مقاله افزایش کارایی نیروگاه گازی توسط خنک سازی ورودی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله افزایش کارایی نیروگاه گازی توسط خنک سازی ورودی دارای ۳۸۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله افزایش کارایی نیروگاه گازی توسط خنک سازی ورودی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله افزایش کارایی نیروگاه گازی توسط خنک سازی ورودی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله افزایش کارایی نیروگاه گازی توسط خنک سازی ورودی :

نیروگاهها:
نیروگاههایی که به منظور تولید انرژی الکتریکی به کار برده می‌شوند را می‌توان به انواع زیر طبقه‌بندی کرد:
۱-۱- نیروگاه آبی
۲-۱- نیروگاه بخاری
۳-۱- نیروگاه هسته ای
۴-۱- نیروگاه اضطراری
۵-۱- نیروگاه گازی
۱-۱- نیروگاه آبی
تبدیل نیروی عظیم آب به نیروی الکتریکی از بدو پیدایش صنعت برق مورد توجه خاص قرار داشته است زیرا علاوه بر این که آب رایگان در اختیار نیروگاه و صنعت قرار می‌گیرد تلف نیز نمی‌شود و از بین نمی‌رود بخصوص موقعی که بتوان پس از تبدیل انرژی جنبشی آب به انرژی الکتریکی، در کشاورزی نیز از آن استفاده کرد ارزش چنین نیروگاهی دو چندان می‌شود.

آن چیز که استفاده از نیروی آب را برای تولید انرژی الکتریکی محدود می‌کند و به آن شرایط خاصی می‌بخشد گرانی قیمت تأسیسات (سد و کانال کشی و غیره) می‌باشد. از این جهت است که در کشورهای مترقی و پیشرفته و صنعتی با وجود رودخانه‌های پر آب و امکانات آب فراوان هنوز قسمت اعظم انرژی الکتریکی توسط نیروگاههای حرارتی تولید می‌شود و نیروگاههای آبی فقط در شرایط خاص می‌تواند از نظر اقتصادی با نیروگاههای حرارتی رقابت کند.
اگر برای به حرکت در آوردن توربین آبی در هر ثانیه Q متر مکعب آب (QKg/sec * 1000) با ارتفاع ریزش H متر موجود باشد قدرت تولید شده برابر است با:

راندمان ماشین آبی است که اگر برابر ۷۵/۰= فرض شود (اغلب راندمان ماشین‌های آبی در حدود %۹۵-۸۵ می‌باشد) می‌توان رابطه ۱ را به صورت ساده زیر نوشت:
(۱-۲)

چنانچه دیده می‌شود قدرت توربین‌های آبی متناسب با ارتفاع ریزش مؤثر آب می‌باشد. که در آن H ارتفاع ریزش آب Q: مقدار ریزش آب و N عده دور توربین است.
استفاده از توربین‌های با عده دور مخصوص زیاد در ارتفاع ریزش آب زیاد بی‌حاصل است زیرا در اثر سرعت زیاد سیال، تلفات دستگاه زیاد و راندمان آن کم خواهد شد. لذا نیروگاههای آبی متناسب با ارتفاع ریزش آب به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
نیروگاه آبی با فشار کم
نیروگاه آبی با فشار متوسط
نیروگاه آبی با فشار زیاد
نیروگاههای آبی را از نظر نوع آب به دو دسته زیر تقسیم میکنند :
الف: نیروگاه آب رونده
ب: نیروگاه انباره‌ای
نیروگاه آب رونده نیروگاهی است که از همان مقدار آب دائمی موجود در رودخانه و یا آبی که به دریاچه می‌ریزد بهره می‌گیرد و بدین جهت باید دائماً کار کنند و برق پایه شبکه را تأمین کند.
نیروگاه انباره‌ای در مناطق کوهستانی که مقدار آب رودخانه در فصول مختلف شدیداً متغیر است احداث شود در این نیروگاه از مقدار آب جریان‌دار استفاده نمی‌شود. بلکه از

آبی که در پشت سد به صورت دریاچه انباشته شده برای تولید انرژی الکتریکی مصرف می‌شود. چنین نیروگاهی بیشتر برای تأمین برق پیک بکار برده می‌شود زیرا در مواقعی که احتیاج به نیروی برق زیاد نیست می‌توان از هرز رفتن آب جلوگیری کرد و آب را برای مواقع ضروری در پشت سد انباشت.
نیروگاههای ابی بسته به نوع توربین بکار رفته در ان به ۳ دسته تقسیم میشوند:
۱-نیروگاه ابی با توربین فرانسیس
۲- نیروگاه ابی با توربین کاپلان
۳- نیروگاه ابی با توربین پلتون
که این تقسیم بندی با توجه به ارتفاع ریزش اب صورت گرفته است.

