Vad är en förbränningsturbin?

En förbränningsturbin är en maskin i vilken luft kommer in, komprimeras och blandas med gas eller olja innan den antänds. Luft dras vanligtvis in framtill, medan kompression och förbränning också sker i olika sektioner. Värme från förbränningen kan sedan flytta en turbin som omvandlar kraften från den snabbrörliga högtrycksgasen till energi. Förbränningsturbinen används ofta av kraftverk för att generera elektricitet, såväl som i flygplansmotorer för att producera dragkraft.

Även kallad gasturbin är systemet i allmänhet en förbränningsmotor i vilken gaser antänds kontinuerligt, medan denna process i bilmotorer vanligtvis är intermittent. Det mesta av turbinens kraft driver kompressorn, medan bara en del av den genererar el. Ett vanligt problem med en förbränningsturbin är därför energieffektivitet; enhetens funktion definieras vanligtvis av Brayton-cykeln, där luft komprimeras och trycket ökar. Luften värms upp med konstant tryck tills den kan expandera, varvid trycket och temperaturen minskar. En minskning av luftvolymen inträffar vanligtvis när värme strömmar ut från maskinen till atmosfären.

Ibland läggs en regenerator till en förbränningsturbin för att värma luften som släpps ut av avgaserna, medan en intercooler kan sänka temperaturen på komprimerad gas. Det kan minimera det arbete som kompressorn behöver, vilket ökar turbinens effektivitet. I system där det finns två turbiner används ofta en eftervärmare på flödet mellan dem båda. Ett annat sätt att öka effektiviteten i en förbränningsturbin kan vara att fånga upp värmen från avgaserna, med hjälp av en kanalbrännare, för användning i ugnar, materialtorksystem och andra processer som tar tillvara på överskottsvärmen.

Effektiviteten hos en förbränningsturbin kan också påverkas av klimatet, såväl som höjden. På platser som har stora temperatursvängningar mellan sommar och vinter kan effektivitet och kapacitet variera en hel del. De typiska värdena kan hjälpa konstruktörer att bestämma vilka typer av komponenter som ska läggas till för att få turbinen att köras med mest energieffektivitet.

De flesta typer av kommersiella förbränningsturbiner kan köra allt från 500 kilowatt till 25 megawatt, beroende på modell. Utsläpp av kväveoxid och kolmonoxid är ibland ett problem, så vatteninjektion samt komponenter för selektiv katalytisk reduktion (SCR) kan tillsättas för att minska risken för exponering för sådana gaser. En förbränningsmotor är vanligtvis pålitlig och allmänt tillgänglig för kraftbolag och andra anläggningar som kan använda sådana maskiner.