Bagaimana Pembangkit Listrik Turbin Gas Bekerja

 


Turbin pembakaran (gas) yang dipasang di banyak pembangkit listrik berbahan bakar gas alam saat ini adalah mesin yang rumit, tetapi pada dasarnya melibatkan tiga bagian utama:

  • The kompresor , yang menarik udara ke dalam mesin, pressurizes itu, dan feed ke ruang bakar dengan kecepatan ratusan mil per jam.
  • Sistem pembakaran , biasanya terdiri dari cincin injektor bahan bakar yang menginjeksikan aliran bahan bakar yang stabil ke dalam ruang pembakaran yang bercampur dengan udara. Campuran dibakar pada suhu lebih dari 2000 derajat F. Pembakaran menghasilkan aliran gas bertekanan tinggi bersuhu tinggi yang masuk dan mengembang melalui bagian turbin.
  • Turbin adalah rangkaian rumit dari bilah penampang aerofoil alternatif yang tidak bergerak dan berputar. Saat gas pembakaran panas mengembang melalui turbin, ia memutar bilah yang berputar. Pisau yang berputar menjalankan fungsi ganda: menggerakkan kompresor untuk menarik lebih banyak udara bertekanan ke bagian pembakaran, dan memutar generator untuk menghasilkan listrik.

Cara kerja pembangkit listrik tenaga gas Turbin gas berbasis darat terdiri dari dua jenis: (1) mesin rangka berat dan (2) mesin aeroderivatif. Mesin rangka berat dicirikan oleh rasio tekanan yang lebih rendah (biasanya di bawah 20) dan secara fisik cenderung besar. Rasio tekanan adalah rasio tekanan pelepasan kompresor dan tekanan udara masuk. Mesin aeroderivatif berasal dari mesin jet, sesuai dengan namanya, dan beroperasi pada rasio kompresi yang sangat tinggi (biasanya lebih dari 30). Mesin aeroderivatif cenderung sangat kompak dan berguna di mana output daya yang lebih kecil dibutuhkan. Karena turbin rangka besar memiliki keluaran daya yang lebih tinggi, turbin tersebut dapat menghasilkan jumlah emisi yang lebih besar, dan harus dirancang untuk mencapai emisi polutan yang rendah, seperti NOx.

Salah satu kunci efisiensi bahan bakar-ke-daya turbin adalah suhu pengoperasiannya. Temperatur yang lebih tinggi umumnya berarti efisiensi yang lebih tinggi, yang pada gilirannya, dapat menghasilkan pengoperasian yang lebih ekonomis. Gas yang mengalir melalui turbin pembangkit listrik dapat mencapai suhu 2300 derajat F, tetapi beberapa logam kritis dalam turbin dapat menahan suhu hanya setinggi 1500 hingga 1700 derajat F. Oleh karena itu, udara dari kompresor dapat digunakan untuk pendinginan. komponen turbin utama, mengurangi efisiensi termal akhir.

Salah satu pencapaian utama program turbin lanjutan Departemen Energi adalah untuk menembus batasan suhu turbin sebelumnya, menggunakan kombinasi teknologi pendinginan inovatif dan material canggih. Turbin canggih yang muncul dari program penelitian Departemen mampu meningkatkan suhu masuk turbin hingga setinggi 2600 derajat F - hampir 300 derajat lebih panas daripada turbin sebelumnya, dan mencapai efisiensi setinggi 60 persen.

Cara lain untuk meningkatkan efisiensi adalah dengan memasang recuperator atau pembangkit uap pemulihan panas (HRSG) untuk memulihkan energi dari knalpot turbin. Recuperator menangkap panas buangan dalam sistem pembuangan turbin untuk memanaskan terlebih dahulu udara buangan kompresor sebelum memasuki ruang bakar. HRSG menghasilkan uap dengan menangkap panas dari knalpot turbin. Boiler ini juga dikenal sebagai generator uap pemulihan panas. Steam bertekanan tinggi dari boiler ini dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik tambahan dengan turbin uap, konfigurasi yang disebut siklus gabungan.

Turbin gas siklus sederhana dapat mencapai efisiensi konversi energi antara 20 dan 35 persen. Dengan suhu yang lebih tinggi yang dicapai dalam program turbin Departemen Energi, pembangkit listrik siklus gabungan turbin gas berbahan bakar hidrogen dan gas syn di masa depan kemungkinan besar akan mencapai efisiensi 60 persen atau lebih. Ketika limbah panas ditangkap dari sistem ini untuk keperluan pemanas atau industri, efisiensi siklus energi secara keseluruhan bisa mendekati 80 persen.

Postingan Populer