(۱)

(۱) نمونه ای از یک توربین کاپلان

(۲)

(۲) نمونه ای از یک توربین پلتون

۲-۱- نیروگاه بخاری:
اگر بتوان در تحویلات یک نیروگاه بخار از آن مقدار کالری که در آخرین مرحله از توربین خارج شده و در کندانسور تبدیل به آب می‌گردد استفاده صنعتی نمود، راندمان حرارتی نیروگاه به مقدار قابل ملاحظه‌ای بالا می‌رود بدین جهت در تمام جاهائی که

علاوه بر انرژی الکتریکی احتیاج به مقدار زیادی کالری یا انرژی حرارتی باشد از توربین بخاری استفاده می‌شود که بتوان پس از انجام کار الکتریکی از حرارت باقی مانده نیز استفاده کرد بعبارت دیگر در این نوع توربین بخار‌، بخار خارج شده از آخرین مرحله توربین توسط لوله‌هایی برای مصارف صنعتی و حرارتی هدایت می‌شود و بخار پس از تحویل انرژی حرارتی خود تقطیر شده و آب مقطر آن مجدداً به دیگ بخار باز می‌گردد و چنانچه دیده می‌شود عمل کندانسور را مصرف کننده انرژی حرارتی انجام می‌دهد.
البته عمل تقطیر در اینجا در درجه حرارت بیشتری انجام می‌گیرد تا در کندانسور که تقریباً خلاء ایجاد می‌شود و بدین جهت گوئیم توربین در چنین نیروگاهی با فشار مخالف کار می‌کند.
یک کارگاه صنعتی بزرگ که دائماً انرژی حرارتی مصرف می‌کند بهتر است مصرف الکتریکی خود را نیز خود، تهیه کند. زیرا در این صورت نیروی برق تولید شده یک نیروی باز یافته است که در کنار تولید انرژی حرارتی بدست آمده است. بدین جهت است که در کارخانجات شیمیایی، کاغذسازی، بریکت سازی، آب‌جو سازی و غیره اغلب از این نوع مراکز حرارتی که در ارتباط با مولد برق می‌باشد استفاده می‌شود

قسمتهای مهم تشکیل دهنده یک نیروگاه بخار:
به طور کلی یک نیروگاه بخار از بخشهای متعددی تشکیل شده است که در زیر به معرفی هر یک از آنها می‌پردازیم:

۱-بویلر:
به طور کلی بویلر به اسبابی اطلاق می‌شود که در آن تولید بخار صورت می‌گیرد، بویلر یک مولد بخار است. یک بویلر نیروگاهی، شامل قسمتهای مختلف است که جهت سرویس، ارتباط و کنترل، بازدید و اطلاع رسانی به اتاق کنترل و پرسنل بهره بردار تعبیه شده است. مهمترین این قسمتها در زیر آمده است.
یکی از مهمترین اجزاء یک بویلر نیروگاهی که زیر فشار بحرانی کار می‌کند، درام است. درام در لغت به معنی مخزن غربال کننده آمده است و در اینجا نیز به منظور جدا کردن آب از بخار بکار گرفته می‌شود. بطوری که می‌توان وظایف درام را بصورت زیر تعریف کرد:

۱- جدا سازی بخار از آب
۲- تصفیه شیمیایی آب
۳- ذخیره سازی آب به منظور تأمین بخار مورد نیاز در هنگام تغییرات بار
جدا سازی بخار از آب که از مهمترین وظایف درام است به سه صورت انجام می‌شود:
۱ـ جدا سازی ثقلی
۲ـ جدا سازی به روش مکانیکی
۳ـ جدا سازی به روش گریز از مرکز

