Schaltplan einer Gasturbinenkraftwerksanlage
Die Hauptkomponenten einer Gasturbinenkraftwerksanlage sind die
Verdichter,
Regenerator,
Brennkammer,
Gasturbine,
Generator und
Anlassmotor.
Verdichter
Der in einem Gasturbinenkraftwerk verwendete Luftverdichter ist hauptsächlich vom Rotationsverdichtertyp. Der Luftfilter ist am Einlass des Verdichters angebracht, wo die Luft von Staub gereinigt wird. Die an der Welle befestigten rotierenden Flügel drücken die Luft zwischen stationären Blöcken hindurch, wodurch der Druck der Luft erhöht wird. Hochdruckluft ist am Auslass des Verdichters verfügbar.
Regenerator
Im Abgas eines Gasturbinenkraftwerks ist immer ein gewisses Maß an Wärme vorhanden. Ein Teil dieser Wärme wird im Regenerator genutzt. Im Regenerator gibt es ein Netz feiner Röhren. Die komprimierte Luft wird durch diese feinen Röhren geleitet. Die gesamte Anordnung ist in einem Behälter eingeschlossen, durch den heiße Abgase aus der Turbine fließen. Während die komprimierte Luft durch die feinen Röhren fließt, nimmt sie einen Teil der von den Abgasen getragenen Wärme auf. Auf diese Weise wird ein bedeutender Teil der Wärme der Abgase verwendet, um die Temperatur der komprimierten Luft vor dem Eintritt in die Brennkammer zu erhöhen.
Brennkammer
Nachdem die heiße komprimierte Luft den Regenerator passiert hat, gelangt sie in die Brennkammer. In der Brennkammer gibt es Brenner, durch die Treibstofföl in Form eines Ölsprays injiziert wird. Durch die Verbrennung dieses heißen Ölsprays innerhalb der Brennkammer erreicht die Luft eine sehr hohe Temperatur. Die Temperatur beträgt etwa 3000oF. Das mit Verbrennungsgasen gemischte komprimierte Luft wird dann abgekühlt auf 1500oF bis 1300oF, bevor es zur Turbine geliefert wird, um dort mechanische Arbeit zu leisten.
Generator
Der Rotor des Generators ist an derselben Welle wie die Turbine angebracht, daher dreht sich der Generator zusammen mit der Turbine und erzeugt elektrische Energie.
Anlassmotor
In einem Gasturbinenkraftwerk sind der Verdichter, der Generator und die Turbine an derselben Welle angebracht. Um das System zu starten, muss der Verdichter beim Start vorgepresste Luft liefern. Die Welle muss rotieren, um die für den Start erforderliche komprimierte Luft zu erzeugen. Daher ist eine alternative Anordnung erforderlich, um den Verdichter vor dem Start des Systems laufen zu lassen. Dies wird durch einen Anlassmotor erreicht, der an derselben Welle angeschlossen ist. Ein Motor, der mit der Hauptwelle gekoppelt ist, liefert die erforderliche mechanische Energie, um Luft zu komprimieren, bevor das System gestartet wird.
Turbine
Die mit Verbrennungsgasen gemischte komprimierte Luft gelangt dann über Düsen in die Turbine. Hier wird die Gemisch plötzlich expandiert und gewinnt die benötigte kinetische Energie, um mechanische Arbeit zu leisten und die Turbinenwelle (Hauptwelle) zu drehen. In der Turbine sinkt die Temperatur der Gase auf 900oF.
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