงส่วนประกอบของตัวเรือน จานที่รองรับใบมีดทำงาน ซีลแบริ่งล็อคที่มีน้ำมันไหลเวียน ฯลฯ ระบบนี้มีความแตกแขนงอย่างมากและได้รับการจัดระเบียบเพื่อให้องค์ประกอบระบายความร้อนแต่ละส่วนได้รับอากาศเย็นตามพารามิเตอร์และในปริมาณที่จำเป็นเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด การระบายความร้อนของชิ้นส่วนที่มากเกินไปนั้นเป็นอันตรายพอๆ กับการระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอ เนื่องจากจะทำให้ต้นทุนการทำความเย็นของอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งการบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ต้องใช้พลังงานกังหัน นอกจากนี้ อัตราการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้นเพื่อการทำความเย็นส่งผลให้อุณหภูมิของก๊าซด้านหลังกังหันลดลง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่ติดตั้งด้านหลังหน่วยกังหันก๊าซ (เช่น หน่วยกังหันไอน้ำที่ทำงานเป็นส่วนหนึ่งของไอน้ำ หน่วยกังหัน) สุดท้ายนี้ระบบทำความเย็นต้องจัดให้มีไม่เพียงแค่เท่านั้น ระดับที่ต้องการอุณหภูมิของชิ้นส่วน แต่ยังมีความสม่ำเสมอของการทำความร้อนซึ่งช่วยลดการเกิดความเครียดจากอุณหภูมิที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นการกระทำแบบวัฏจักรซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของรอยแตก
รูปนี้แสดงตัวอย่างวงจรการทำความเย็นของกังหันก๊าซทั่วไป ค่าอุณหภูมิของก๊าซจะแสดงในกรอบสี่เหลี่ยม ด้านหน้าเครื่องหัวฉีดขั้นที่ 1 1 ถึง 1350 °C ข้างหลังเขานั่นคือ ด้านหน้าตารางการทำงานขั้นที่ 1 อุณหภูมิ 1130 °C แม้กระทั่งก่อนที่ใบมีดทำงานของขั้นตอนสุดท้ายจะอยู่ที่ระดับ 600 °C ก๊าซที่มีอุณหภูมินี้ล้างหัวฉีดและใบมีดทำงาน และหากไม่เย็นลง อุณหภูมิของก๊าซจะเท่ากับอุณหภูมิของก๊าซและอายุการใช้งานจะถูกจำกัดไว้หลายชั่วโมง
ในการระบายความร้อนให้กับองค์ประกอบของกังหันแก๊ส จะใช้อากาศ โดยนำมาจากคอมเพรสเซอร์ในขั้นตอนนั้นซึ่งความดันจะสูงกว่าความดันของก๊าซที่ใช้งานอยู่ในโซนของกังหันก๊าซที่มีการจ่ายอากาศเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น ในการระบายความร้อนของใบพัดหัวฉีดของระยะที่ 1 อากาศเย็นในปริมาณ 4.5% ของการไหลของอากาศที่ทางเข้าของคอมเพรสเซอร์จะถูกนำมาจากตัวกระจายลมทางออกของคอมเพรสเซอร์ และเพื่อทำให้ใบพัดของระยะสุดท้ายและบริเวณที่อยู่ติดกันเย็นลง ส่วนของตัวเครื่อง - จากขั้นที่ 5 ของคอมเพรสเซอร์ บางครั้ง เพื่อระบายความร้อนให้กับองค์ประกอบที่ร้อนที่สุดของกังหันแก๊ส อากาศที่นำมาจากตัวกระจายลมทางออกของคอมเพรสเซอร์จะถูกส่งไปยังเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศก่อน ซึ่งจะถูกทำให้เย็น (โดยปกติด้วยน้ำ) ที่อุณหภูมิ 180-200 ° C จากนั้นจึงส่งไประบายความร้อน ในกรณีนี้ จำเป็นต้องใช้อากาศน้อยลงในการทำความเย็น แต่ในขณะเดียวกันก็มีค่าใช้จ่ายเกิดขึ้นสำหรับเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศ กังหันก๊าซจะมีความซับซ้อนมากขึ้น และความร้อนส่วนหนึ่งที่ถูกกำจัดออกไปโดยน้ำหล่อเย็นก็จะหายไป
กังหันก๊าซมักจะมี 3-4 ระยะ ได้แก่ มีตะแกรง 6-8 แถวและส่วนใหญ่มักจะระบายความร้อนของใบมีดของทุกแถวยกเว้นใบมีดทำงานของขั้นตอนสุดท้าย อากาศสำหรับระบายความร้อนของใบมีดหัวฉีดจะถูกนำเข้าผ่านทางปลายและระบายออกผ่านช่องเปิดจำนวนมาก (600-700 รูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-0.6 มม.) ซึ่งอยู่ในโซนที่เกี่ยวข้องของโปรไฟล์ อากาศเย็นจะถูกส่งไปยังใบพัดผ่านรูที่ทำที่ปลายก้าน
เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการออกแบบใบมีดระบายความร้อน อย่างน้อยก็จำเป็นต้องพิจารณาเทคโนโลยีการผลิตโดยทั่วไป เนื่องจากมีความยากเป็นพิเศษ เครื่องจักรกลสำหรับการผลิตโลหะผสมนิกเกิล การหล่อการลงทุนที่มีความแม่นยำส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตใบมีด เพื่อนำไปใช้งาน ขั้นแรก แท่งหล่อทำจากวัสดุเซรามิกโดยใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปพิเศษและการบำบัดความร้อน แกนหล่อเป็นแบบสำเนาที่แน่นอนของช่องภายในใบมีดในอนาคต ซึ่งอากาศเย็นจะไหลและไหลไปในทิศทางที่ต้องการ แกนหล่อถูกวางในแม่พิมพ์ซึ่งมีช่องภายในซึ่งสอดคล้องกับใบมีดที่ต้องได้รับอย่างสมบูรณ์ พื้นที่ว่างที่เกิดขึ้นระหว่างแท่งและผนังของแม่พิมพ์จะเต็มไปด้วยมวลที่ละลายต่ำที่ได้รับความร้อน (เช่นพลาสติก) ซึ่งจะแข็งตัว ไม้เรียวพร้อมกับมวลที่แข็งตัวห่อหุ้มไว้ ทำซ้ำ แบบฟอร์มภายนอกใบมีดเป็นหุ่นขี้ผึ้งที่สูญหาย มันถูกวางไว้ในแม่พิมพ์หล่อซึ่งป้อนสารหลอมนิโมนิก ส่วนหลังจะละลายพลาสติก เข้ามาแทนที่ และเป็นผลให้ใบมีดหล่อปรากฏขึ้นพร้อมกับช่องภายในที่เต็มไปด้วยแท่ง แท่งจะถูกลบออกโดยการแกะสลักด้วยสารละลายเคมีพิเศษ ใบมีดหัวฉีดที่ได้นั้นแทบไม่ต้องผ่านกระบวนการทางกลเพิ่มเติม (ยกเว้นการผลิตรูจำนวนมากเพื่อระบายอากาศเย็น) ใบมีดหล่อต้องใช้การประมวลผลก้านโดยใช้เครื่องมือขัดพิเศษ
เทคโนโลยีที่อธิบายโดยย่อนั้นยืมมาจากเทคโนโลยีการบิน ซึ่งอุณหภูมิที่ได้จะสูงกว่าในกังหันไอน้ำแบบอยู่กับที่มาก ความยากลำบากในการเรียนรู้เทคโนโลยีเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับขนาดใบพัดที่ใหญ่กว่ามากสำหรับโรงงานกังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ ซึ่งจะเติบโตตามสัดส่วนของอัตราการไหลของก๊าซ เช่น พลังจีทียู.
