العنفة الغازية هو نوع من التوربينات له استخدامات كثيرة فهو يستخدم في الطائرات ذات الدفع النفاث ووسائل النقل البحري والبري وفي مجال النفط إضافة لاستخدامه في محطات توليد الطاقة الكهربائية وخصوصا في أوقات ساعات الذروة .[1][2][3] من مزاياه سرعة التشغيل (بعكس التوربين البخاري الذي يحتاج إلى تورتيبات وتحضير أولي).[4]
مكونات العنفة الغازية
A المروحة - B صندوق التروس - C كابس - D غرفة الاحتراق - E عنفة تمديد الهواء - F العادم. ويتكون التوربين الغازي من الأجزاء C إلى E.
يتكون التوربين الغازي من الأجزاء الرئيسية التالية:
- الضاغط C-A يقوم بأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه إلى عشرات الضغوط الجوية.
- غرفة الاحتراق D 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 تصل إلى 1000 درجه فهرنهايت وضغط مرتفع.
- العنفة E ويكون محورها أفقي مربوط مع محور ضاغطة الهواء مباشرة من ناحية ومن الأخرى مع الحمل الميكانيكي المراد تدويره (كأن يكون مولد كهربائي مثلا) ومن خلال مناول ترسي لخفض السرعة لأن سرعة دوران العنفة تكون عالية جدا.
- المولد الكهربائي باستخدام صندوق التروس يتصل بالعنفة وفي بعض الاحيان تفسم إلى عنفتين واحدة تدور بسرعة عالية لاتصالها بالغازات الناتجة عن الاحتراق والثانية تسمى عنفة القدرة لاتصالها بمحور المولد.
المعدات المساعدة
تحتاج التوربينات الغازية لتشغيلها بأمان وسلامة إلى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي:
- مرشح هواء عند نقطة دخوله إلى الضاغط.
- كبديل للمناول الترسي، مُمكن استعمال مساعد التشغيل الأولي (static starter أو SFC أو load commutated inverter) وهو بادئ تشغيل، وفكرته نفس فكرة عمل دينامو السيارة، إما محرك كهربائي أو محرك ديزل أو توربين بخاري (starting steam turbine).
- منظومة زيوت تشحيم (للتزليق) وبها خزان يستعمل زيت بموصافات قياسية ووظيفتها تبريد العمود الدوار باستمرار على كراسي التحميل (محملات) وذلك لحماية العمود الدوار وتتكون هذه المنظومة من «مضخة رافعة للزيت» (Lifting oil pump) وهي مضخة رفع يصل ضغطها إلي 165 بار لرفع العمود في بداية التشغيل ومضختين للتزييت رئيسة وفرعية ومضخة الطواري تشتغل بالتيار المستمر وتستمر نحو 45 دقيقة عند أنقطاع التيار علي المحطة
- منظومة إشعال .
- منظومة تبريد الزيت وهو مبادل حراري يُبرّد الزيت من خلال نقل حرارته إلى الهواء القصري، يعمل عادةً بمساعدة مراوح.
- منظومة سيطرة أو نظام تحكم وهي معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل، ونظام تشغيل متكامل مثل (mark4 ،mark5 ،mark6) أنظمة في محطات توليد الكهرباء يحتوي على معالج إشارة أو أكثر.
- منظومة تبريد ماء المولد وهي عبارة عن مبادي حراري ما بين الهواء والماء
وقود العنفة الغازية
يعمل التوربين الغازي على أنواع كثيرة من الوقود، فهو يعمل على الغاز الطبيعي وعلى الديزل والجازولين وحتى على النفط الخام (مع بعض الإضافات الكيمياوية والترتيبات). ووظيفة هذه الإضافات الكيميائية هي تكوين طبقة رقيقة على ريش التوربينة حتى تحميها من بعض المواد الموجودة في النفط الخام التي لا تتحول بعد الاحتراق.
عيوب العنفة الغازية
من عيوب التوربين الغازي هو انخفاض كفاءته حيث تتراوح بين 15 و 25% وتتأثر كثيرا بدرجة حرارة المحيط (درجة حرارة الجو), كما أن عمرها التشغيلي قصير نسبيا وتستهلك كمية أكبر من الوقود (بالمقارنة مع محطات البخارية).
اقرأ أيضا
مراجع
- SATOSHI HADA; et al. "Test Results of the World's First 1,600C J-series Gas Turbine" ( كتاب إلكتروني PDF ). مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 16 أكتوبر 201515 أكتوبر 2015.
- Kellner, Tomas (2016-06-17). "Here's Why The Latest Guinness World Record Will Keep France Lit Up Long After Soccer Fans Leave" (Press release). جنرال إلكتريك. مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 201721 يونيو 2016. نسخة محفوظة 16 يونيو 2017 على موقع واي باك مشين.
- Dick, Erik (2015). "Thrust Gas Turbines". Fundamentals of Turbomachines. Dordrecht: Springer. 109.
- Introduction to Engineering Thermodynamics, Richard E. Sonntag, Claus Borrgnakke 2007. Retrieved 2013-03-13. نسخة محفوظة 07 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.