TURBIN GAS

TURBIN GAS

Siklus dan Efisiensi

 proses signifikan yang telah dibuat dalam peningkatan efisiensi panas pada siklus sedderhana turbin gas untuk mendorong kapal selama bertahun-tahun. R dan D mencoba untuk meningkatkan ekonomi part-load dan mengurangi biaya bahan bakar dibandingkan dengan memiliki mesin diesel. Pada tahun 1960 turbingas kapal memiliki efisiensi kira-kira 25% dari nilai kekuatannya, ketika generasi kedua aero derivatives diperkenalkan pada tahun 1970 dengan efisiensi sekitar 35%. Manfaat berikutnya  desain terbaru, bahan dan teknik pendinginan baru, dan kesepadanan yang tepat pada ratio tekanan kompresor memiliki hasul yang yang lebih besar pada beberapa siklus sederhana turbin yang besar mencapai lebih 40%, gambar 31,5

gambar 31,5 perbandingan kurva konsumsi bahan bakar dengan siklus turbin gas dan mesin diesel two-stroke dengan kecepatan rendah.

            Siklus gas turbin yang lebih kompleks dapat mengantarkan pada pendekatan konsumsi bahan bakar yang secara lebih dekatdengan karakteristik kurva yang lebih landai pada mesin diesel yang lebih besar.  Efisiensi part load dapatdapat ditingkatkan dengan berbagai cara, khususnya melalui siklus intercooled recuperated (TCR) dengan menggunakan alat pembuangan uap atau gas untuk memanaskan combuster inlet (figure 31.6). metode ini dipilih pada turbin gas wr-21(dirinci pada sesi rolls-royce berikut). Dimana telah mencapai efisiensi panas 40% pada jarak operasi 80% (siklus lanjutan pertama turbin gas rollis-roys RM60 teleh beroperasi pada HMS grey Goose selama 4 tahun dari 1953. Sungguh sial, kerumitan tekhnis intercooling recuperation, komersil, tetapi turbin terbukti reliable dan efisien selama pelayanan singkat secara koperatif.

Gambar Skema tata letak 31,6 intercooled-sembuh (ICR) siklus dan sederhana-siklus gas
turbin (Rolls-Royce)

contohnya sendiri aero MQ-8 yang diturunkan dari turbin gas yang dikembangkan untuk kelautan digunakan (lihat di bawah). Desainer Jepang menyelidiki berbagai metode

meningkatkan efisiensi dan daya termal output serupa tingkat seperti yang dari mesin diesel, dengan fokus pada enam turbin gas siklus konfigurasi (Gambar 31,7):

Gambar 31,7 siklus turbin gas Berbagai konfigurasi (Mitsubishi)

Pounder'S MARINE DIESEL ENGINES DAN turbin gas

- Wikipedia siklus: layout standar yang terdiri dari kompresor, turbin dan combustor.
- Intercooled siklus: sebagai untuk siklus sederhana tapi dengan intercooler ditambahkan untuk meningkatkan kinerja melalui pengurangan tinggi kompresor tekanan kekuasaan.
- Intercooled sembuh siklus: seperti pada siklus intercooled tetapi dengan yang dipasang untuk memulihkan recuperator panas dari turbin gas knalpot ke saluran masuk combustor.
- Panaskan kembali siklus: seperti untuk siklus sederhana tapi dengan panaskan combustor ditambahkan hilir dari turbin tekanan tinggi.

- Panaskan intercooled siklus: kombinasi intercooled dan panaskan siklus konfigurasi.
- Gabungan siklus: sebuah siklus turbin uap bottoming ditambahkan ke simplecycle turbin gas.

Kondisi utama yang diubah dengan memvariasikan siklus, MHI menjelaskan, adalah masuk turbin tekanan suhu dan rasio (1.150 ∞ C dan 20:1 masing-masing dalam kasus MQ-8 siklus sederhana turbin gas). Studi parametrik dilakukan untuk menetapkan kinerja optimal dari setiap siklus, dalam batas-batas dari apa praktis dapat dicapai dalam hal suhu dan tekanan. Dengan ini dalam pikiran, knalpot turbin maksimum suhu dari 600 ∞ C ditentukan, dan tekanan rasio untuk efisiensi maksimum dan maksimum kekuasaan yang ditentukan untuk setiap siklus.

