Schéma d'une centrale électrique à turbine à gaz
Les principaux composants d'une centrale électrique à turbine à gaz sont le
compresseur,
régénérateur,
chambre de combustion,
turbine à gaz,
alternateur, et
moteur de démarrage.
Compresseur
Le compresseur d'air utilisé dans une centrale électrique à turbine à gaz est principalement de type rotatif. Le filtre à air est attaché à l'entrée du compresseur où l'air est filtré des poussières. Les pales rotatives fixées sur l'arbre poussent l'air entre les blocs fixes, et par conséquent, la pression de l'air est augmentée. Un air à haute pression est disponible à la sortie du compresseur.
Régénérateur
Il y a toujours de la chaleur présente dans les gaz d'échappement d'une centrale électrique à turbine à gaz. Une partie de cette chaleur est utilisée dans le régénérateur. Dans le régénérateur, il y a un réseau de fines tubes. L'air comprimé passe à travers ces fins tubes. L'ensemble de l'installation est enfermé dans un récipient à travers lequel passent les gaz d'échappement chauds provenant de la turbine. Pendant leur passage à travers les fins tubes, l'air comprimé reçoit une partie de la chaleur transportée par les gaz d'échappement. De cette manière, une partie significative de la chaleur des gaz d'échappement augmente la température de l'air comprimé avant qu'il n'entre dans la chambre de combustion.
Chambre de combustion
Après avoir passé par le régénérateur, l'air comprimé chaud entre dans la chambre de combustion. Dans la chambre de combustion, il y a des brûleurs à travers lesquels le carburant est injecté sous forme de pulvérisation d'huile. En raison de la combustion de ce pulvérisé d'huile chaud à l'intérieur de la chambre de combustion, l'air atteint une très haute température. La température est d'environ 3000oF. L'air comprimé mélangé aux gaz de combustion est ensuite refroidi à 1500oF à 1300oF avant d'être livré à la turbine pour effectuer un travail mécanique là-bas.
Alternateur
Le rotor de l'alternateur est attaché au même arbre que la turbine, de sorte que l'alternateur tourne avec la turbine et produit de l'énergie électrique.
Moteur de démarrage
Dans une centrale électrique à turbine à gaz, le compresseur, l'alternateur et la turbine sont attachés au même arbre. Pour démarrer le système, le compresseur doit fournir de l'air pré-comprimé au démarrage. L'arbre doit tourner pour produire l'air comprimé nécessaire au démarrage. Par conséquent, un dispositif alternatif est nécessaire pour faire fonctionner le compresseur avant que le système ne soit démarré. Cela est réalisé par un moteur de démarrage connecté au même arbre. Un moteur couplé à l'arbre principal fournit la puissance mécanique requise pour comprimer l'air avant le démarrage.
Turbine
L'air comprimé mélangé aux gaz de combustion entre ensuite dans la turbine par des buses. Ici, le mélange de gaz est soudainement dilaté et gagne l'énergie cinétique requise pour effectuer un travail mécanique afin de faire tourner l'arbre de la turbine (l'arbre principal). Dans la turbine, la température des gaz descend à 900oF.
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