การใช้สิ่งที่เรียกว่าใบมีดโมโนคริสตัลไลน์ซึ่งทำจากคริสตัลเดี่ยวดูมีแนวโน้มที่ดีมาก เนื่องจากความจริงที่ว่าการมีขอบเขตของเกรนในระหว่างการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานทำให้คุณสมบัติของโลหะเสื่อมลง
โรเตอร์กังหันก๊าซเป็นโครงสร้างสำเร็จรูปที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ก่อนการประกอบ ควรแยกแผ่นดิสก์แต่ละแผ่น 5 คอมเพรสเซอร์และดิสก์ 7 กังหันก๊าซเป็นแบบเบลดและสมดุล ส่วนปลายถูกผลิตขึ้นมา 1 และ 8 , ส่วนเว้นระยะ 11 และสลักเกลียวตัวกลาง 6 . ดิสก์แต่ละแผ่นมีปลอกคอวงแหวนสองอันซึ่งมีการสร้างขน (ตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์ - Hirth) - ฟันแนวรัศมีของโปรไฟล์รูปสามเหลี่ยมอย่างเคร่งครัด ชิ้นส่วนที่อยู่ติดกันจะมีปกเสื้อที่เหมือนกันทุกประการและมีด้ามจับที่เหมือนกันทุกประการ ที่ อย่างดีการผลิตการเชื่อมต่อ Hirth ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจัดตำแหน่งที่สมบูรณ์ของดิสก์ที่อยู่ติดกัน (ซึ่งรับประกันรัศมีของ Hirth) และการประกอบซ้ำได้หลังจากแยกชิ้นส่วนโรเตอร์
โรเตอร์ถูกประกอบบนขาตั้งพิเศษซึ่งเป็นลิฟต์ที่มีแท่นวงแหวนสำหรับเจ้าหน้าที่ติดตั้งซึ่งภายในจะทำการประกอบ ขั้นแรกให้ประกอบส่วนปลายของโรเตอร์เข้ากับเกลียว 1 และก้านผูก 6 . ก้านถูกวางในแนวตั้งภายในแท่นวงแหวนและดิสก์ของขั้นที่ 1 ของคอมเพรสเซอร์จะลดลงโดยใช้เครน การจัดกึ่งกลางของดิสก์และส่วนท้ายจะดำเนินการโดยลม เมื่อเลื่อนขึ้นไปบนลิฟต์พิเศษ พนักงานติดตั้งจะดิสก์ทีละดิสก์ [เริ่มจากคอมเพรสเซอร์ จากนั้นจึงตามด้วยส่วนสเปเซอร์ จากนั้นกังหันและส่วนปลายด้านขวา 8 ] ประกอบโรเตอร์ทั้งหมด ขันน็อตเข้าที่ปลายด้านขวา 9 และติดตั้งอุปกรณ์ไฮดรอลิกบนส่วนที่เหลือของส่วนเกลียวของแกนยึดโดยบีบดิสก์และดึงแกนยึดออก หลังจากดึงแกนออกมาแล้วให้ขันน๊อต 9 ขันสกรูเข้าจนสุดและถอดอุปกรณ์ไฮดรอลิกออก ก้านที่ยืดออกจะดึงจานเบรกเข้าด้วยกันและเปลี่ยนโรเตอร์ให้เป็นโครงสร้างแข็งชิ้นเดียวได้อย่างน่าเชื่อถือ โรเตอร์ที่ประกอบแล้วจะถูกถอดออกจากแท่นประกอบ และพร้อมสำหรับการติดตั้งในหน่วยกังหันก๊าซ
ข้อได้เปรียบหลักของกังหันแก๊สคือความกะทัดรัด ประการแรก โรงงานกังหันก๊าซไม่มีหม้อต้มไอน้ำ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีความสูงมาก และต้องมีห้องแยกต่างหากในการติดตั้ง สถานการณ์นี้มีความเกี่ยวข้องเป็นหลักด้วย ความดันสูงในห้องเผาไหม้ (1.2-2 MPa) ในหม้อไอน้ำการเผาไหม้เกิดขึ้นที่ความดันบรรยากาศดังนั้นปริมาตรของก๊าซร้อนที่เกิดขึ้นจึงเพิ่มขึ้น 12-20 เท่า นอกจากนี้ในหน่วยกังหันก๊าซ กระบวนการขยายตัวของก๊าซเกิดขึ้นในกังหันก๊าซที่มีขั้นตอนเพียง 3-5 ขั้นตอน ในขณะที่กังหันไอน้ำที่มีกำลังเท่ากันประกอบด้วยกระบอกสูบ 3-4 กระบอกที่มี 25-30 ขั้นตอน แม้จะคำนึงถึงทั้งห้องเผาไหม้และเครื่องอัดอากาศหน่วยกังหันก๊าซที่มีกำลัง 150 เมกะวัตต์ก็มีความยาว 8-12 ม. และความยาวของกังหันไอน้ำที่มีกำลังเท่ากันพร้อมการออกแบบสามสูบก็คือ นานกว่า 1.5 เท่า ในเวลาเดียวกันสำหรับกังหันไอน้ำนอกเหนือจากหม้อไอน้ำแล้วยังจำเป็นต้องจัดให้มีการติดตั้งคอนเดนเซอร์พร้อมปั๊มหมุนเวียนและคอนเดนเสทระบบสร้างใหม่ของเครื่องทำความร้อน 7-9 ตัวป้อนเทอร์โบปั๊ม (ตั้งแต่หนึ่งถึงสาม) และเครื่องกำจัดอากาศ ส่งผลให้สามารถติดตั้งหน่วยกังหันก๊าซบนฐานคอนกรีตที่ระดับศูนย์ของห้องกังหันได้ และหน่วยกังหันไอน้ำต้องใช้ฐานรากที่มีความสูง 9-16 เมตร โดยมีการวางกังหันไอน้ำไว้บน แผ่นฐานรากด้านบนและอุปกรณ์เสริมในห้องควบแน่น
ความกะทัดรัดของกังหันก๊าซทำให้สามารถประกอบที่โรงงานกังหันและส่งไปยังห้องกังหันโดยทางรถไฟหรือถนน เพื่อติดตั้งบนฐานรากที่เรียบง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหน่วยกังหันก๊าซที่มีห้องเผาไหม้ในตัวจึงถูกขนส่ง เมื่อขนส่งหน่วยกังหันก๊าซที่มีห้องระยะไกล ส่วนหลังจะถูกขนส่งแยกกัน แต่เชื่อมต่อกับคอมเพรสเซอร์ได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว - โมดูลกังหันก๊าซโดยใช้หน้าแปลน กังหันไอน้ำมาพร้อมกับหน่วยและชิ้นส่วนจำนวนมาก การติดตั้งทั้งตัวมันเองและอุปกรณ์เสริมจำนวนมาก และการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์เหล่านี้ใช้เวลานานกว่าหน่วยกังหันแก๊สหลายเท่า
หน่วยกังหันก๊าซไม่ต้องการน้ำหล่อเย็น ส่งผลให้หน่วยกังหันก๊าซไม่มีคอนเดนเซอร์และระบบจ่ายน้ำทางเทคนิคด้วย หน่วยสูบน้ำและหอหล่อเย็น (ด้วย การรีไซเคิลน้ำประปา). เป็นผลให้ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าต้นทุนกำลังการผลิตติดตั้ง 1 กิโลวัตต์ของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซนั้นน้อยกว่ามาก ในเวลาเดียวกันค่าใช้จ่ายของหน่วยกังหันก๊าซนั้นเอง (คอมเพรสเซอร์ + ห้องเผาไหม้ + กังหันก๊าซ) เนื่องจากความซับซ้อนจึงกลายเป็นมากกว่าต้นทุนของกังหันไอน้ำที่มีกำลังเท่ากันถึง 3-4 เท่า