پس از آن که سیال محرک (آب) در بویلر به صورت مافوق گرم (سوپر هیت) درآمد آن را به سمت توربین هدایت می‌کنیم و این سیال باعث به گردش در آمدن توربین و در راستای آن تولید الکتریسیته می‌شود.
به دلیل این که سیال محرک در نیروگاه بخار، آب است و این سیال پس از انجام کار در توربین بخار به صورت دو فازه می‌باشد و باید دوباره به بویلر ـ جهت تکرار سیکل ـ هدایت شود می‌بایست آن را کاملاً تقطیر نماییم. (زیرا اگر آب جدید را جایگزین آن نمائیم و بخار خروجی توربین را هدر بدهیم مقرون به صرفه نخواهد بود) این فرآیند (تقطیر) در سیستم تحت عنوان چگالش آب تغذیه صورت می‌گیرد.
در حالت کلی سیستم چگالش آب تغذیه از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
۱ـ دستگاه انتقال گرما (چگالنده) CONDENSER
۲ـ گرمکنهای آب تغذیه (در صورت وجود)
۳ـ دستگاه آب جبران MAKE UP WATER
۴ـ دستگاه پرداخت آب چگالیده شده
CONDENSATE POLISHING PLANT
همانطور که می‌دانید آب خنک کن پس از آن که بخار خروج از توربین بخار را تحت فرآیند تقطیر به طور کامل به مایع اشباع تبدیل کرد، خود گرمای نهان سیال محرک را به صورت همرفت اجباری (اگر کندانسور از نوع تماس غیر مستقیم باشد) دریافت می‌کند، پس باید به گونه‌ای این گرما را از آب خنک کن بگیریم، تا امکان استفاده مجدد
آن در چرخه وجود داشته باشد، بدین منظور از سیستم خنک کننده آب چگالنده استفاده می‌کنیم.
سیستم خنک کننده آب چگالنده
COOLING SYSTEM MAIN
امروزه روشهای متعددی جهت خنک‌ سازی آب چگالنده (آب خنک کن) وجود دارد، که استفاده از هر یک بسته به شرایط محیطی و جغرافیائی محل نیروگاه می‌باشد و ما قصد نداریم تمامی این روشها را مورد بررسی قرار دهیم، تنها به بررسی متداول‌ترین این روشها که امروزه مورد توجه قرار دارد می‌پردازیم (این روش در میان سایر روشها با قوانین و شرایط زیست محیطی تطابق زیادی دارد و همین امر باعث شده است تا مورد توجه قرار گیرد) البته این روش در میان روشهای دیگر دارای کمترین راندمان می‌باشد.
اساس کار این سیستم مانند رادیاتور در اتومبیل است. آب خنک کن پس از آنکه گرمای نهان سیال محرک را دریافت نمود (این آب دارای حجم زیاد است) توسط پمپ‌های پر قدرتی به سمت رادیاتورهای (دلتا) که بیرون از چگالنده و در محل باز قرار دارند هدایت می‌شود و گرمای دریافتی را به محیط بیرون پس می‌دهد.
به منظور جابه‌جایی سریعتر هوای اطراف دلتا از برجهای بلند که تنها به منظور تقویت جابه‌جایی هوا بنا شده است بهره می‌گیرند این برجها که در اصلاح برجهای خنک کننده نام دارند تنها باید فشار محرک لازم جهت جابه‌جایی مناسب هوا را فراهم آورند.

سیکل ترمودینامیکی ایده‌آل برای نیروگاه، بخار، سیکل رانکین (RANKINE) است و روشهای متعددی جهت افزایش راندمان این سیکل وجود دارد که در زیر به معرفی آنها می‌پردازیم.
۱ـ سوپر هیت کردن بخار ورودی به توربین
۲ـ افزایش فشار بویلر
۳ـ کاهش فشار کندانسور
البته به کارگیری این روشها در یک نیروگاه بخار با محدودیتهایی روبروست، روشهای دیگری نیز در قالب سیکل رانکین ارائه شده است که باعث افزایش راندمان نیروگاهی که در این سیکل کار می‌کند می‌شود این نوع روشها عبارتند از:
۱ـ سیکل گرمایش مجدد ( REAHEAT CYCLE)
۲ـ سیکل بازیابی ( REGENERATIVE FEED HEATING)

