turbinele cu combustie (gaz) sunt componente cheie ale sistemelor avansate concepute pentru noi centrale electrice din Statele Unite. Cu turbine cu gaz, centralele electrice vor furniza energie curată, din ce în ce mai eficientă din punct de vedere al consumului de combustibil și relativ ieftină.
ciclurile avansate bazate pe turbine, cum ar fi ciclurile de putere supercritice pe bază de CO2 (sCO2), au arătat potențialul creșterii eficienței conversiei căldură-electricitate, densitate mare de putere și simplitate de funcționare în comparație cu ciclurile de putere existente pe bază de abur. SCO2 power cycle utilizează turbomachinery mici, este combustibil-și / sau sursă de căldură neutru, și eficient.U. S. DOE își continuă eforturile de a împinge limitele performanței turbinei ca răspuns la provocările tot mai mari ale aprovizionării cu energie a națiunii, concentrându-se pe factorii de bază care afectează combustia, aerodinamica/transferul de căldură și materialele pentru turbine avansate și cicluri de putere bazate pe turbine. Temperatura continuă să fie bariera pentru creșterea eficienței turbinei. Cercetările urmărite de program vor permite turbinelor să funcționeze mai mult de 3100 de metri cubi F, cu emisii reduse de NOx, putere crescută și eficiență de peste 65%. Unele dintre tehnologiile care vor permite acest salt transformațional în capabilități includ compozite cu matrice ceramică (CMC) pentru folii de aer și componente de ardere, sistem avansat de combustie micro-mixer cu NOx scăzut, care poate declanșa eficient mai mulți combustibili la sarcini diferite, menținând în același timp emisiile scăzute și arderea câștigului de presiune. Arderea cu câștig de presiune este o formă alternativă de ardere care crește presiunea prin combustor în comparație cu tehnicile standard de ardere care duc la o pierdere de presiune. Integrarea acestei tehnologii într-o turbină cu combustie ar putea oferi creșteri suplimentare ale performanței.
ciclurile de putere supercritice CO2 care utilizează turbomașini avansate ar putea oferi îmbunătățiri ale eficienței și performanței pentru unele cicluri de energie fosilă. Turbinele pentru aceste cicluri sunt unice prin faptul că vor avea o densitate mare de putere, Viteze periferice mai mici, încărcare mare a lamei și viteze mari ale arborelui, toate acestea vor lua în considerare proiectele finale ale turbinei. Presiunea ridicată, temperatura relativ ridicată, incertitudinea stării de CO2 în apropierea punctului critic și densitatea mare de putere creează provocări de proiectare pentru turbomachinăria supercritică CO2.
Advanced Ultrasupercritical (AUSC) oferă îmbunătățiri de eficiență și performanță pentru turbinele cu abur care funcționează peste 700 C și 220 bar Temperatura și presiunea principală a aburului. Proiectele de turbine cu abur pentru aceste cicluri și mai mari vor avea provocări de turbomachinare legate de materialele de construcție, garniturile de capăt ale arborelui, garniturile lamei turbinei și supapele de control/bypass ale turbinei.
implicarea NETL
programul Advanced Turbine susține proiecte pentru dezvoltarea de noi tehnologii care pot fi implementate de industrie pentru construcții noi și adaptate flotei existente și catalizează o bază de cunoștințe pentru OEM-urile interne ale turbinelor cu combustie și abur.
Laboratorul Național de Tehnologie energetică (NETL) susține tehnologia avansată a turbinelor de combustie, cum ar fi arderea cu câștig de presiune, modele inovatoare de răcire, materiale avansate și sisteme de ardere pentru arderea hidrogenului sau a amestecurilor de hidrogen și gaze naturale. Mai multe informații despre Programul Avansat de turbină pot fi găsite aici.