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของกังหันก๊าซคือมีความคล่องตัวสูง ซึ่งกำหนดโดยระดับแรงดันต่ำ (เมื่อเทียบกับแรงดันในกังหันไอน้ำ) ดังนั้นจึงให้ความร้อนและความเย็นได้ง่ายโดยไม่เกิดความเครียดและการเสียรูปของอุณหภูมิที่เป็นอันตราย
อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซก็มีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน ซึ่งประการแรกจำเป็นต้องสังเกตประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของหน่วยกังหันก๊าซที่ค่อนข้างดีอยู่ที่ 37-38% และประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของหน่วยพลังงานกังหันไอน้ำอยู่ที่ 42-43% เพดานสำหรับกังหันก๊าซกำลังแรงดังที่เห็นในปัจจุบันคือประสิทธิภาพ 41-42% (และอาจสูงกว่านี้โดยคำนึงถึงปริมาณสำรองขนาดใหญ่สำหรับการเพิ่มอุณหภูมิเริ่มต้น) ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าของกังหันก๊าซมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิสูงของก๊าซไอเสีย
ข้อเสียอีกประการหนึ่งของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซคือไม่สามารถใช้เชื้อเพลิงคุณภาพต่ำได้อย่างน้อยก็ในปัจจุบัน สามารถทำงานได้ดีกับเชื้อเพลิงก๊าซหรือของเหลวที่ดี เช่น ดีเซล เท่านั้น หน่วยพลังไอน้ำสามารถทำงานได้กับเชื้อเพลิงทุกชนิด รวมถึงคุณภาพต่ำสุดด้วย
ต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีกังหันก๊าซและในขณะเดียวกันประสิทธิภาพที่ค่อนข้างต่ำและต้นทุนสูงของเชื้อเพลิงที่ใช้และความคล่องตัวจะเป็นตัวกำหนดพื้นที่หลักของการใช้กังหันก๊าซส่วนบุคคล: ในระบบไฟฟ้าที่พวกเขาควรจะเป็น ใช้เป็นแหล่งพลังงานสูงสุดหรือสำรองที่ทำงานหลายชั่วโมงต่อวัน
ในเวลาเดียวกัน สถานการณ์เปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงเมื่อมีการใช้ความร้อนจากก๊าซไอเสียของโรงงานกังหันก๊าซในโรงงานทำความร้อนหรือในวงจรรวม (ก๊าซไอน้ำ)
กังหันเป็นเครื่องยนต์ที่พลังงานศักย์ของของไหลอัดถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ในอุปกรณ์ใบพัดและส่วนหลังในใบพัดจะถูกแปลงเป็นงานเชิงกลที่ส่งไปยังเพลาที่หมุนอย่างต่อเนื่อง
จากการออกแบบ กังหันไอน้ำเป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง ในระหว่างการทำงานไอน้ำร้อนยวดยิ่งหรืออิ่มตัวซึ่งเข้าสู่ส่วนที่ไหลและเนื่องจากการขยายตัวทำให้บังคับให้โรเตอร์หมุน การหมุนเกิดขึ้นจากการกระทำของการไหลของไอน้ำบนอุปกรณ์ใบมีด
กังหันไอน้ำเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างกังหันไอน้ำซึ่งออกแบบมาเพื่อผลิตพลังงาน นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งที่นอกเหนือจากไฟฟ้าแล้วยังสามารถสร้างพลังงานความร้อนได้ - ไอน้ำที่ไหลผ่านใบพัดไอน้ำจะถูกส่งไปยังเครื่องทำน้ำอุ่นแบบเครือข่าย กังหันประเภทนี้เรียกว่ากังหันแบบทำความร้อนทางอุตสาหกรรมหรือแบบทำความร้อนแบบเขต ในกรณีแรก จะมีการสกัดไอน้ำในกังหันเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม กังหันไอน้ำเป็นหน่วยกังหันที่สมบูรณ์พร้อมด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ประเภทของกังหันไอน้ำ
กังหันจะถูกแบ่งออกตามทิศทางที่ไอน้ำเคลื่อนที่ เป็นกังหันแนวรัศมีและแนวแกน การไหลของไอน้ำในกังหันแนวรัศมีตั้งฉากกับแกน กังหันไอน้ำมีทั้งแบบท่อเดี่ยว สองท่อ และสามท่อ กังหันไอน้ำมีอุปกรณ์ทางเทคนิคมากมายที่ป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้าไปในตัวเครื่อง เหล่านี้เป็นแมวน้ำต่างๆ ที่มีการจ่ายไอน้ำจำนวนเล็กน้อย
ตัวควบคุมความปลอดภัยอยู่ที่ส่วนด้านหน้าของเพลา ซึ่งออกแบบมาเพื่อปิดการจ่ายไอน้ำเมื่อความเร็วการหมุนของกังหันเพิ่มขึ้น
ลักษณะของพารามิเตอร์หลักของค่าที่ระบุ
· กำลังจัดอันดับของกังหัน- กำลังสูงสุดที่กังหันต้องพัฒนาเป็นเวลานานที่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ค่าปกติของพารามิเตอร์หลักหรือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภายในขอบเขตที่กำหนดโดยอุตสาหกรรมและ มาตรฐานของรัฐ. กังหันที่มีการสกัดไอน้ำแบบควบคุมสามารถพัฒนากำลังให้สูงกว่าค่าที่กำหนดได้หากเป็นไปตามสภาวะความแข็งแกร่งของชิ้นส่วน
· พลังกังหันเศรษฐกิจ- กำลังที่กังหันทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด กำลังไฟที่กำหนดอาจเท่ากับหรือมากกว่ากำลังทางเศรษฐกิจได้ 10-25% ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของไอน้ำสดและวัตถุประสงค์ของกังหัน
· อุณหภูมิที่กำหนดของการทำความร้อนน้ำป้อนแบบหมุนเวียน- อุณหภูมิของน้ำป้อนด้านหลังฮีตเตอร์สุดท้ายตามการไหลของน้ำ
· อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่กำหนด- อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นที่ทางเข้าคอนเดนเซอร์
กังหันก๊าซ(กังหันฝรั่งเศสจากละตินเทอร์โบ กระแสน้ำวน, การหมุน) เป็นเครื่องยนต์ความร้อนต่อเนื่องในอุปกรณ์ใบมีดซึ่งพลังงานของก๊าซอัดและก๊าซร้อนจะถูกแปลงเป็นงานกลบนเพลา ประกอบด้วยโรเตอร์ (ใบมีดทำงานที่ติดตั้งอยู่บนดิสก์) และสเตเตอร์ (ใบพัดนำทางที่ยึดอยู่ในตัวเครื่อง)
