Gaz Türbini Nasıl Çalışır?
Gaz Türbini Nedir
Gaz türbini, enerji üretimi, ulaşım ve diğer uygulamalar alanında önemli, yaygın ve güvenilir bir cihaz haline gelmiştir. Bir gaz türbini içten yanmalı bir motordur, çeşitli yakıtları yakabilir.
Gaz türbinlerinin kullanım alanları:
1 ila 10+ metre uzunluğunda birçok gaz türbini formu vardır. Gaz türbinleri, tankları, jetleri ve helikopterleri sürmekten enerji üretimine ve endüstriyel güç kullanımlarına kadar çeşitli güç ihtiyaçlarını karşılamak için çok çeşitli biçimlerde gelir .
A Enerji; elektrik enerjisi üretmek için kullanılan gaz türbinlerini tartışıyoruz.
Gaz türbini, yanıcı bir yakıttan mekanik enerji elde etmek için kullanılır. Endüstriyel/elektrik gücü yapmak için kullanılan gaz türbinlerinde mekanik enerji dönen bir şaft şeklinde gelir. Bu şaft muazzam miktarda güç ve torka sahiptir.
Şaftlı bir gaz türbininin kullanım alanları:
Şaft, bir helikopter rotorunu döndürmek, bir kompresörü çalıştırmak (endüstriyel uygulamalarda kullanılmak üzere bir gazı yoğun bir forma “ezmekte”) veya elektrik enerjisi üretmek gibi çeşitli iş türlerini yapmak için başka makinelere bağlanabilir.
Gaz türbini modern dünyamız için kullanışlıdır çünkü nispeten kompakt boyuttadır ve çok fazla güç üretir. Gaz türbinleri Manhattan’daki yedek güç sistemlerinde kullanılmaktadır, örneğin doğal afet nedeniyle şebeke kesintiye uğradığında, gaz türbinleri açılır ve acil kullanımlar için güç üretebilir.
Gaz türbinleri, güç üretmek için petrol platformlarında kullanılır. Petrol platformu, su üzerinde izole edilmiş küçük bir şehir gibidir, bu nedenle çok fazla güç gerektirir ve çok fazla alana sahip değildir. Gaz türbinleri ayrıca petrol rafinerilerinde kırma işlemi için güç sağlamak için kullanılır.
Gaz türbini yakıtı yüksek basınçlı bir yanma odasında yakar, bunun ürünleri bir türbine zorlanır. Bir türbin, merkezi bir şafta bağlı özel olarak tasarlanmış kanatlara sahiptir ve yüksek basınçlı gazlar içinden akarken şaft döner. Şaft inanılmaz bir güçle döner. Şaft genellikle elektrik gücü üreten bir jeneratöre bağlanır. Bazen şaft bir kompresöre bağlanır. Kompresörler, sayısız endüstriyel ve ticari kullanım için gaz veya buharı sıkıştırmak için kullanılır.
Önerilen Makale : Rüzgar Türbinleri
Gaz Türbini Kısa Tarihçesi
Gaz türbinleri iki teknoloji alanından geliştirildi: buhar türbini ve içten yanmalı motor. Bu alanların her ikisi üzerinde yapılan çalışmalar, 1940 sonrası dönemin “Modern Gaz Türbini”nin ortaya çıkmasına yardımcı oldu.
1500 – 1870’ler: Leonardo da Vinci, Gionvanni Branca, John Barber ve diğerleri, hareket yaratmak için sıcak gaz veya buhar kullanan cihazlardan bahseder veya tasarlar. Samuel Brown, Sadi Carnot, Samuel Morel, William Barnett ve diğerleri tarafından eşzamanlı olarak yapılan çalışma, içten yanmalı motorun tasarımını geliştiriyor. Gazların kapalı alanlarda nasıl yandığı ve davrandığı ile ilgili temel anlayış ve teori geliştirilmiştir.
Sir Charles Parsons, İngiltere’nin Cambridge kentinde bir elektrik santralinde kullanılan ilk buhar türbinini yaptı. Charles Curtis (ABD) farklı bir tasarım geliştirir ve patenti General Electric’teki EW Rice’a satar. Rice, Curtis’e kıtada ticari olarak satılan dünyanın en güçlü buhar türbinlerini geliştirmek için ihtiyaç duyduğu tüm insan gücünü ve kaynakları sağlıyor.
