As usinas geram eletricidade de diversas maneiras. Dois elementos comuns usados para geração de energia são o vapor e o gás natural, cada um exigindo diferentes equipamentos e condições operacionais para maximizar o desempenho. Abaixo está um breve guia sobre a diferença entre uma turbina a gás e uma turbina a vapor, listando seus principais fatores de diferenciação.
Turbina a gás
As turbinas a gás tornaram-se dispositivos importantes, difundidos e confiáveis para geração de energia, transporte e outras aplicações. Uma turbina a gás é um motor de combustão interna que pode queimar diversos combustíveis, o que contribui para sua versatilidade.
As turbinas a gás são os motores centrais das usinas que geram eletricidade. As turbinas a gás são usadas principalmente em usinas de turbinas a gás. De acordo com o funcionamento de uma turbina a gás, o ar é extraído da atmosfera e depois comprimido em um compressor. O ar comprimido entra então na câmara de combustão, onde é aquecido. O ar comprimido quente flui então sobre as pás da turbina a gás, transmitindo movimento rotacional à turbina a gás. A maior parte da energia desenvolvida pela turbina a gás é usada para derivar o compressor, e o restante é usado para realizar trabalho útil.
Turbina a vapor
Como o nome sugere, uma turbina a vapor é alimentada pela energia do vapor gasoso quente e funciona como um cruzamento entre uma turbina eólica e uma turbina hidráulica. As turbinas a vapor são projetadas para transferir energia de um fluido para um rotor que pode ser usado como acionamento de gerador para gerar eletricidade ou como acionamento mecânico para equipamentos rotativos, como compressores e bombas.
Numa turbina a vapor, o vapor em alta velocidade atinge as pás da turbina a gás. Quando o vapor atinge as pás, ele gira o rotor da turbina. O gerador é conectado à turbina a gás, que também passa a girar e gerar eletricidade.
Turbina a Gás vs Turbina a Vapor
A principal diferença entre uma turbina a gás e uma turbina a vapor é que uma turbina a vapor obtém sua energia da expansão do vapor. Aqui comparamos algumas propriedades entre essas duas propriedades.
Componentes
Em uma turbina a gás, o compressor, o combustor e a turbina de potência são componentes importantes.
Nas turbinas a vapor, as caldeiras a vapor e os acessórios são componentes importantes.
Comece
A partida de uma turbina a gás é fácil e rápida.
A partida de uma turbina a vapor não é fácil e leva muito tempo.
Eficiência
As turbinas a gás são menos eficientes.
As turbinas a vapor são muito eficientes.
Temperatura interna
Em uma turbina a gás, a temperatura interna chega a 1.500 graus Celsius, muito superior à de uma turbina a vapor.
Numa turbina a vapor, a temperatura interna atinge apenas 500 a 650 graus Celsius, menos da metade da temperatura de reação de uma turbina a gás.
Espaço de instalação
Numa turbina a gás, é necessário menos espaço de instalação.
Nas turbinas a vapor, é necessário mais espaço para instalação.
Produção em massa
Menos massa de turbina a gás por quilowatt produzido.
Turbinas a vapor de maior qualidade por quilowatt produzido.
custo
As turbinas a gás são mais baratas para instalar e operar.
Turbinas a vapor exigem custos de instalação e operação mais elevados.
Ao controle
Numa turbina a gás, o controle é fácil à medida que as condições de carga mudam.
Numa turbina a vapor, o controle é difícil à medida que as condições de carga mudam.
dependência do abastecimento de água
As turbinas a gás não dependem do abastecimento de água.
As turbinas a vapor dependem do abastecimento de água.
Implemento
O motor de turbina a gás executa todo o ciclo Brayton.
Uma turbina a vapor é apenas um componente que executa uma etapa do ciclo Rankine.
Fluido de trabalho
As turbinas a gás usam ar ou outros gases como fluido de trabalho.
Turbinas a vapor usam vapor de alta pressão como fluido de trabalho.
Algumas coisas para ter em mente sobre a diferença entre uma turbina a gás e uma turbina a vapor:
A centralidade da água significa que existe risco de congelamento. Um dos benefícios de uma turbina a vapor é que, como a água não é o coração do processo, sua operação não será interrompida pelo congelamento interno.
As turbinas a vapor são aquecidas com combustíveis como gás natural e energia renovável, o que pode criar energia limpa se a energia renovável for inicialmente a água circulante que aquece a turbina a vapor. Em comparação com as turbinas a vapor, as turbinas a gás requerem combustíveis fósseis e o processo de combustão produz inerentemente poluentes como óxidos de nitrogênio.
Ao contrário das turbinas a gás, as turbinas a vapor não possuem compressor de ar ou sistema de combustão, mas sim uma caldeira, rotores que convertem energia térmica em energia mecânica e áreas externas que garantem que o vapor esteja sob pressão em contato com as pás.
Em comparação com usinas de turbina a vapor, o custo de manutenção dos equipamentos de turbina a gás é menor.
Uma turbina a gás é uma combinação de compressor, combustor e turbina que realiza operação cíclica para fornecer trabalho na forma de torque ou empuxo, enquanto uma turbina a vapor é basicamente um expansor que fornece torque como saída de trabalho.
