Factori de influență și parametri măsurați privind turbinele cu gaze și importanța acestora pentru optimizarea eficienței și emisiilor.
Turbinele cu gaze și domeniile lor de aplicabilitate în industrie
Datorită performanțelor lor remarcabile în intervalul de sarcină maximă, turbinele cu gaz s-au dovedit a fi componente esențiale și fiabile în numeroase aplicații industriale. Turbinele cu gaz sunt utilizate în special în sectorul producției de energie electrică și termică, precum și în industria petrolieră și a gazelor. În producția industrială de energie, turbinele cu gaz asigură acoperirea vârfurilor de consum și produc căldură pentru clădiri. Domeniile de utilizare frecvente sunt: sistemele de turbine de gaze, centralele de generare a energiei termice și electrice (CHP) și centralele de cogenerare. Prin utilizarea unei combinații de turbine cu gaze și abur se poate obține un nivel deosebit de ridicat al eficienței energetice. Turbinele cu gaze funcționează cu combustibili lichizi sau gazoși, precum gazele naturale, benzina, motorina, țițeiul sau petrolul. Optimizarea procesului, caracterizat de un consum mare de combustibil și un nivel ridicat de gaze de evacuare, la cel mai înalt grad de eficacitate, presupune o interacțiune complexă între parametrii gazelor de evacuare și setările procesului de combustie ale turbinei cu gaze - baza unui randament optim. Este important ca tehnicianul de service să înțeleagă principiul de funcționare a procesului de combustie și influența parametrilor individuali de măsurare asupra performanței și emisiilor de poluanți ale turbinelor cu gaze.
Principiul de funcționare și eficacitatea turbinelor cu gaze
Turbinele cu gaze sunt motoare de combustie alcătuite din trei componente: un compresor preliminar, camera de combustie centrală și turbina efectivă. Designul, performanța și dimensiunea turbinelor cu gaze diferă în funcție de aplicație și de domeniul de utilizare. Cu toate acestea, principiul lor de funcționare rămâne întotdeauna același și se bazează pe procesul ciclului termodinamic al James Prescott Joule („procesul Joule”). Aerul este comprimat prin una sau mai multe trepte ale compresorului, se amestecă apoi cu combustibilul gazos sau lichid în camera de combustie, se aprinde și arde. Din amestecul de aer comprimat și gaz de combustie se obține un gaz fierbinte, care atinge temperaturi de până la +1.000 °C și care iese spre turbina din aval și se dilată.
Energia termică este convertită în energie mecanică. Ulterior, în turbina de expansiune, gazul de evacuare fierbinte, bogat în energie, se dilată aproape la presiunea ambientală, pierzând din viteză. În timpul procesului de expansiune, gazele de evacuare transferă putere turbinei. Aproximativ 2/3 din această putere este necesară pentru a acționa compresorul (admisia de aer). Un generat conectat direct convertește energia mecanică în energie electrică. Aproximativ ¹/₃ din puterea de ieșire rămâne disponibilă în partea cu presiune joasă pentru un al doilea sistem de acționare, de exemplu, pentru acționarea unui generator, rotor, compresor sau a unei pompe, înainte ca gazul fierbinte să fie redirecționat spre un cazan recuperator de căldură aflat în aval având rol de încălzire a clădirilor.
Analizarea corectă a concentrațiilor gazelor de evacuare
Concentrația de gaze de evacuare eliberate oferă informații importante despre eficiența combustiei și despre modul în care aceasta poate fi crescută. Conținutul de O₂ din gazele de ardere poate fi folosit pentru a analiza raportul combustibil/aer, de exemplu. Valorile pentru CO și NOX oferă informații despre starea curentă a sistemului și despre respectarea valorilor limită privind emisiile. Aportul de aer și temperatura corelată a camerei de combustie influențează comportamentul emisiilor de la turbina cu gaze.
Provocări în punerea în funcțiune, operarea și întreținerea turbinelor cu gaze
În măsurarea emisiilor la turbinele cu gaze, provocarea constă în măsurarea nu doar a concentrațiilor foarte mari ci și a celor foarte mici. La punctul de operare corect, turbinele cu gaze reglate în mod optim emit doar niveluri reduse de CO și NOX. Cu toate acestea, pot apărea concentrații mari de gaze, de exemplu atunci când instalația este pornită în vederea verificării și emisiile se măsoară la diferite niveluri de sarcină. În special în etapa de pornire are loc un maxim al concentrației de gaze care nu poate fi compensat printr-un senzor de tip low fără diluție.
Acesta a fost doar un mic fragment. Doriți să aflați mai multe? Completați formularul de mai jos și veți primi documentul complet în format PDF pe e-mail. Absolut gratuit.
Formular de înregistrare
