تجهیزات نیروگاه گازی : نیروگاه گازی یا نیروگاه گاز طبیعی، نیروگاه حرارتی است که برای تولید برق گاز طبیعی می سوزاند. نیروگاه های گاز طبیعی تقریباً یک چهارم برق جهان و بخش قابل توجهی از انتشار گازهای گلخانه ای جهانی و در نتیجه گرم شدن کره زمین تولید می کنند. با این حال آنها می توانند تولید فصلی قابل انعطاف را برای تعادل بخشیدن به انرژی تجدید پذیر متغیر در جایی که انرژی برق یا اتصال دهنده های برق در دسترس نیست فراهم کنند.
بنابرابن نیروگاه گازی نوعی نیروگاه سوخت فسیلی است که در آن انرژی شیمیایی ذخیره شده در گاز طبیعی که عمدتا متان است، به طور متوالی به انرژی گرمایی، مکانیکی و در نهایت انرژی الکتریکی تبدیل می شود. اگرچه آنها برای تبدیل انرژی گرمایی به کار مفید نمی توانند از حد چرخه کار نو عبور کنند، اما گرمای بیش از حد ممکن است در نیروگاه های تولید همزمان برای گرم کردن ساختمان ها، تولید آب گرم یا گرم کردن مواد در مقیاس صنعتی استفاده شود.
تجهیزات نیروگاه گازی
در حقیقت مهم ترین بخش تجهیزات نیروگاه های گازی توربین گاز است.
توربین گاز
توربین گازی قطعه ای از تجهیزات نیروگاه گازی است که با استفاده از گاز داغ تولید شده توسط سوزاندن هوای فشرده و سوخت، توربین را می چرخاند و جز equipment اصلی تجهیزات نیروگاه های سیکل ترکیبی و تولید همزمان است. با توجه به افزایش تمایل به حفظ محیط زیست و مسائل مربوط به بار تولید برق در سالهای اخیر، انتظار می رود که تقاضا برای توربین های گازی با عملکرد بالا، قابلیت اطمینان، تنوع سوخت و کاهش انتشار سمی افزایش یابد.
بازده توربین گاز
در حقیقت بخش زیادی از انرژی در توربین گاز از بین می‌رود. به همین سبب، دلایلی چون خروج گاز با دمای زیاد، صرف حدود دو سوم توان توربین در کمپرسور و نمیتوان از سوخت جامد استفاده کرد و باعث میشود که توربین گاز بازده پایینی داشته باشد. از پارامترهای مؤثر بر بازده چرخه توربین گاز (چرخه برایتون Brayton Cycle) می‌توان به نسبت فشار یا نسبت تراکم کمپرسور، دمای محیط، دمای احتراق و بازده کمپرسور اشاره کرد. بر همین جهت می‌توان راه‌های زیر را در جهت افزایش بازده توربین گاز پیشنهاد داد:
- افزایش دمای ورودی به توربین گاز
افزایش بازده توربین و کمپرسور
اصلاح چرخه توربین گاز
بهبود مقاومت مواد مورد استفاده در توربین و کمپرسور در برابر دما
بهبود راه‌های خنک‌کاری توربین
طراحی‌های جدید توربوماشین‌ها
بهبود روش‌های نگهداری کمپرسورها و توربین‌ها
کمپرسور
به انگلیسی: Compressor یک دستگاه مکانیکی است که با کاهش حجم گازها، فشار آنها را افزایش می‌دهد. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات، کمپرسورها هوا را فشرده کرده و به قسمت احتراق می‌فرستند.
از کمپرسورها برای فشرده‌کردن گازها استفاده میشود. در حقیقت کمپرسورها با صرف انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به درون خود مکیده، آن را فشرده میکنند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده میشود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پرفشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز کاهش یابد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. کمپرسور هوا گونه ای از کمپرسورها میباشد.
کمپرسورها به دو نوع دینامیکی (Dynamic) و جابه‌جایی مثبت (Positive Displacement) تقسیم می‌شوند. کمپرسورهای دینامیکی خود به دو نوع «جریان محوری» (Axial) و «جریان شعاعی» (Radial Flow) تقسیم می‌شوند.
محفظه احتراق
در حقیقت وظیفه اصلی یک اتاق احتراق دریافت هوای فشرده از خروجی کمپرسور و انجام عمل احتراق کامل روی سوخت‌های وارد شده به آن، به شکل مداوم است. به منظور دستیابی به این هدف، طراحان اتاق‌های احتراق در توربین‌های گاز مدل‌های مختلفی را طراحی میکنند. در طراحی یک اتاق احتراق پارامترهای متعددی چون اطمینان از احتراق کامل سوخت، ایجاد فضای مورد نیاز در کوچکترین حجم ممکن، افت فشار کم، توزیع درجه حرارت یکسان در خروجی اتاق احتراق، کنترل دمای قطعات به کار رفته در ساختمان یک اتاق احتراق، پایداری شعله، عدم تشکیل کک و سایر اکسیدهای سوخت، حداقل بودن گازهای سمی در محصولات احتراق در نظر گرفته میشود. عموماً انواع متداول آنها در صنعت به صورت‌های زیر میباشد:
از یک اتاق احتراق بزرگ که به شکل عمودی نسبت به شفت قرار دارد، استفاده میشود.
از دو اتاق احتراق نسبتاً بزرگ در دو طرف توربین و به صورت افقی نسبت به زمین قرار دارند.
از یک محفظه احتراق بزرگ و مشعل در مرکز قرار گرفته‌است.
از تعدادی اتاق احتراق حلقوی در دور تا دور کمپرسور با تعداد زیادی از نازل سوخت پاش استفاده میشود.
دیگر تجهیزات توربین نیروگاه گازی
تا این قسمت مقاله، تجهیزات اساسی توربین گاز را معرفی کردیم. دیگر بخش‌های متصل به توربین گاز عبارتند از:
پره‌های هدایت‌کننده هوای ورودی
اگزوز
اجزای راه‌اندازی شامل: دیزل (راه انداز اولیه)، مبدل گشتاور، رچت، کلاچ راه‌انداز و جعبه‌دنده کمکی
محور توربین
محور کمپرسور
محور ژنراتور
جعبه‌دنده بار
یاتاقان‌ها