ก๊าซซึ่งมีอุณหภูมิและความดันสูงจะไหลผ่านหัวฉีดกังหันไปยังบริเวณแรงดันต่ำด้านหลังหัวฉีด โดยจะขยายตัวและเร่งความเร็วไปพร้อมๆ กัน จากนั้น การไหลของก๊าซจะกระทบกับใบพัดกังหัน ทำให้เป็นส่วนหนึ่งของพลังงานจลน์และส่งแรงบิดไปยังใบพัด ใบพัดโรเตอร์ส่งแรงบิดผ่านจานกังหันไปยังเพลา คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์กังหันก๊าซ: กังหันก๊าซหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่อยู่บนเพลาเดียวกันซึ่งเป็นงานที่มีประโยชน์ของกังหันก๊าซ
กังหันก๊าซใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (ใช้สำหรับการขนส่ง) และหน่วยกังหันก๊าซ (ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยกังหันก๊าซแบบอยู่กับที่, หน่วยกังหันก๊าซรอบรวม) กังหันก๊าซอธิบายได้ด้วยวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ของ Brayton ซึ่งเกี่ยวข้องกับการอัดอากาศแบบอะเดียแบติก การเผาไหม้ที่ความดันคงที่ จากนั้นการขยายตัวแบบอะเดียแบติกกลับไปยังแรงดันเริ่มต้น
ประเภทของกังหันก๊าซ
- เครื่องยนต์การบินและไอพ่น
- หน่วยพลังงานเสริม
- กังหันก๊าซอุตสาหกรรมเพื่อการผลิตไฟฟ้า
- เครื่องยนต์เทอร์โบชาฟท์
- กังหันก๊าซเรเดียล
- ไมโครเทอร์ไบน์
ในทางกลไก กังหันก๊าซสามารถทำงานได้ง่ายกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบอย่างมาก กังหันธรรมดาอาจมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ชิ้นเดียว: เพลา/คอมเพรสเซอร์/กังหัน/ชุดโรเตอร์สำรอง (ดูภาพด้านบน) ไม่รวมระบบเชื้อเพลิง
กังหันที่ซับซ้อนมากขึ้น (ที่ใช้ในเครื่องยนต์ไอพ่นสมัยใหม่) อาจมีเพลาหลายอัน (คอยล์) ใบพัดกังหันหลายร้อยใบ ใบพัดสเตเตอร์ที่กำลังเคลื่อนที่ และระบบท่อที่ซับซ้อน ห้องเผาไหม้ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่กว้างขวาง
โดยทั่วไป ยิ่งเครื่องยนต์มีขนาดเล็ก ความเร็วเพลาก็จะยิ่งสูงขึ้นเพื่อรักษาความเร็วเชิงเส้นสูงสุดของใบพัด ความเร็วสูงสุดใบพัดกังหันเป็นตัวกำหนด ความดันสูงสุดซึ่งสามารถทำได้ส่งผลให้มีกำลังสูงสุดไม่ว่าเครื่องยนต์จะมีขนาดเท่าใดก็ตาม เครื่องยนต์ไอพ่นหมุนที่ประมาณ 10,000 รอบต่อนาที และไมโครเทอร์ไบน์หมุนที่ประมาณ 100,000 รอบต่อนาที
กังหันก๊าซมักเรียกว่าเครื่องยนต์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง ต่อไปเราจะพูดถึงวิธีการออกแบบกังหันก๊าซและหลักการทำงานของเครื่องคืออะไร ลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์ดังกล่าวคือพลังงานที่อยู่ภายในนั้นผลิตโดยก๊าซอัดหรือความร้อนซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงซึ่งเป็นงานทางกลบนเพลา
ประวัติความเป็นมาของกังหันก๊าซ
เป็นที่น่าสนใจว่ากลไกกังหันเริ่มได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรเมื่อนานมาแล้ว กังหันไอน้ำยุคดึกดำบรรพ์เครื่องแรกถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช จ.! แน่นอนว่ามันจำเป็น
กลไกนี้มาถึงจุดสูงสุดแล้วเท่านั้น กังหันเริ่มมีการพัฒนาอย่างแข็งขันใน ปลาย XIXศตวรรษพร้อมกับการพัฒนาและปรับปรุงอุณหพลศาสตร์ วิศวกรรมเครื่องกล และโลหะวิทยา
หลักการของกลไก วัสดุ โลหะผสมเปลี่ยนไป ทุกอย่างดีขึ้น และตอนนี้ ในวันนี้ มนุษยชาติรู้ถึงความสมบูรณ์แบบที่สุดจากก่อนหน้านี้ทั้งหมด แบบฟอร์มที่มีอยู่กังหันก๊าซซึ่งแบ่งออกเป็น หลากหลายชนิด. มีกังหันก๊าซสำหรับการบินและมีกังหันอุตสาหกรรม
กังหันก๊าซมักเรียกว่าเครื่องยนต์ความร้อนชนิดหนึ่งชิ้นส่วนการทำงานของมันถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าด้วยงานเดียวเท่านั้น - หมุนเนื่องจากอิทธิพลของเจ็ทแก๊ส
ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ส่วนหลักของกังหันมีล้อซึ่งติดชุดใบพัดไว้ ซึ่งไปกระทำต่อใบพัดของกังหันแก๊สทำให้ใบพัดเคลื่อนที่และหมุนวงล้อ ในทางกลับกันล้อก็เชื่อมต่อกับเพลาอย่างแน่นหนา กังหันนี้มีชื่อพิเศษว่าโรเตอร์กังหัน อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวนี้ที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์กังหันก๊าซ พลังงานกลจะถูกส่งไปซึ่งถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไปยังใบพัดเรือ ไปยังใบพัดเครื่องบิน และกลไกการทำงานอื่น ๆ ที่มีหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน
กังหันแบบแอคทีฟและปฏิกิริยา
ผลกระทบของไอพ่นแก๊สบนใบพัดกังหันสามารถเกิดได้สองเท่า ดังนั้นกังหันจึงถูกแบ่งออกเป็นคลาส: คลาสของกังหันที่ใช้งานและปฏิกิริยา หลักการออกแบบกังหันก๊าซแบบปฏิกิริยาและแบบแอกทีฟแตกต่างกัน
กังหันแรงกระตุ้น
กังหันที่ใช้งานอยู่นั้นมีลักษณะเฉพาะคือมีอัตราการไหลของก๊าซไปยังใบพัดสูง ด้วยความช่วยเหลือของใบมีดโค้ง กระแสก๊าซจะเบี่ยงเบนไปจากวิถีของมัน อันเป็นผลมาจากการเบี่ยงเบนทำให้เกิดแรงเหวี่ยงขนาดใหญ่ขึ้น ด้วยความช่วยเหลือของแรงนี้ ใบมีดจึงเริ่มเคลื่อนไหว ตลอดเส้นทางที่อธิบายไว้ทั้งหมดของก๊าซ พลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเสียไป พลังงานนี้มุ่งตรงไปที่การเคลื่อนที่ของใบพัดและเพลา
กังหันไอพ่น
