Turbina cu gaz este unul dintre cele mai eficiente echipamente pentru transformarea combustibililor gazoși în energie mecanică sau electrică.
Recent, pe măsură ce eficiențele ciclurilor simple s-au îmbunătățit, turbinele cu gaz au fost adoptate pe scară mai largă pentru generarea de energie electrică de bază, în special în cazul ciclului combinat, unde căldura reziduală este recuperată în cazane de căldură recuperatoare pentru a produce energie electrică suplimentară prin intermediul unei turbine cu abur.
Acest sistem este cunoscut ca un ciclu combinat. Centralele electrice cu ciclu combinat cu turbina cu gaze (CCGT), așa cum sugerează și numele, combină tehnologiile existente in domeniul instalațiilor de turbinelor de gaze și instalațiilor de turbina cu abur într-o singură unitate, obținând îmbunătățiri semnificative ale eficienței termice față de instalația convențională de abur in care aburul destins in TA era obținut prin arderea combustibililor într-un cazan energetic. Într-o instalație CCGT, randamentul termic este extins la aproximativ 50÷60%, prin utilizarea gazelor de ardere din ieșirea turbinei cu gaze într-un schimbător de căldura de suprafața denumit generator de abur (cazan recuperator) cu rol de producere a aburului utilizat in ciclul turbinei cu abur. Căldura recuperată în acest proces este suficientă pentru a conduce o turbină cu abur (al doilea ciclu) cu o putere electrică de aproximativ 50% din puterea nominală a generatorului acționat de turbina cu gaz.
Centrala electrică cu ciclu combinat produce puteri ridicate la randamente ridicate (până la 55% iar la turbinele noi poate ajunge la 61%) și cu emisii reduse. Într-o centrală termică convențională utilata cu turbina cu abur in condensație primim doar maxim 42% energie electrică și restul de 58% ca deșeu.
Prin utilizarea centralei electrice cu ciclu combinat primim 61% energie electrică din energia disponibila in combustibilul primar.
De asemenea, este posibil să se utilizeze pentru ciclul combinat o turbina cu abur in contrapresiune, astfel încât aceste centrale electrice să poată funcționa pentru a furniza electricitate în mod individual sau în regim de cogenerare combinând producția de căldură și alimentare cu energie electrica.
În ceea ce privește investiția globală, un ansamblu cu o singură linie de arbori (generatorul fiind comun pentru cele 2 turbine) este în mod tipic cu aproximativ 5% mai mic în ceea ce privește costul, iar simplitatea sa de operare duce, de obicei, la fiabilitate mai mare.
Configurarea centralelor CCPP (Combined Cycle Power Plant)
Sistemul cu ciclu combinat include configurații cu un o singura linie de arbori (Single Shaft Power Train) și cu mai multe linii de arbori (Multi shaft) .
Sistemul simplu – Single Shaft (Proiect Gissi-Italia 2 x 380MW) este alcătuit dintr-o turbină cu gaz, o turbină cu aburi, un generator electric și un cazan recuperator (schimbător de căldură de recuperare a căldurii - HRSG). Turbina cu gaz și turbina cu abur sunt cuplate la un singur generator, pe un singur ax. Pentru pornirea sau funcționarea " cu ciclu deschis " numai a turbinei cu gaz, turbina cu abur poate fi deconectată cu ajutorul unui ambreiaj hydraulic.
Sistemele cu mai mulți arbori – Multi Shaft (Proiectul Burullus-Egypt 3 x 400 MW/modul) au una sau mai multe de turbine cu gaz cu cazanele recuperatoare aferente (HRSG) care furnizează abur printr-o bara comuna la o turbina de abur cu generator, montata separat de turbinele cu gaze.
În ceea ce privește investiția globală, un sistem cu mai mulți arbori este cu aproximativ 5% mai mare în ceea ce privește costurile.
Eficiența instalației CCGT
Debitul de abur necesar turbinei cu abur este circa o jumătate din debitul de gaz necesar turbinei de alimentare (turbina cu gaze) iar turbina cu abur produce circa o treime din puterea electrica de ieșire a CCPP. Prin combinarea ciclurilor de gaz și de abur, pot fi obținute temperaturi ridicate de intrare și temperaturi scăzute de ieșire (practic unul dintre cele mai eficiente moduri de creștere a randamentului unui ciclu termic RANKINE). Eficiența ciclurilor se adaugă, deoarece acestea sunt alimentate de aceeași sursă de combustibil.
Eficiența electrică a unei centrale electrice cu ciclu combinat poate fi de până la 61% în cazul proiectelor noi și la funcționare continuă, care sunt condiții ideale. Ca și în cazul unităților termice cu abur cu ciclu unic, unitățile cu ciclu combinat pot furniza, de asemenea, energie termică la temperaturi optime pentru procese industriale, încălzire urbană și alte utilizări. Aceasta se numește cogenerare, iar astfel de centrale electrice sunt deseori denumite ca centrală electrice de termoficare (CHP).
Emisii reduse și consum de combustibil
Centralele Electrice cu ciclu combinat au un consum specific de combustibil (g.c.e/kWhel) mai redus și produc mai puține emisii decât centralele termice convenționale prim mărirea eficientei arderii de combustibil, reducând astfel amprenta negativa asupra mediului la producerea de energie electrică, prin utilizarea mai eficientă a resurselor existente.
Română 
English (UK)