Diagrama Esquemático da Usina de Energia a Gás
Os principais componentes de uma usina termelétrica a gás são o
compressor,
regenerador,
câmara de combustão,
turbina a gás,
alternador, e
motor de partida.
Compressor
O compressor de ar usado em uma usina termelétrica a gás é principalmente do tipo rotativo. O filtro de ar está anexado à entrada do compressor, onde o ar é filtrado da poeira. As pás rotativas anexadas ao eixo empurram o ar entre blocos estacionários, e, consequentemente, a pressão do ar é aumentada. Ar de alta pressão está disponível na saída do compressor.
Regenerador
Há sempre algum calor presente nos gases de escape em uma usina termelétrica a gás. Uma parte desse calor é utilizada no regenerador. No regenerador, há uma rede de tubos finos. O ar comprimido passa através desses tubos finos. A configuração inteira está encerrada em um recipiente através do qual os gases de escape quentes da turbina passam. Durante a passagem pelos tubos finos, o ar comprimido recebe uma parte do calor carregado pelos gases de escape. Dessa forma, uma parte significativa do calor dos gases de escape eleva a temperatura do ar comprimido antes que ele entre na câmara de combustão.
Câmara de Combustão
Depois de passar pelo regenerador, o ar comprimido quente entra na câmara de combustão. Na câmara de combustão, existem queimadores através dos quais o óleo combustível é injetado na forma de spray. Devido à combustão deste spray de óleo quente dentro da câmara de combustão, o ar atinge uma temperatura muito alta. A temperatura é de cerca de 3000oF. O ar comprimido misturado com os gases de combustão então esfria para 1500oF a 1300oF antes de ser entregue à turbina para realizar trabalho mecânico lá.
Alternador
O rotor do alternador está anexado ao mesmo eixo da turbina, portanto, o alternador gira junto com a turbina e produz energia elétrica.
Motor de Partida
Em uma usina termelétrica a gás, o compressor, o alternador e a turbina estão anexados ao mesmo eixo. Para iniciar o sistema, o compressor tem que fornecer ar pré-comprimido no início. O eixo tem que girar para produzir o ar comprimido necessário para o início. Portanto, é necessária uma disposição alternativa para rodar o compressor antes que o sistema seja iniciado. Isso é feito por um motor de partida conectado ao mesmo eixo. Um motor acoplado ao eixo principal fornece a potência mecânica necessária para comprimir o ar antes do início.
Turbina
O ar comprimido misturado com os gases de combustão então entra na turbina através de bocais. Aqui, a mistura de gases é repentinamente expandida e ganha a energia cinética necessária para realizar trabalho mecânico para girar o eixo da turbina (eixo principal). Na turbina, a temperatura dos gases cai para 900oF.
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