ในกังหันไอพ่นทุกอย่างค่อนข้างแตกต่างออกไป ที่นี่ก๊าซจะไหลไปที่ใบพัดด้วยความเร็วต่ำและอยู่ภายใต้อิทธิพลของความดันระดับสูง รูปร่างของใบมีดก็แตกต่างกันเช่นกันเนื่องจากความเร็วของแก๊สเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นกระแสก๊าซจึงสร้างแรงปฏิกิริยาชนิดหนึ่ง
จากกลไกที่อธิบายไว้ข้างต้น ส่งผลให้การออกแบบกังหันแก๊สค่อนข้างซับซ้อน เพื่อให้หน่วยดังกล่าวทำงานได้อย่างราบรื่นและนำผลกำไรและผลประโยชน์มาสู่เจ้าของการบำรุงรักษาควรได้รับความไว้วางใจจากผู้เชี่ยวชาญ โปรไฟล์บริการที่บริษัทจัดให้ การบำรุงรักษาบริการการติดตั้งโดยใช้กังหันก๊าซ การจัดหาส่วนประกอบ ชิ้นส่วนและส่วนประกอบทุกชนิด DMEnergy เป็นหนึ่งในบริษัทดังกล่าว () ซึ่งมอบความอุ่นใจและความมั่นใจแก่ลูกค้าว่าจะไม่ถูกทิ้งให้อยู่ตามลำพังกับปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของกังหันก๊าซ
กังหันความร้อนต่อเนื่องซึ่ง พลังงานความร้อนก๊าซอัดและความร้อน (โดยปกติคือผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิง) จะถูกแปลงเป็นงานหมุนทางกลบนเพลา เป็นองค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส
การให้ความร้อนของก๊าซอัดมักเกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะให้ความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ฯลฯ กังหันก๊าซปรากฏตัวครั้งแรกเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 เนื่องจากเป็นเครื่องยนต์กังหันแก๊ส และในการออกแบบให้มีความใกล้เคียงกับกังหันไอน้ำ กังหันก๊าซนั้นมีโครงสร้างเป็นชุดของขอบใบมีดที่อยู่นิ่งซึ่งจัดวางอย่างเป็นระเบียบของอุปกรณ์หัวฉีดและขอบหมุนของใบพัดซึ่งส่งผลให้เกิดส่วนที่ไหล ระยะกังหันเป็นอุปกรณ์หัวฉีดที่รวมกับใบพัด เวทีประกอบด้วยสเตเตอร์ ซึ่งรวมถึงชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง (ตัวเรือน ใบมีดหัวฉีด วงแหวนพันผ้าพันแผล) และโรเตอร์ ซึ่งเป็นชุดของชิ้นส่วนที่หมุนได้ (เช่น ใบมีดหมุน จาน เพลา)
การจำแนกประเภทของกังหันแก๊สนั้นดำเนินการตามหลาย ๆ อย่าง คุณสมบัติการออกแบบ: ตามทิศทางการไหลของก๊าซ จำนวนขั้นตอน วิธีใช้ความแตกต่างของความร้อน และวิธีการจ่ายก๊าซให้กับใบพัด ขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของก๊าซ กังหันก๊าซสามารถแยกแยะได้ระหว่างแนวแกน (ที่พบบ่อยที่สุด) และแนวรัศมี รวมถึงแนวทแยงและแนวสัมผัส ในแนวแกน กังหันก๊าซการไหลในส่วนเส้นลมปราณส่วนใหญ่จะถูกลำเลียงไปตามแกนทั้งหมดของกังหัน ในกังหันแนวรัศมีตรงกันข้ามจะตั้งฉากกับแกน กังหันเรเดียลแบ่งออกเป็น centripetal และ centrifugal ในกังหันแนวทแยง ก๊าซจะไหลในมุมหนึ่งกับแกนการหมุนของกังหัน ใบพัดของกังหันแทนเจนต์ไม่มีใบพัด กังหันดังกล่าวใช้สำหรับอัตราการไหลของก๊าซที่ต่ำมาก มักจะอยู่ใน เครื่องมือวัด. กังหันก๊าซมีทั้งแบบเดี่ยว สองขั้นตอน และหลายขั้นตอน
จำนวนขั้นตอนจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: วัตถุประสงค์ของกังหัน การออกแบบ กำลังทั้งหมดที่พัฒนาขึ้นในขั้นตอนเดียว รวมถึงแรงดันตกคร่อมที่ถูกกระตุ้น ตามวิธีการใช้ความแตกต่างของความร้อนที่มีอยู่จะมีความแตกต่างระหว่างกังหันที่มีระดับความเร็วซึ่งมีเพียงการไหลเท่านั้นที่เปลี่ยนในใบพัดโดยไม่เปลี่ยนแรงดัน (กังหันที่ใช้งานอยู่) และกังหันที่มีระดับแรงดันซึ่งแรงดัน ลดลงทั้งในอุปกรณ์หัวฉีดและบนใบพัดโรเตอร์ (กังหันไอพ่น) ในกังหันก๊าซบางส่วน ก๊าซจะถูกส่งไปยังใบพัดตามส่วนของเส้นรอบวงของอุปกรณ์หัวฉีดหรือตามเส้นรอบวงทั้งหมด
ในกังหันแบบหลายขั้นตอน กระบวนการแปลงพลังงานประกอบด้วยกระบวนการตามลำดับจำนวนหนึ่งในแต่ละขั้นตอน ก๊าซอัดและความร้อนจะถูกส่งไปยังช่องระหว่างเบลดของอุปกรณ์หัวฉีดด้วยความเร็วเริ่มต้น โดยที่ในระหว่างกระบวนการขยาย ความแตกต่างของความร้อนที่มีอยู่บางส่วนจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของไอพ่นที่ไหลออก การขยายตัวของก๊าซเพิ่มเติมและการแปลงการถ่ายเทความร้อนเป็นงานที่มีประโยชน์เกิดขึ้นในช่องระหว่างใบพัดของใบพัด การไหลของก๊าซที่กระทำต่อใบพัดทำให้เกิดแรงบิดบนเพลาหลักของกังหัน ในกรณีนี้ ความเร็วของก๊าซสัมบูรณ์จะลดลง ยิ่งความเร็วนี้ต่ำลงเท่าไร ส่วนใหญ่พลังงานก๊าซถูกแปลงเป็นงานเครื่องกลบนเพลากังหัน
ประสิทธิภาพบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของงานที่แยกออกจากเพลาต่อพลังงานก๊าซที่มีอยู่ด้านหน้ากังหัน ประสิทธิภาพประสิทธิผลของกังหันหลายขั้นตอนสมัยใหม่ค่อนข้างสูงและสูงถึง 92-94%
หลักการทำงานของกังหันแก๊สมีดังนี้: ก๊าซถูกสูบเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยคอมเพรสเซอร์ ผสมกับอากาศ สร้างส่วนผสมของเชื้อเพลิงและจุดติดไฟ ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นที่มีอุณหภูมิสูง (900-1200 ° C) ผ่านใบมีดหลายแถวที่ติดตั้งอยู่บนเพลากังหันและนำไปสู่การหมุนของกังหัน พลังงานกลที่เกิดขึ้นของเพลาจะถูกส่งผ่านกระปุกเกียร์ไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า