Efisiensi tertinggi dan kekuasaan itu diperoleh dengan gabungan pilihan siklus, yang memiliki keuntungan lebih lanjut dari rasio tekanan bahkan lebih rendah dari siklus sederhana. Kerugian utama dari siklus kombinasi "adalah fakta bahwa pemulihan panas generator uap fisik besar dan mengandung komponen yang sangat berat. Meskipun ini tidak selalu menjadi masalah dalam aplikasi industri, di mana siklus gabungan umumnya digunakan, itu adalah kerugian besar dalam instalasi laut.

MHI's penyelidikan disukai yang intercooled siklus sembuh, yang menunjukkan efisiensi tinggi dan daya output hanya kedua untuk siklus gabungan. Selain itu, efisiensi maksimum dan maksimum kekuasaan itu identik, pada rasio tekanan dicapai tokoh dari 20 dalam setiap kasus. Dalam non-sederhana siklus dua rasio tekanan nilai-nilai yang jauh terpisah, dengan satu atau lain dari nilai-nilai yang lebih tinggi dari 20, suatu perbandingan yang praktis incurs banyak kerugian. Satunya ICR masalah dengan siklus, menurut MHI, adalah bahwa kedua biaya dan ukuran recuperator harus dikurangi untuk membuatnya lebih diterapkan pada turbin gas laut.

Meskipun variasi tekanan atmosfer, yang penting pertimbangan untuk aero turbin gas, relatif kecil untuk laut unit yang beroperasi pada permukaan laut baik suhu dan kelembaban dapat bervariasi signifikan. Kedua parameter tersebut mempengaruhi panas spesifik udara sebagai fluida kerja di dalam turbin gas. Variasi atmosfer dapat berpengaruh signifikan pada efisiensi termal dan bahan bakar spesifik konsumsi. Suhu udara meningkat, khususnya, mengurangi

efisiensi dan menurunkan ekonomi bahan bakar; memiliki kelembaban relatif kurang pengaruh signifikan, walaupun pada temperatur inlet tinggi kenaikan dalam kelembaban akan memiliki efek buruk pada konsumsi bahan bakar spesifik.

Kondisi utama yang diubah dengan memvariasikan siklus, MHI menjelaskan adalah masuk turbin tekanan suhu dan rasio (1.150 ∞ C dan 20:1 masing-masing dalam kasus MQ-8 siklus sederhana turbin gas). Studi parametrik dilakukan untuk menetapkan kinerja optimal dari setiap siklus, dalam batas-batas dari apa praktis dapat dicapai dalam hal suhu dan tekanan. Dengan ini dalam pikiran, knalpot turbin maksimum suhu dari 600 ∞ C ditentukan, dan tekanan rasio untuk efisiensi maksimum dan maksimum kekuasaan yang ditentukan untuk setiap siklus Efisiensi tertinggi dan kekuasaan itu diperoleh dengan gabungan pilihan siklus, yang memiliki keuntungan lebih lanjut dari rasio tekanan bahkan lebih rendah dari siklus sederhana. Kerugian utama dari combined cycle "adalah fakta bahwa pemulihan panas generator uap fisik besar dan mengandung komponen yang sangat berat. Meskipun ini tidak selalu menjadi masalah dalam aplikasi industri, di mana siklus gabungan umumnya digunakan, itu adalah kerugian besar  alam
instalasi laut.

KESIMPULAN

Siklus gas turbin yang lebih kompleks dapat mengantarkan pada pendekatan konsumsi bahan bakar yang secara lebih dekatdengan karakteristik kurva yang lebih landai pada mesin diesel yang lebih besar. Efisiensi part load dapatdapat ditingkatkan dengan berbagai cara, khususnya melalui siklus intercooled recuperated (TCR) dengan menggunakan alat pembuangan uap atau gas untuk memanaskan combuster inlet

Kondisi utama yang diubah dengan memvariasikan siklus, MHI menjelaskan, adalah masuk turbin tekanan suhu dan rasio (1.150 ∞ C dan 20:1 masing-masing dalam kasus MQ-8 siklus sederhana turbin gas). Efisiensi tertinggi dan kekuasaan itu diperoleh dengan gabungan pilihan siklus, yang memiliki keuntungan lebih lanjut dari rasio tekanan bahkan lebih rendah dari siklus sederhana. Kerugian utama dari siklus kombinasi "adalah fakta bahwa pemulihan panas generator uap fisik besar dan mengandung komponen yang sangat berat.

Meskipun variasi tekanan atmosfer, yang penting pertimbangan untuk aero turbin gas, relatif kecil untuk laut unit yang beroperasi pada permukaan laut baik suhu dan kelembaban dapat bervariasi signifikan.