Dr. Sanford Moss1903’te gaz türbinleri üzerine bir tez geliştirir, Massachusetts’te GE’ye katılır. Moss 1. Dünya Savaşı sırasında süper turboşarjı geliştirdi. Bu cihaz, bir santrifüj kompresör çalıştıran bir türbin çarkını çalıştırmak için içten yanmalı bir motordan çıkan sıcak egzoz gazlarını kullanır. Bu cihaz motorun güç çıkışını arttırdı. 1918’de GE bir gaz türbini bölümüne başlar. Bu, GE’nin onlarca yıl sonra ticari gaz türbini endüstrisine liderlik etmesi için zemin hazırlıyor. Dr. AA Griffith, hava profillerinden geçen gaz akışına karşı önceki pasajları kullanma yöntemiyle ilgili hayati teoriler geliştirir.
Jet motorları gaz türbini teknolojisini kullanır. Gaz türbinlerinin bu uygulaması ilk olarak 1930-42 döneminden Sir Frank Whittle, Hans von Ohian, Dr. Franz Anslem ve daha fazlası tarafından geliştirilmiştir. Jet motoru geliştirme, ayrı bir sayfada en iyi şekilde tartışılan başka bir konudur.
İlk modern Gaz Türbini:
BCC Brown Boveri & Cie (İsviçre), 1930’lardan başlayarak elektrik üretimi için gaz türbinlerinin geliştirilmesini yürütüyor. Raul pateras de Pescara, Hans von Ohain, Max Hahn, BCC Brown Boveri dışında kendi tasarımlarını geliştiriyor. 1936’da BCC Brown Boveri, Pennsylvania’daki bir rafineri için petrol için katalitik parçalama işleminde kullanılan süper şarjlı bir velox kazan inşa etti. 1939’da İsviçre, Neuchatel’de 4 Megawatt’lık bir elektrik üretim gaz türbini kurulur. Şimdi bu türbini İsviçre’nin Birr kentinde sergileniyor. 1939-2002 yılları arasında çalıştı.
Batı Yarımküre’de elektrik enerjisi üretimi için kullanılan ticari olarak satılan ilk gaz türbini, 1949’da ABD’nin Oklahoma kentindeki Belle Isle İstasyonu’na kuruldu. General Electric‘ten bir çekirdek mühendis grubu, milyarlarca dolarlık bir endüstrinin temelini oluşturan verimli ve güç tasarımına öncülük etti. Tasarım, dünya çapında gaz türbinlerinin satışlarında patlamaya yol açtı. Gaz türbinleri nihayet 1950’den sonra güvenilir enerji üretiminde sağlam bir yer edinmişti.
GE’deki 1949 gaz türbininin öncüleri: Bruce Buckland “Mr. Gas Turbine”, Neal Starkey (GT Control Genius), Arne Loft*, Andy Smith, Bob Kramer, Bob Hendrickson*, Dick Noe, Tom McKone, Al Boiko, Bill Taylor, Goldy Goldsworth, Frank Yeaple, George Fusner, Eddie Ouimet, Andy Dargis, Roy Linn, John Bak, Phil Bell, Fred Cummings, Fernand Pomerleau.
*Arne Loft ve Bob Hendrickson’ın video dersleri mevcuttur
Gaz Türbini Kontrol Sistemleri
Gaz türbinleri, çalışması için hassas kontroller gerektiren son derece karmaşık cihazlardır. General Electric’teki kontrol mühendisleri, güvenilir bir kontrol sistemi tasarlayan ilk kişilerdi. Neil Starkey, 1940’larda güvenilir olan bir mekanik kontrol tasarladı. Bilgisayarları ve elektronikleri (o zamanlar yeni geliştirilmiş olan) kullanan daha iyi bir sisteme ihtiyaç vardı. Bu ilk elektronik sistem, New York, Schenectady’de GE’de çalışan bir mekanik/elektrik mühendisi olan Arne Loft tarafından geliştirildi. Aşağıda, ilk Speedtronic Kontrol Sisteminin gelişim öyküsü bulunmaktadır. (Daha sonra Speedtronic, sadece gaz türbinlerini değil, buhar türbinlerini ve diğer cihazları da kontrol eden geniş bir ürün grubu haline geldi).