พลังงานความร้อนก๊าซที่ออกจากกังหันจะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน นอกจากนี้ แทนที่จะผลิตไฟฟ้า พลังงานกลของกังหันสามารถใช้เพื่อควบคุมปั๊ม คอมเพรสเซอร์ ฯลฯ ต่างๆ เชื้อเพลิงที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับกังหันก๊าซคือก๊าซธรรมชาติ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่รวมความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงก๊าซอื่นๆ ก็ตาม แต่ในขณะเดียวกัน กังหันก๊าซก็มีความไม่แน่นอนอย่างมากและมีความต้องการคุณภาพในการเตรียมเพิ่มขึ้น (จำเป็นต้องมีการรวมเชิงกลและความชื้นบางอย่าง)
อุณหภูมิของก๊าซที่เล็ดลอดออกมาจากกังหันคือ 450-550 °C อัตราส่วนเชิงปริมาณของพลังงานความร้อนต่อพลังงานไฟฟ้าสำหรับกังหันก๊าซอยู่ในช่วง 1.5: 1 ถึง 2.5: 1 ซึ่งทำให้สามารถสร้างระบบโคเจนเนอเรชั่นที่แตกต่างกันตามประเภทของสารหล่อเย็น:
1) การใช้ก๊าซไอเสียร้อนโดยตรง (โดยตรง)
2) การผลิตไอน้ำแรงดันต่ำหรือปานกลาง (8-18 กก./ซม.2) ในหม้อต้มภายนอก
3) การผลิตน้ำร้อน (ดีกว่าเมื่ออุณหภูมิที่ต้องการเกิน 140 °C)
4) การผลิตไอน้ำแรงดันสูง
นักวิทยาศาสตร์โซเวียต B. S. Stechkin, G. S. Zhiritsky, N. R. Briling, V. V. Uvarov, K. V. Kholshchevikov, I. I. Kirillov และคนอื่น ๆ มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนากังหันก๊าซ การสร้างกังหันก๊าซสำหรับหน่วยกังหันก๊าซแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ได้ประสบความสำเร็จ บริษัทต่างประเทศ(Swiss Brown-Boveri ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ชาวสโลวาเกียชื่อดัง A. Stodola ทำงานและ Sulzer, American General Electric เป็นต้น)
ใน การพัฒนาต่อไปกังหันก๊าซขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ในการเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซที่ด้านหน้ากังหัน นี่เป็นเพราะการสร้างวัสดุทนความร้อนใหม่และระบบระบายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับเบลดทำงานพร้อมการปรับปรุงส่วนการไหลอย่างมีนัยสำคัญ ฯลฯ
ต้องขอบคุณการเปลี่ยนแปลงที่แพร่หลายในทศวรรษ 1990 กังหันก๊าซมีส่วนสำคัญในตลาดสำหรับการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตพลังงานไฟฟ้า แม้ว่า ประสิทธิภาพสูงสุดอุปกรณ์สามารถทำได้ที่กำลัง 5 MW และสูงกว่า (สูงถึง 300 MW) ผู้ผลิตบางรายผลิตแบบจำลองในช่วง 1-5 MW
กังหันก๊าซใช้ในโรงงานการบินและโรงไฟฟ้า
- ก่อนหน้านี้: เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ
- กำลังติดตาม: เครื่องยนต์แก๊ส
“เทอร์โบชาร์จเจอร์”, “เทอร์โบเจ็ท”, “เทอร์โบพร็อป” - คำเหล่านี้ได้เข้าสู่คำศัพท์ของวิศวกรแห่งศตวรรษที่ 20 ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการบำรุงรักษาอย่างแน่นหนา ยานพาหนะและติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบอยู่กับที่ พวกเขายังใช้ในด้านที่เกี่ยวข้องและการโฆษณา เมื่อต้องการให้ชื่อผลิตภัณฑ์บ่งบอกถึงพลังพิเศษและประสิทธิภาพ กังหันก๊าซมักใช้ในการบิน จรวด เรือ และโรงไฟฟ้า มีโครงสร้างอย่างไร? มันใช้ก๊าซธรรมชาติหรือไม่ (ตามที่คุณคิดจากชื่อ) และเป็นก๊าซประเภทใด? กังหันแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในประเภทอื่นอย่างไร? ข้อดีและข้อเสียของมันคืออะไร? บทความนี้มีความพยายามที่จะตอบคำถามเหล่านี้ให้ครบถ้วนที่สุด
UEC ผู้นำด้านวิศวกรรมชาวรัสเซีย
รัสเซียไม่เหมือนกับรัฐเอกราชอื่นๆ ที่ก่อตั้งขึ้นหลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต โดยสามารถรักษาอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรไว้ได้เป็นส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัท Saturn ดำเนินธุรกิจด้านการผลิตโรงไฟฟ้าเฉพาะกิจ กังหันก๊าซของบริษัทถูกนำมาใช้ในการต่อเรือ อุตสาหกรรมวัตถุดิบ และภาคพลังงาน ผลิตภัณฑ์เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงซึ่งต้องใช้วิธีการพิเศษระหว่างการติดตั้ง การแก้จุดบกพร่อง และการใช้งาน ตลอดจนความรู้พิเศษและอุปกรณ์ราคาแพงสำหรับการบำรุงรักษาตามปกติ บริการทั้งหมดนี้มีให้สำหรับลูกค้าของ บริษัท "UEC - กังหันก๊าซ" ตามที่เรียกกันในปัจจุบัน มีองค์กรดังกล่าวไม่มากนักในโลกแม้ว่าจะมีหลักการของอุปกรณ์ก็ตาม ผลิตภัณฑ์หลักเมื่อเห็นแวบแรกมันง่าย ประสบการณ์ที่สั่งสมมามีความสำคัญอย่างยิ่ง ทำให้สามารถคำนึงถึงรายละเอียดปลีกย่อยทางเทคโนโลยีมากมาย โดยที่ไม่สามารถบรรลุการทำงานของเครื่องที่คงทนและเชื่อถือได้ นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์ UEC: กังหันก๊าซ โรงไฟฟ้า หน่วยสูบก๊าซ ในบรรดาลูกค้า ได้แก่ Rosatom, Gazprom และ "ปลาวาฬ" อื่น ๆ อุตสาหกรรมเคมีและพลังงาน
การผลิตดังกล่าว เครื่องจักรที่ซับซ้อนต้องใช้แนวทางเฉพาะในแต่ละกรณี ปัจจุบันการคำนวณกังหันแก๊สเป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด แต่วัสดุและคุณสมบัติของไดอะแกรมการติดตั้งมีความสำคัญในแต่ละกรณี
และทุกอย่างเริ่มต้นง่ายๆ...
