गैस टर्बाइन साइकिल: पूर्ण अंतर्दृष्टि और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

गैस टर्बाइन ओपन साइकल और क्लोज्ड साइकल दो तरह की होती है। गैस टर्बाइन में प्रयुक्त थर्मोडायनामिक चक्र है ब्रेटन चक्र

ब्रेटन चक्र में वायु का उपयोग कार्यशील द्रव के रूप में किया जाता है। कंप्रेसर हवा पर दबाव डालता है और फिर उस पर ईंधन छिड़क कर उसे प्रज्वलित करता है। उत्पन्न उच्च तापमान गैस को गैस टर्बाइन में नेट वर्क आउटपुट में और विस्तारित किया जाता है।

ब्रेटन चक्र में नीचे दी गई तालिका में दी गई चार महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं शामिल हैं,

गैस टरबाइन चक्र
गैस टरबाइन चक्र श्रेय विकिपीडिया
प्रक्रिया 1-2आइसेंट्रोपिक संपीड़न (कंप्रेसर में)
प्रक्रिया 2-3लगातार दबाव गर्मी जोड़ (दहन कक्ष में)
प्रक्रिया 3-4आइसेंट्रोपिक विस्तार (टरबाइन में)
प्रक्रिया 4-1लगातार दबाव गर्मी अस्वीकृति (निकास)

गैस टरबाइन चक्र में, व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला चक्र एक बंद-चक्र गैस टरबाइन है। चक्र के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए नियोजित कुछ तरीके हैं। कोयला आधारित ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में गैस टरबाइन बिजली संयंत्र त्वरित उत्पादन शक्ति दे सकता है।

गैस टरबाइन चक्र के घटक

गैस टरबाइन चक्र के चार मुख्य घटक हैं। प्रदर्शन बढ़ाने के लिए अतिरिक्त घटकों का उपयोग किया जाता है

  • 1। कंप्रेसर
  • 2. दहन कक्ष या दहनकर्ता
  • 3. टरबाइन
  • 4. संघनित्र
  • 5. पुनर्योजी ताप विनिमायक
  • 6. इंटरकूलर
  • 7. रेहीटर

गैस टरबाइन चक्र में प्रत्येक घटक का कार्य पूर्वनिर्धारित होता है। एक खुले चक्र गैस टरबाइन में, वायुमंडलीय हवा को एक कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है। दहन में ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए हवा का तापमान काफी बढ़ जाता है। दहन के बाद, टरबाइन को उच्च तापमान वाली गैस की आपूर्ति की जाती है। इस गैस के विस्तार के कारण टर्बाइन ब्लेड घूम रहा है। टरबाइन शाफ्ट को निरंतर आउटपुट के साथ घुमाया जाता है।

बंद चक्र वाली गैस टरबाइन ब्रेटन चक्र (जूल चक्र) के सिद्धांत पर काम कर रही है। गैस टर्बाइन चक्र में, जिस प्रकार के कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है, वह हवा को आइसोट्रोपिक रूप से दबाव देने के लिए रोटरी होता है। यह उच्च दाब वाली हवा Combustor को आपूर्ति की जाती है। दहनशील में, वायु का तापमान स्थिर दाब पर बढ़ जाता है। गैस टरबाइन के लिए दो प्रकार के दहनकर्ता उपलब्ध हैं।

1) रेडियल या कुंडलाकार प्रकार 2) टाइप कर सकते हैं

बिजली उत्पादन के लिए टरबाइन में दहन से गर्म हवा का विस्तार किया जाता है। विद्युत ऊर्जा में यांत्रिक ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत जनरेटर का उपयोग टरबाइन के साथ किया जाता है।

विस्तार प्रक्रिया निरंतर एन्ट्रापी (आइसेंट्रोपिक) पर की जाती है। विस्तार के बाद, गैस कंडेनसर में ठंडा हो रही है। कंडेनसर एक प्रकार का हीट एक्सचेंजर है जिसमें शीतलक के रूप में पानी होता है।

ठण्डी हुई गैस फिर से कम्प्रेसर तक पहुँच रही है। निरंतर बिजली उत्पादन के लिए यह प्रक्रिया लगातार दोहराई जाएगी।

पुनर्योजी के साथ गैस टरबाइन चक्र

गैस टरबाइन चक्र की दक्षता बढ़ाने के लिए पुनर्योजी उचित तरीकों में से एक है।

काउंटर फ्लो हीट एक्सचेंजर (रीजेनरेटर) का उपयोग टर्बाइन के निकास गैसों से कंप्रेसर से निकलने वाली दबाव वाली हवा में गर्मी का आदान-प्रदान करने के लिए किया जाता है।

निकास ऊष्मा के पुन: उपयोग के कारण गैस टरबाइन चक्र की तापीय ऊर्जा बढ़ जाती है। हम कह सकते हैं कि पुनर्जनन से आवश्यक ईंधन कम हो जाता है (गर्मी इनपुट को कम करके)। पुनर्जनन विधि गैस टरबाइन संयंत्र की तापीय क्षमता को 35 से 40% की सीमा में बढ़ा सकती है। पुनर्योजी प्रणाली में मामूली दबाव हानि का कारण बनता है। दबाव कम होने के कारण बिजली उत्पादन में थोड़ी कमी आई।

