Ein Gasturbinenverfahren mit geschlossenem Kreislauf wird angewendet, um die Nachteile eines zu überwinden Gasturbine mit offenem Kreislauf Methode. Die Korrosion und Erosion von Turbinenschaufeln ist der Hauptnachteil in einem offenen Kreislauf. Dieser Nachteil kann überwunden werden, indem ein Arbeitsmedium von höchster Qualität (Luft oder Helium, Argon, Wasserstoff oder Neon) verwendet wird, das sich nicht mit dem Kraftstoff in der Brennkammer vermischt. Der andere Vorteil der Verwendung eines geschlossenen Kreislaufverfahrens besteht darin, dass die Wärmeabgabe von Abgasen in einem Nachkühler oder Nachheizgeräten oder Wärmetauschern erfolgt. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über diese Turbine, ihre Funktionsweise sowie ihre Vor- und Nachteile.

“eine variable Stromversorgung aufbauen ”

Was ist eine Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf?

Eine Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf kann als Gas definiert werden Turbine , was die Nachteile der Gasturbine mit offenem Kreislauf überwindet. Bei diesem Turbinentyp zirkuliert die Luft innerhalb der Gasturbine mit Hilfe eines Kompressors, einer Wärmekammer, einer Gasturbine und einer Kühlkammer kontinuierlich. Die Verhältnisse von Druck , Temperatur und Luftgeschwindigkeiten sind bei diesem Typ konstant. Es führt einen thermodynamischen Zyklus durch, dh das Arbeitsfluid wird immer wieder zirkuliert und kontinuierlich verwendet, ohne das System zu verlassen.

Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf

ZU Gasturbinendiagramm mit geschlossenem Kreislauf ist sehr einfach und enthält Komponenten wie ein Kompressor, eine Wärmekammer und eine Gasturbine. Der Generator, der Kompressor und die Kühlkammer werden von der Gasturbine angetrieben. Das Diagramm hierzu ist unten dargestellt.

Das Gas wird im Kompressor komprimiert.
Das Druckgas wird in der Heizkammer erwärmt.
Die Gasturbine hilft bei der Stromerzeugung.
Strom wird von der erzeugt Generator unter Verwendung einer Gasturbine
Die Kühlung der von der Turbine geleiteten Gase wird in der Kühlkammer gekühlt.

Effizienz

Das Wirkungsgrad einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf kann mit Hilfe des T-S-Diagramms wie unten gezeigt erklärt werden.

T-S Diagramm

Die Effizienz hierfür kann angegeben werden als:

n = (verfügbares Netzwerk) / Eingangswärme

n = Cp (Wt - Wc) / Eingangswärme

n = 1 - [(T4-T1) / (T3-T2)]

Wobei „Wt“ = Arbeit der Gasturbine pro kg Luft = Cp (T2-T3)

'Wc' = Arbeit wird vom Kompressor pro kg Luft = Cp (T1-T4) erledigt.

Der konstante Druck „Cp“ wird in KJ oder Kg gemessen

'T' = Temperatur

Eingangswärme = Cp (T3-T2)

Der Wirkungsgrad dieser Turbine ist höher als der der Gasturbine mit offenem Kreislauf

Funktionsprinzip der Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf

Das Funktionsprinzip einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf basiert auf dem Brayton-Zyklus oder dem Joule-Zyklus.
Bei diesem Gasturbinentyp wird der Kompressor verwendet, um das Gas isotrop zu komprimieren, und das resultierende komprimierte Gas strömt in die Heizkammer. Das Rotor In dieser Turbine wird ein Kompressor vom Typ bevorzugt.

Eine externe Quelle wird zum Erhitzen der Druckluft verwendet und dann über die Turbinenschaufeln geleitet.
Wenn das Gas über die Turbinenschaufeln strömt, wird es expandiert und es kann in die Kühlkammer gelangen und wird abgekühlt. Das Gas wird gekühlt, indem die Wasserzirkulation bei konstantem Druck auf ihre Anfangstemperatur gebracht wird.

Wieder wird das Gas in den Kompressor geleitet und der Vorgang wiederholt.
In dieser Turbine zirkuliert das gleiche Gas wiederholt.
Die Komplexität des Systems und die Kosten würden sich erhöhen, wenn das in der Turbine verwendete Arbeitsfluid / -medium nicht Luft ist. Dies kann zu Problemen führen und ist schwer zu lösen.