ค้นหาและจับคู่
มนุษยชาติได้ทำการทดลองครั้งแรกในการแปลงพลังงานการแปลของการไหลให้เป็นแรงหมุนในสมัยโบราณ โดยใช้กังหันน้ำธรรมดา ทุกอย่างง่ายมาก ของเหลวไหลจากบนลงล่าง และใบมีดก็ไหลไปตามนั้น ล้อที่ติดตั้งไว้รอบปริมณฑลจะหมุน กังหันลมก็ทำงานในลักษณะเดียวกัน จากนั้นก็มาถึงยุคแห่งไอน้ำ และการหมุนของวงล้อก็เร็วขึ้น อย่างไรก็ตามสิ่งที่เรียกว่า "aeolipil" ซึ่งประดิษฐ์โดยนกกระสากรีกโบราณเมื่อประมาณ 130 ปีก่อนการประสูติของพระคริสต์เป็นเครื่องจักรไอน้ำที่ทำงานบนหลักการนี้อย่างแม่นยำ โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นกังหันก๊าซตัวแรกที่วิทยาศาสตร์ประวัติศาสตร์รู้จัก (ท้ายที่สุดแล้ว ไอน้ำก็คือก๊าซ) สถานะของการรวมตัวน้ำ). ปัจจุบันยังคงเป็นธรรมเนียมที่จะต้องแยกแนวคิดทั้งสองนี้ออกจากกัน ในเวลานั้นในอเล็กซานเดรีย พวกเขาตอบสนองต่อสิ่งประดิษฐ์ของเฮรอนโดยไม่กระตือรือร้นมากนัก แม้ว่าจะด้วยความอยากรู้อยากเห็นก็ตาม อุปกรณ์อุตสาหกรรมประเภทกังหันปรากฏเฉพาะในปลายศตวรรษที่ 19 หลังจากการสร้างโดย Swede Gustaf Laval ซึ่งเป็นหน่วยกำลังที่ใช้งานอยู่เครื่องแรกของโลกที่ติดตั้งหัวฉีด วิศวกร Parsons ทำงานในทิศทางเดียวกันโดยประมาณ โดยเตรียมเครื่องจักรของเขาด้วยขั้นตอนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน
กำเนิดกังหันก๊าซ
หนึ่งศตวรรษก่อนหน้านี้ John Barber คนหนึ่งเกิดไอเดียอันยอดเยี่ยมขึ้นมา ทำไมคุณต้องให้ความร้อนไอน้ำก่อน การใช้ก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยตรงจะไม่ง่ายกว่าหรือจึงช่วยลดการไกล่เกลี่ยที่ไม่จำเป็นในกระบวนการแปลงพลังงาน นี่คือลักษณะของกังหันก๊าซจริงเครื่องแรก สิทธิบัตรปี 1791 สรุปแนวคิดพื้นฐานสำหรับใช้ในรถม้า แต่ในปัจจุบัน องค์ประกอบของสิทธิบัตรดังกล่าวถูกนำมาใช้ในจรวด รถถังบนเครื่องบิน และเครื่องยนต์ของรถยนต์สมัยใหม่ กระบวนการสร้างเครื่องยนต์ไอพ่นเริ่มต้นในปี 1930 โดย Frank Whittle เขามีความคิดที่จะใช้กังหันในการขับเคลื่อนเครื่องบิน ต่อมาได้รับการพัฒนาในโครงการเทอร์โบพร็อปและเทอร์โบเจ็ทหลายโครงการ
กังหันก๊าซนิโคลา เทสลา
นักวิทยาศาสตร์นักประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงมักจะเข้าหาประเด็นที่เขาศึกษาด้วยวิธีที่ไม่ได้มาตรฐานเสมอ ทุกคนเห็นได้ชัดว่าล้อที่มีไม้พายหรือไม้พาย "จับ" การเคลื่อนไหวของตัวกลางได้ดีกว่าวัตถุแบน ในลักษณะเฉพาะของเขา Tesla ได้พิสูจน์ว่าหากคุณประกอบระบบโรเตอร์จากดิสก์ที่จัดเรียงตามลำดับบนแกน จากนั้นเนื่องจากการไหลของก๊าซจับชั้นขอบเขต มันจะไม่หมุนแย่ลงและในบางกรณี ดียิ่งขึ้นกว่า ใบพัดหลายใบ จริงอยู่ทิศทางของสื่อที่เคลื่อนที่จะต้องเป็นแบบสัมผัสซึ่งไม่สามารถทำได้หรือเป็นที่ต้องการในหน่วยสมัยใหม่เสมอไป แต่การออกแบบนั้นง่ายขึ้นอย่างมาก - ไม่ต้องใช้ใบมีดเลย ยังไม่ได้สร้างกังหันก๊าซตามโครงการของ Tesla แต่บางทีแนวคิดนี้อาจเป็นเพียงการรอเวลาเท่านั้น
แผนภาพ
ตอนนี้เกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานของเครื่อง เป็นการผสมผสานระหว่างระบบหมุนที่ติดตั้งบนแกน (โรเตอร์) และชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง (สเตเตอร์) ดิสก์ที่มีใบมีดทำงานวางอยู่บนเพลาทำให้เกิดโครงตาข่ายศูนย์กลางซึ่งสัมผัสกับก๊าซที่จ่ายภายใต้ความกดดันผ่านหัวฉีดพิเศษ จากนั้นก๊าซที่ขยายตัวจะเข้าสู่ใบพัดซึ่งติดตั้งใบมีดที่เรียกว่าคนงานด้วย ท่อพิเศษใช้สำหรับไอดีของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงและทางออก (ไอเสีย) ยังอยู่ใน โครงการทั่วไปมีคอมเพรสเซอร์เข้ามาเกี่ยวข้อง สามารถทำตามหลักการที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับแรงดันใช้งานที่ต้องการ ในการใช้งาน พลังงานส่วนหนึ่งจะถูกดึงออกจากแกนและนำไปใช้ในการอัดอากาศ กังหันก๊าซทำงานผ่านกระบวนการเผาไหม้ของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิง พร้อมด้วยปริมาณที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เพลาหมุนพลังงานสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ วงจรดังกล่าวเรียกว่าวงจรเดียว แต่ถ้าทำซ้ำจะถือว่าเป็นหลายขั้นตอน
ข้อดีของกังหันเครื่องบิน
ประมาณกลางทศวรรษที่ห้าสิบมีเครื่องบินรุ่นใหม่ปรากฏขึ้นรวมถึงเครื่องบินโดยสาร (ในสหภาพโซเวียต ได้แก่ Il-18, An-24, An-10, Tu-104, Tu-114, Tu-124 ฯลฯ ) ในการออกแบบซึ่งในที่สุดเครื่องยนต์ลูกสูบของเครื่องบินก็ถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์กังหันอย่างไม่อาจเพิกถอนได้ ซึ่งบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของโรงไฟฟ้าประเภทนี้ คุณลักษณะของกังหันแก๊สนั้นเหนือกว่าคุณลักษณะของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านอัตราส่วนกำลัง/น้ำหนัก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบิน เช่นเดียวกับตัวชี้วัดความน่าเชื่อถือที่สำคัญเท่าเทียมกัน ลดการใช้เชื้อเพลิง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลง พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น ลดเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน กังหันมีความสำคัญน้อยกว่าต่อคุณภาพเชื้อเพลิง (ซึ่งไม่สามารถพูดถึงระบบเชื้อเพลิงได้) บำรุงรักษาได้ง่ายกว่า และไม่ต้องการน้ำมันหล่อลื่นมากนัก โดยทั่วไปเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนว่าพวกเขาไม่ได้ทำจากโลหะ แต่มีข้อได้เปรียบที่มั่นคง อนิจจาสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง
