b) Giản đồ i-s
7.9- CÁC PHẦN TỬ CHÍNH CỦA TỔ HỢP TUABIN KHÍ
Thiết bị tuabin khí bao gồm máy nén khí, buồng đốt, tuabin và thiết bị phục vụ.
7.9.1- Máy nén
Trong thiết bị tuabin khí, máy nén được dùng để nén không khí và nhiên liệu khí. Máy nén được sử dụng là máy nén ly tâm hoặc hướng trục. Để nén nhiên liệu khí có nhiệt trị trên 30.106 J/m3, phải chọn loại máy nén có tổn thất thể tích khoảng 3% thể
tích môi chất. Như vậy, loại máy nén thích hợp chỉ có thể là loại máy nén pittông hay loại máy nén ly tâm có tốc độ quay rất lớn.
Máy nén dùng trong thiết bị tuabin khí cần thỏa mãn các yêu cầu sau: - Hiệu suất cao.
- Độ nén (tỷ số tăng áp) ở từng cấp nén cao. - Có thể làm việc ở tốc độ quay lớn.
- Độ sử dụng vật liệu và không gian cao.
- Làm việc ổn định trong phạm vi tải và tốc độ của thiết bị tuabin. - Việc điều khiển dễ dàng.
Máy nén ly tâm (xem hình 7.13) làm việc theo nguyên lý ly tâm, nó có cấu tạo
đơn giản, hoạt động tin cậy, có thể làm việc ở tốc độ quay cao. Nhược điểm của nó là rôto khó chế tạo và đắt tiền, công suất giới hạn nhỏ. Máy nén ly tâm được dùng trong thiết bị tuabin khí có công suất đến (300400) kW.
Hình 7.13- Cấu tạo máy nén ly tâm
Máy nén hướng trục (xem hình 7.14) thực hiện sự nén theo nguyên tắc biến
động năng thành áp năng trong các dãy cánh công tác và cánh hướng. Do tỷ số nén của mỗi tầng cánh nhỏ hơn so với máy nén ly tâm nên máy nén hướng trục được dùng cho thiết bị tuabin khí là loại máy nén hướng trục nhiều cấp (ở máy nén hướng trục không thể áp dụng làm mát trung gian cho không khí nén).
Hình 7.14- Cấu tạo máy nén hướng trục
Ưu điểm của máy nén hướng trục là công suất giới hạn lớn, hiệu suất cao. Nó có nhược điểm lớn là kích thước và khối lượng lớn, giá thành cao.
7.9.2- Buồng đốt
Buồng đốt là nơi nhiên liệu được phun vào hòa trộn đều với không khí nóng và tự bốc cháy. Buồng đốt cần có kết cấu tạo xoáy để tạo điều kiện cho sự hình thành hỗn hợp nhiên liệu – không khí được tốt. Để sự cháy đạt hiệu quả cao, cần sử dụng hệ số dư
lượng không khí = (1,32,2). Ngoài ra, để đảm bảo nhiệt độ sản phẩm cháy không quá cao, kết cấu buồng đốt còn phải có lối dẫn không khí nén bọc ngoài đến hòa trộn với sản phẩm cháy sau khi ra khỏi khu vực cháy.
Buồng đốt của tuabin khí có các loại: buồng đốt hình trụ đơn (xem hình 7.15), buồng đốt ghép (được ghép từ nhiều hình trụđơn), buồng đốt hình vành khăn.
Hình 7.15- cấu tạo buồng đốt của tuabin
7.9.3- Tuabin
Tuabin làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao nên cần được làm mát. Người ta dùng không khí để làm mát cho tuabin.