نمایی کلی ازروند کاری یک نیروگاه بخار
۳-۱ـ نیروگاه هسته‌ای:
نیروگاه هسته‌ای، نیروگاهی است که در آن از انرژی هسته‌ای برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. نیروگاه حرارتی با سوخت فسیلی بعلت این که در سالهای متمادی تکامل پیدا کرده است امروزه نسبت به نیروگاههای هسته‌ای که هنوز مراحل ابتدائی را می‌گذرانند و در شرف تکمیل هستند بسیار اقتصادی‌تر و ارزانتر است و فقط نیروگاه هسته‌ای با قدرت MW600 به بالا می‌تواند تا حدودی با نیروگاههای حرارتی نوع دیگر رقابت کند نیروگاه هسته‌ای با قدرت کمتر از M W600 فقط به عنوان یک نیروگاه آزمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بنا بر فرضیه‌های جدید، اتم تشکیل شده است از تعدادی الکترون با بار منفی و یک هسته با بار مثبت الکترون‌ها با سرعتی در حدود M/S1000000= V در فواصل معین و در روی مدارهای مشخص به دور هسته داخلی اتم که ساکن می‌باشد می‌گردند.
هسته اتم خود از ذرات الکتریسیته مثبت به نام پروتون و ذراتی از نظر الکتریکی خنثی و بدون بار بنام نوترون تشکیل شده است.
مجموع پروتون و نوترون، نوکلئون نامیده می‌شود. ( NUKLEON) بدیهی است چون اتم از نظر الکتریکی خنثی است لذا تعداد پروتون‌های هسته برابر تعداد الکترونهای دوار آن است.
تعداد پروتون‌ها را عدد اتمی عنصر می‌نامند و تعداد کل پروتون و نوترون‌های اتم را عدد جرمی عنصر می‌نامند. این تعداد مساوی نزدیک‌ترین عدد صحیح به وزن اتمی جسم است. مثلاً آلومینیوم که وزن اتمی آن ۲۷ است، دارای ۱۴ عدد نوترون و ۱۳ عدد پروتون در هسته و ۱۳ عدد الکترون در خارج هسته می‌باشد.
به ترتیب برای معرفی عناصر آنجایی که فعل و انفعال‌های مربوط به هسته در میان باشد هسته عناصر را با دو رقم فوق‌الذکر (عدد جرمی و عدد اتمی) مشخص می‌کنند.
طبق قوانین فیزیکی باید پروتو‌ن‌ها که همه دارای بار مثبت هستند و یکدیگر را دفع می‌کنند و چون این کار انجام نمی‌شود باید نیرویی قوی موجود باشد که اینها را به هم متصل نگه می‌دارد و نمی‌گذارد هسته متلاشی شود. این نیرو را نیروی جاذبه هسته‌ای یا به اختصار نیروی هسته‌ای یا نیروی اتصالی می‌نامیم. این تجمع و ترتیب نوکلئون کاملاً مستقل از حرارت، فشار و اثرات شیمیایی می‌باشد و به این جهت کاملاً پایدار و با ثبات است.
منبع این نیرو کجاست؟ امروزه ثابت شده است که جرم یک هسته کوچکتر از مجموع جرم‌های اجزاء تشکیل دهنده هسته (نوکلئون) است.
این حقیقت را می‌توان فقط به کمک رابطه که انیشتاین به نام قانون انرژیتیک ماده بیان کرده است ثابت نمود.
رابطه‌ای است بین جرم و انرژی و در آن سرعت نور می‌باشد. از رابطه انیشتاین می‌توان چنین استنباط کرد که جرم و انرژی در ذرات یکی هستند و باید تحت شرایط خاصی و تحویلات بخصوصی بتوان جرم را به انرژی تبدیل کرد. البته برای تبدیل کامل جرم به انرژی هنوز علم فیزیک امکان‌پذیری را نشان نمی‌دهد. اما تکنیک امروز در حدی است که بتوان به کمک تحویلاتی در هسته اتم جرم اتصالی‌ها را به صورت انرژی آزاد کرد. جرم اتصالی در اصل جزء بسیار کوچکی از هسته بوده و در حقیقت چیزی نیست جز تعداد معینی نوترون و پروتون که از نوکلئون هسته گرفته شده و تبدیل به انرژی گردیده است این انرژی که انرژی اتصالی نامیده می‌شود باعث نگه داشتن هسته می‌شود، زیرا همان‌طور که گفته شد، هسته از تعداد زیادی پروتون یا بار الکتریکی مثبت تشکیل شده و بدون تأثیر نیرویی باید هم متلاشی می‌شد.

