التوربين الغازي (Gas Turbine

التوربين الغازي (Gas Turbine) لهذا النوع من التوربينات استخدامات كثيرة فهو يستخدم في الطائرات ذات الدفع النفاث ووسائط النقل البحري والبري إضافة لاستخدامه في محطات توليد الطاقة الكهربائية وخصوصا في تجاوز ساعات الذروة. من مزاياه سرعة التشغيل (بعكس التوربين البخاري الذي يحتاج إلى ترتيبات وتحضير أولي).

GAS TURBINE

يعمل التوربين الغازي على أنواع كثيرة من الوقود, فهو يعمل على الغاز الطبيعي (Natural Gas) وعلى السولار والجازولين وحتى على النفط الخام (مع بعض الإضافات الكيمياوية والترتيبات).

من عيوب التوربين الغازي هو انخفاض كفاءته (Efficiency) حيث تتراوح بين 15 و 25% وتتأثر كثيرا بدرجة حرارة المحيط (درجة حرارة الجو), كما أن عمرها التشغيلي قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود (بالمقارنة مع محطات البخارية).

يتكون التوربين الغازي من الأجزاء الرئيسية التالية:

ضاغط الهواء (The Air Compressor) يقوم بأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه إلى عشرات الضغوط الجوية.
غرفة الاحتراق (The Combustion Chamber) فيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من ضاغطة الهواء مع الوقود ويحترقان معا بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال, وتكون نواتج الاحتراق من غازات مختلفة وعلى درجات حرارة عالية وضغط مرتفع.

TURBINE

GEAR TURBINE

التوربين (The Turbine) ويكون محوره أفقي مربوط من ناحية مع محور ضاغطة الهواء مباشرة ومن ناحية أخرى مع الحمل الميكانيكي المراد تدويره (كأن يكون مولد كهربائي مثلا) ومن خلال صندوق تروس (Gear Box) لخفض السرعة لأن سرعة دوران التوربين تكون عالية جدا.
تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشه الكثيرة العدد ثم إلى مدخنة.

TURBINE

GEAR TURBINE

تحتاج التوربينات الغازية لتشغيلها بأمان وسلامة إلى بعض المعدات والآلات المساعدة (Auxiliaries) على النحو التالي:

مصافي الهواء قبل دخوله إلى ضاغطة الهواء.
مساعد التشغيل الأولي أي (بادئ تشغيل Starter), وهو إما محرك كهربائي أو محرك ديزل.
وسائل أو منظومة للإشعال.
منظومة تبريد.
منظومة سيطرة ومعدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل

كما ترون في الصورة فإن البخار الخارج من الغلاية يدخل الى التوربينة والتي تكون موصولة بمولد Generator الذي يقوم بإعطائنا الطاقة Power .

أمـــــا في داخل التوربينة البخارية فيدفع البخــار بواسطة أنصال أو ألواح من سبائك الفولاذ أو الحديد Blades والتي تتخذ شكلا معين ومصممة بواسطة حسابات دقيقة ، قــوة البخار التي على الأنصال تسبب التسريع في دوران العمود Shaft .

يتــم ضبط البخار بواسطة ما يسمى ب Governor (الحاكم المتحكم في عملية ضبط الضغط) ويتم ضبط البخار الداخل الى التوربينة لإبقاء سرعة الدوران للتوربين ثابتة .
( تدور حوالي 3600 دورة في الدقيقة كما في التوربينة البخارية ذات المرحلتين High pressure turbine & Low pressure turbine

هناك العديد من صفوف الانصال التوربينية Turbine Blades داخل التوربين ، في كل مرة يمر فيها البخار بصف من هذه الصفوف Wheel يدفع به بقوة ضعيفة الى حد ما . والصورة التالية توضح شكل هذه الحلقات

وكمـــا نلاحظ أن كل صف يتبعه صف أكبر منه بشيء بسيط لكي يستطيع أن يعطيب نفس كمية الطاقة من البخار Same amount of power from steam .

هذا أحد أشكال التوربين وأحيانا يكون بثلاث مراحل توربينة ذات ضغط مرتفع ومتوسط ومنخفض

» كيف يعمل المحرك التوربيني الغازي