Unterschied zwischen Gasturbine mit offenem und geschlossenem Kreislauf

Die Wärmequelle, die Art der zum Arbeiten verwendeten Flüssigkeit, die Umluft, die Kapazität der Turbinenschaufeln, die Kosten für Wartung und Installation usw. machen den Unterschied zwischen der offenen und der geschlossenen Gasturbine aus. Die Zirkulation des Arbeitsmediums ist der Hauptunterschied.

Gasturbine mit offenem Kreislauf	Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf
Bei diesem Typ wird die Brennkammer zum Erhitzen von Druckluft verwendet. Aufgrund des Vermischens von Produkten in der Brennkammer und erwärmter Luft bleibt das Gas nicht konstant.	Bei diesem Typ erwärmt die Heizkammer die Druckluft, die vor dem Erhitzen zunächst komprimiert wird. Wenn eine externe Quelle die Luft erwärmt, bleibt das Gas konstant.
Die aus der Turbine austretende Gasmenge wird in der Atmosphäre abgesaugt	Die aus der Gasturbine austretende Gasmenge darf in die Kühlkammer gelangen.
Der Austausch der Arbeitsflüssigkeit wird fortgesetzt	Die Zirkulation des Arbeitsmediums wird fortgesetzt.
Das Arbeitsmedium ist Luft	Für bessere thermodynamische Eigenschaften wird Helium als Arbeitsmedium verwendet
Wenn die Luft in der Brennkammer kontaminiert wird, führt dies zu einem früheren Verschleiß der Turbinenschaufeln	Da beim Durchgang durch die Heizkammer keine Verunreinigung des eingeschlossenen Gases auftritt, werden die Turbinenschaufeln nicht früher abgenutzt
Wird hauptsächlich zum Bewegen von Fahrzeugen verwendet	Wird hauptsächlich für stationäre Installationen und Schiffsanwendungen verwendet.
Die Wartungskosten sind gering	Die Wartungskosten sind hoch
Die Einbaumasse pro KW ist geringer	Einbaumasse pro KW ist mehr.

Vorteile

Das Vorteile einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf sind

Hoher thermischer Wirkungsgrad bei jeder Temperaturgrenze und jedem Druckverhältnis
Jede Art von Arbeitsflüssigkeit kann mit niedrigem Kalorienwert verwendet werden. Zum Beispiel Helium.
Keine Korrosion.
Eine interne Reinigung ist nicht erforderlich.
Nacherhitzer können verwendet werden, um das Wasser für die Warmwasserversorgung für Haushalts- und Industriezwecke zu erwärmen.
Die Größe der Gasturbine ist klein
Ein Druckanstieg ergibt einen besseren Wärmeübertragungskoeffizienten im Wärmetauscher
Der Flüssigkeitsreibungsverlust ist geringer.

Nachteile

Das Nachteile einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf sind

“Komplexe Befehlssatz-Computerarchitektur ”

Da das gesamte System unter hohem Druck mit einem Arbeitsmedium (Medium) arbeitet, erhöhen sich die Kosten.
Es erfordert einen großen Lufterhitzer und es reicht nicht aus, wenn die Brennkammer im offenen Kreislauf verwendet wird.
Wird in Luftfahrttriebwerken nicht verwendet, da diese Art von Gasturbine Kühlwasser verwendet.
Komplexes System und sollte bei hohem Druck widerstehen.

Anwendungen

Das Gasturbinenanwendungen mit geschlossenem Kreislauf das Folgende einschließen.

Wird zur Stromerzeugung verwendet
Wird in vielen industriellen Anwendungen verwendet
Verwendet in Schiffsantrieben, Lokomotiven, Kraftfahrzeugen
Wird in der Luftfahrt verwendet, um den Jet Propulsion mit Strom zu versorgen

Hier dreht sich also alles um den geschlossenen Kreislauf Gasturbine - Diagramm , Arbeitsweise, Effizienz und Unterschiede, Vor- und Nachteile sowie Anwendungen. Hier ist eine Frage an Sie: „Was sind die Nachteile der Gasturbine mit offenem Kreislauf? „