हालांकि पुनर्जनन चक्र की लागत और रखरखाव की आवश्यकता होती है, समग्र लाभ अधिक होने की संभावना है। ईंधन लागत की तुलना में, पुनर्जनन गैस टरबाइन चक्र अत्यधिक लाभकारी है।

गैस टर्बाइन साइकिल: पूर्ण अंतर्दृष्टि और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
गैस टरबाइन चक्र में पुनर्जनन

बंद चक्र गैस टरबाइन का व्यावहारिक उदाहरण

बंद-चक्र गैस टरबाइन में निम्नलिखित ताप स्रोतों का उपयोग करके त्वरित और निरंतर बिजली आपूर्ति की आपूर्ति करने की क्षमता है।

  • जीवाश्म ईंधन
  • बायोमास ऊर्जा
  • सौर ऊर्जा (केंद्रित सौर ऊर्जा)
  • परमाणु ऊर्जा स्रोत
  • अपशिष्ट गर्मी वसूली
  • Geothermal ऊर्जा
  • हाइब्रिड ऊर्जा स्रोत
  • अक्षय ईंधन

गैस टरबाइन चक्र को ऊपर सूचीबद्ध किसी भी ताप स्रोत के साथ जोड़ा जा सकता है। गैस टर्बाइन चक्र में कंप्रेसर, टर्बाइन और कंडेनसर जैसे अन्य घटक समान रहते हैं। ताप स्रोत को शक्ति और ऊर्जा की आवश्यकता के अनुसार उपरोक्त उदाहरणों से भिन्न किया जा सकता है। गैस टरबाइन के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला ईंधन प्राकृतिक गैस या एलपीजी (तरलीकृत पेट्रोलियम गैस) है। इन प्राकृतिक गैसों को उनके दहन और शुद्धता के गुणों के कारण उपयोग करने के लिए जाना जाता है। टरबाइन की तरह 400 GE ईंधन नेफ्था, कच्चे तेल या भारी ईंधन पर काम कर रहा है।

वर्तमान तकनीक कार्बन उत्सर्जन में कमी पर भी ध्यान केंद्रित करती है। प्रदूषण को कम करने के लिए हाइड्रोजन संचालित टरबाइन विकसित किया गया है। जैसा कि हम जानते हैं, हाइड्रोजन में भविष्य की ऊर्जा के लिए एक विशाल क्षमता है। यह टरबाइन उत्सर्जन को कम करने के लिए मौजूदा और साथ ही नए बिजली संयंत्रों में उपयोग करने के लिए लचीला है।

गैस टर्बाइन चक्र में इंटरकूलिंग और रीहीटिंग

इंटरकूलिंग और रीहीटिंग गैस टरबाइन चक्र के लिए एक अतिरिक्त व्यवस्था है।

हवा को इंटर कूलिंग में संपीड़न के दो चरणों के बीच ठंडा किया जाता है। यह प्रक्रिया संपीड़न कार्य और गैस टरबाइन चक्र के उत्पादन को कम कर सकती है। फिर से गरम करने पर, टर्बाइन से निकलने वाली गर्म फ़्लू गैस को फिर से गरम किया जाता है ताकि दूसरे टर्बाइन में विस्तार हो सके।

टर्बाइन के काम को बढ़ाने के लिए रीहीटिंग बेहतर है। गैस टरबाइन चक्र की विशिष्ट बिजली उत्पादन और तापीय दक्षता में सुधार के लिए रीहीटिंग और इंटरकूलिंग विधि हैं।

गैस टर्बाइन साइकिल: पूर्ण अंतर्दृष्टि और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
गैस टर्बाइन में फिर से गरम करना
गैस टर्बाइन साइकिल: पूर्ण अंतर्दृष्टि और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
गैस टरबाइन में इंटरकूलिंग

अक्सर पूछे गये सवाल

कम्प्रेसर में इंटरकूलर का उपयोग क्यों किया जाता है?

इंटरकूलर कम्प्रेसर के चरणों के बीच एक मूल्यवान घटक है।

कंप्रेसर के विभिन्न चरणों में, पहले चरण से गैस का उच्च तापमान कंप्रेसर के दूसरे चरण के प्रदर्शन को कम कर सकता है।

इंटरकूलर कंप्रेसर के दो चरणों के बीच में स्थापित किया गया है। पहले चरण से गर्म हवा को इंटरकूलर में ठंडा किया जाता है और फिर दूसरे चरण के संपीड़न के लिए आपूर्ति की जाती है।

अधिक अंतर-आणविक दूरी के कारण उच्च तापमान कंप्रेसर के अधिक आयतन पर कब्जा कर लेता है। इस डिवाइस का काम इस वॉल्यूम को कम करना है। दबाव में वृद्धि के लिए मात्रा में कमी अधिक फायदेमंद है।

इंटरकूलिंग के दौरान, हवा के ठंडा होने के कारण जलवाष्प का निर्माण होता है। उस जल वाष्प को हवा से अलग करना आवश्यक है। दूसरे चरण में शुष्क हवा की आपूर्ति करना इंटरकूलर का एक प्रमुख कार्य भी है।

दीपक कुमार जैनिक के बारे में

गैस टर्बाइन साइकिल: पूर्ण अंतर्दृष्टि और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नमैं दीपक कुमार जानी हूं, जो मैकेनिकल-रिन्यूएबल एनर्जी में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि के विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल मापन, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मेरे 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित हो चुकी हैं।
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