เครื่องยนต์กังหันแก๊สก็มีข้อเสียเช่นกัน
กังหันก๊าซจะร้อนขึ้นระหว่างการทำงานและถ่ายเทความร้อนไปยังองค์ประกอบโครงสร้างโดยรอบ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการบิน อีกครั้ง เมื่อใช้โครงร่างที่ได้รับการปรับเปลี่ยน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการล้างส่วนล่างของส่วนท้ายด้วยกระแสน้ำเจ็ต และตัวเรือนเครื่องยนต์เองก็ต้องการฉนวนกันความร้อนพิเศษและการใช้วัสดุทนไฟพิเศษที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้
การระบายความร้อนของกังหันก๊าซถือเป็นความท้าทายทางเทคนิคที่ซับซ้อน ไม่ใช่เรื่องตลก พวกมันทำงานในโหมดการระเบิดถาวรที่เกิดขึ้นในร่างกาย ประสิทธิภาพในบางโหมดต่ำกว่าเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์อย่างไรก็ตามเมื่อใช้วงจรคู่ข้อเสียเปรียบนี้จะถูกกำจัดแม้ว่าการออกแบบจะซับซ้อนมากขึ้นเช่นเดียวกับกรณีที่รวมคอมเพรสเซอร์ "เพิ่ม" ไว้ในวงจร การเร่งความเร็วกังหันและเข้าสู่โหมดการทำงานต้องใช้เวลาพอสมควร ยิ่งเครื่องสตาร์ทและหยุดบ่อยเท่าไรก็ยิ่งเสื่อมสภาพเร็วขึ้นเท่านั้น
การสมัครที่ถูกต้อง
ไม่มีระบบใดที่ปราศจากข้อบกพร่อง สิ่งสำคัญคือต้องหาการใช้งานสำหรับแต่ละรายการซึ่งจะแสดงข้อดีของมันให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น รถถังอย่าง American Abrams ซึ่งมีโรงไฟฟ้าที่ใช้กังหันแก๊ส สามารถเติมทุกสิ่งที่ลุกไหม้ได้ ตั้งแต่น้ำมันเบนซินออกเทนสูงไปจนถึงวิสกี้ และให้พลังงานมหาศาล ตัวอย่างนี้อาจไม่ประสบความสำเร็จนัก เนื่องจากประสบการณ์ในอิรักและอัฟกานิสถานได้แสดงให้เห็นความเปราะบางของใบพัดคอมเพรสเซอร์ต่อทราย กังหันก๊าซจะต้องได้รับการซ่อมแซมในสหรัฐอเมริกาที่โรงงานผลิต การเอาถังไปส่งกลับ และค่าบำรุงรักษาเอง พร้อมอะไหล่...
เฮลิคอปเตอร์ รัสเซีย อเมริกา และประเทศอื่นๆ รวมถึงเรือเร็วที่ทรงพลัง ประสบปัญหาการอุดตันน้อยกว่า จรวดเหลวไม่สามารถทำได้หากไม่มีพวกมัน
เรือรบสมัยใหม่และเรือพลเรือนก็มีเครื่องยนต์กังหันแก๊สเช่นกัน และยังมีพลังงาน
โรงไฟฟ้าไตรเจเนอเรเตอร์
ปัญหาที่ผู้ผลิตเครื่องบินต้องเผชิญไม่ใช่เรื่องน่ากังวลสำหรับผู้ผลิตเครื่องบิน อุปกรณ์อุตสาหกรรมเพื่อการผลิตไฟฟ้า ในกรณีนี้ น้ำหนักไม่สำคัญอีกต่อไป และคุณสามารถมุ่งเน้นไปที่พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพโดยรวมได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันแก๊สมีโครงขนาดใหญ่ โครงที่เชื่อถือได้ และใบพัดที่หนากว่า ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะใช้ความร้อนที่เกิดขึ้น ใช้สำหรับความต้องการที่หลากหลาย ตั้งแต่การรีไซเคิลครั้งที่สองในตัวระบบเอง ไปจนถึงการทำความร้อนภายในอาคารและการจ่ายความร้อนของหน่วยทำความเย็นแบบดูดซับ วิธีการนี้เรียกว่า trigenerator และมีประสิทธิภาพในโหมดนี้เข้าใกล้ 90%
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับกังหันแก๊ส ไม่ได้สร้างความแตกต่างโดยพื้นฐานว่าแหล่งกำเนิดของตัวกลางที่ให้ความร้อนที่ให้พลังงานแก่ใบพัดคืออะไร นี่อาจเป็นส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้หรือเพียงแค่ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (ไม่จำเป็นต้องเป็นน้ำ) สิ่งสำคัญคือช่วยให้มั่นใจได้ว่าแหล่งจ่ายไฟจะไม่ถูกรบกวน ที่แกนกลางของมัน โรงไฟฟ้าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เรือดำน้ำ เรือบรรทุกเครื่องบิน เรือตัดน้ำแข็ง และเรือผิวน้ำทางทหารบางลำ ( เรือลาดตระเวนขีปนาวุธตัวอย่างเช่น "ปีเตอร์มหาราช" มีพื้นฐานมาจากกังหันก๊าซ (GTU) ที่หมุนด้วยไอน้ำ ปัญหาด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมเป็นตัวกำหนดวงจรหลักแบบปิด ซึ่งหมายความว่าสารระบายความร้อนปฐมภูมิ (ในตัวอย่างนี้บทบาทนี้แสดงโดยตะกั่ว ตอนนี้ถูกแทนที่ด้วยพาราฟินแล้ว) จะไม่ออกจากโซนเครื่องปฏิกรณ์ โดยไหลไปรอบ ๆ องค์ประกอบของเชื้อเพลิงเป็นวงกลม สารทำงานจะถูกให้ความร้อนในวงจรต่อมาและระเหยไป คาร์บอนไดออกไซด์ฮีเลียมหรือไนโตรเจนหมุนวงล้อกังหัน
ประยุกต์กว้าง
การติดตั้งที่ซับซ้อนและขนาดใหญ่มักจะมีลักษณะเฉพาะเสมอ โดยผลิตเป็นชุดเล็กๆ หรือแม้แต่ทำสำเนาเพียงชุดเดียว ส่วนใหญ่แล้วหน่วยที่ผลิตในปริมาณมากจะใช้ในภาคเศรษฐกิจที่สงบสุขเช่นสำหรับการสูบวัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนผ่านท่อ สิ่งเหล่านี้ล้วนผลิตโดยบริษัท ODK ภายใต้แบรนด์ Saturn กังหันก๊าซของสถานีสูบน้ำสอดคล้องกับชื่ออย่างสมบูรณ์ พวกเขาสูบก๊าซธรรมชาติโดยใช้พลังงานในการทำงาน
