Turbine a gas

Le turbine a gas rappresentano un importante sistema di conversione dell’energia per la produzione di elettricità da combustibili.

L’affidabilità, l'alto rendimento e la versatilità ne fanno uno strumento ormai insostituibile per la produzione d’energia termoelettrica.

La generazione può essere realizzata con varie configurazioni d’impianto, tra le quali:

  • Produzione di energia in ciclo semplice. Grazie alla loro rapidità d’avviamento, le turbine a gas possono soddisfare prontamente la richiesta di energia nelle ore di punta. Il basso rapporto peso/potenza le rende inoltre ideali per la produzione di energia in situazioni temporanee o zone remote.
  • Assetto in ciclo combinato. L’enorme successo avuto dai cicli combinati (turbina a gas + turbina a vapore) negli ultimi anni ha confermato la validità di queste macchine per la copertura del base-load, grazie agli altissimi rendimenti conseguibili, all’elevata affidabilità e all’uso di combustibili puliti quali il gas naturale
  • Assetto cogenerativo. La cogenerazione è la produzione combinata e di energia elettrica e termica entrambe intese come effetto utile.

L’alta temperatura dei gas di scarico nelle turbine a gas le rende ideali per l’uso in assetto cogenerativo, sia nei cicli combinati, sia in ciclo semplice, con uso diretto dei gas di scarico (ad esempio per essiccatura di prodotti).

Mechanical drive

Le turbine a gas possono essere direttamente accoppiate all’utilizzatore, tipicamente costituito da un’altra turbomacchina (pompe e compressori), senza ricorrere alla conversione intermedia in energia elettrica. Con diverse soluzioni costruttive, le turbine a gas sono realizzate in un vasto campo di potenze, da pochi kW fino a 300 e oltre MW.

Le turbine a gas, oltre all’uso nel campo dei trasporti marini e ferroviari, sono il motore d’elezione per l’aeronautica civile, commerciale e militare

In estrema sintesi, costruttivamente una  turbina a gas è costituita da: un compressore, che aspira l’aria dall’ambiente esterno e la comprime fino alla pressione di lavoro della macchina; un combustore, dove viene iniettato e bruciato il combustibile; la turbina vera e propria (espansore) dove parte dell’entalpia dei gas combusti è convertita in energia meccanica, resa poi disponibile all’albero della turbina.

La differenza dei volumi specifici tra fluido caldo e freddo fa si che il lavoro assorbito dal compressore sia inferiore al quello erogato dall’espansore, permettendo la produzione di lavoro utile.

In alcuni casi, soprattutto per piccole potenze, è usato il ciclo rigenerativo, in questo caso è presente uno scambiatore di calore che cede parte dell’energia termica dei gas caldi esausti all’aria compressa in uscita dal compressore.

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