ـ تولید انرژی در اثر تخلیط یا تقطیع هسته:
اگر هسته یک اتمی را بخواهیم به اجزاء خودش تجزیه کنیم باید به اندازه انرژی اتصالی آن انرژی صرف کنیم. پس می‌توان گفت که در موقع تخلیط مجدد، اجزاء کوچک نیز مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود. به همین ترتیب در موقع تخلیط هسته عناصر سبک برای به وجود آمدن عنصر نیمه سنگین مقداری از انرژی اتصالی‌ها اضافی می‌آید، که مجبوراً آزاد می‌شود.
تخلیط یک کیلوگرم هلیوم (تهیه مصنوعی یک کیلوگرم هلیوم از طریق تخلیط پروتون و نوترون) تقریباً کیلووات ساعت انرژی تولید می‌کند. تخلیط هسته (مبنای بمب هیدروژنی) احتیاج به درجه حرارت‌های بسیار زیاد در حدود میلیون درجه دارد و هنوز تهیه آن از نظر فنی با اشکالاتی مواجه است. از این جهت است که امروزه برای تولید انرژی از عمل تخلیط استفاده نمی‌شود، بلکه از عمل تقطیع استفاده می‌شود.
اگر انرژی اتصالی هسته‌ای کوچک‌تر از مجموع انرژی اتصالی دو نیمه همان هسته باشد، باید دو نیم کردن، یا تقطیع هسته انرژی‌زا باشد. زیرا مصرف انرژی برای مجزا کردن تمام نوکلئون‌های هسته به مراتب کمتر از انرژی لازم برای جمع‌آوری نوکلئون‌ها و ترکیب مجدد هسته می‌باشد.
این موضوع اساس بدست آوردن انرژی توسط تقطیع (شکستن) هسته عناصر سنگین است. زیرا انرژی اتصالی این هسته‌ها کوچکتر از مجموع انرژی دو عنصر نیمه سنگین می‌باشد که در اثر تقطیع بدست آمده است.
آسانترین راه تقطیع هسته این است که یک هسته سنگین توسط یک نوترون بمباران شود. (اساس کار راکتورهای اتمی). اگر هسته نوترون را بپذیرد، هسته از نظر انرژی اتصالی یک طبقه بالا می‌رود و در نتیجه می‌شکند. متأسفانه چنین راکسیونی تنها در یک ماده که در طبیعت موجود است پیدا می‌شود و آن هم ایزوتوپ اورانیوم است. البته عناصر سنگین دیگر را نیز می‌توان به همین طریق تقطیع کرد ولی این عمل فقط به کمک نوترون که دارای انرژی سنتیک فوق‌العاده زیاد است ممکن است. در موقع تقسیم هسته سنگین اورانیوم به دو هسته نیمه سنگین مثلاً باریم و کرپتن و یا هگزانون و ساماریوم به ازاء هر نوکلئون یک انرژی اتصالی آزاد می‌شود، و از تقطیع یک کیلوگرم اورانیوم در حدود انرژی بدست می‌آید.
اگر همین انرژی را بخواهیم با مواد سوختنی از طریق شیمیائی ایجاد کنیم تقریباً ۱۷۰۰ تن گازوئیل و یا ۲۵۰۰۰ تن زغال سنگ لازم است. عامل تقطیع همان‌طور که ذکر شد یک عدد نوترون است که با انرژی سنتیک زیاد به داخل مجتمع نوکلئون هسته وارد می‌شود. در هر تقطیع هسته به طور متوسط ۴۶/۲ نوترون آزاد می‌شود که قادر است مجدداً هسته جدیدی را تقطیع کند.
یک راکسیون زنجیره‌‌ای فقط موقعی به وجود می‌آید که حداقل یکی از نوترون‌های آزاد شده در اثر تقطیع باعث تقطیع دیگری می‌شود. اگر مقدار مواد قابل تقطیع کم باشد، مقدار زیادی از نوترون‌ها قبل از تقطیع دیگر از دست می‌روند و از محیط عمل خارج می‌شوند و به این جهت برای راکسیون زنجیره‌ای و پی‌درپی حداقل ۵۰ کیلوگرم اورانیوم لازم است.
بین نوترون آزاد و یک هسته امکان تحویلات زیر موجود است

۱) نوترون داخل هسته شده و هسته باز می‌شود. این همان عمل تقطیع است که فوقاً به آن اشاره شد.
۲) نوترون داخل هسته می‌شود و توسط هسته جذب می‌شود در این صورت یک ایزوتوپ بوجود می‌آید. این همان عملی است که در راکتورها برای بوجود آوردن عناصر مصنوعی آزمایش می‌شود.
۳) هسته و نوترون به هم برخورد می‌کنند ولی نوترون به حالت ارتجاعی یا نیمه ارتجاعی به خارج پرتاب می‌شود. در پرتاب نیمه ارتجاعی نوترون در ضمن برخورد به هسته مقداری از انرژی خود را به هسته می‌دهد و با سرعت کمتری برمی‌گردد.
۴-۱- نیروگاه اضطراری:
طرز کار بعضی از مصرف کننده‌های بزرگ نیروی برق طوری است که قطع برق برای مدت کوتاهی نیز باعث زیانهای مالی و جانی می‌شود و چون قطع شدن برق قسمتی از شبکه برق به علت ایجاد اتصال کوتاه، برخورد صاعقه و کشیدن بار زیاد امری کاملاً طبیعی و غیر قابل پیش‌بینی و جلوگیری است، لذا در مؤسساتی که قطع برق باعث زیان‌های جانبی می‌شود مثل بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها و مؤسسات خصوصی مثل فروشگاه، هتل، تئاتر و سینما و بانک و غیره که قطع برق باعث ترس و وحشت و احتمالاً زیان‌های مالی می‌شود باید نیروگاه اضطراری نصب گردد. نیروگاه اضطراری باید خود‌ به خود (اتوماتیک) بکار افتد و سریع مقادیر نامی و نرمال خود را باز یابد و بی‌درنگ و یا با تأخیر جزئی و بسیار کوتاهی جانشین برق از بین رفته شود با در نظر گرفتن شرایط فوق بهترین وسیله برای تأمین برق اضطراری دیزل ژنراتور می‌باشد.
زمان راه‌اندازی و آمادگی برای بارگیری از نیروگاه اضطراری بستگی به نوع نیروگاه و اهمیت مصرف‌ کننده دارد. مثلاً در بعضی از تأسیسات (سینما، فروشگاه و استادیوم ورزش) می‌توان زمان راه‌اندازی نیروگاه اضطراری تا چند ثانیه به طول انجامد ولی قطع شدن برق اطاق عمل و یا قسمتی از فردوگاه حتی برای یک لحظه نیز شاید مجاز نباشد. همانطور که گفته شد امروزه تنها وسیله برق اضطراری مطمئن و ارزان دیزل ژنراتور می‌باشد که بر حسب مدت زمان تاریکی به سه دسته تقسیم می‌شود:
۱) نیروگاه اضطراری با راه‌اندازی خودکار
۲) نیروگاه اضطراری با راه‌اندازی سریع
۳) نیروگاه اضطراری با راه‌اندازی بدون تأخیر
۵-۱ نیروگاه گازی:
بهترین نیروگاهی که می‌توان جایگزین نیروگاه آبی به منظور فائق آمدن بر مسأله بار ماکزیمم مصرفی شبکه نمود نیروگاه گازی است از طرفی این نیروگاه دارای مزایای متعددی از قبیل نصب سریع (۹ ماه) قیمت ارزان (نسبت به سایر نیروگاهها) عدم وابستگی به شرایط محیطی و … نیز می‌باشد از سوی دیگر می‌توان به آسانی اثبات کرد که نیروگاههای با قیمت ثابت ارزان و قیمت متغیر (بار) بالا (قیمت سوخت) را باید به منظور تأمین بار پیک در شبکه قرار دهیم و برعکس نیروگاههای با قیمت ثابت بالا ولی قیمت بار پایین را برای تولید برق پایه در نظر بگیریم.
نیروگاه گازی از قیمت بار بالایی برخوردار است و راندمان آن پایین است و با توجه به این که سوخت‌های فسیلی از اصلی‌ترین نیاز این نیروگاه است و همچنین محدودیت این منابع باید به گونه‌ای راندمان این نیروگاه را افزایش دهیم، در صورت دست یافتن به این موفقیت می‌توان این نیروگاه را که قابلیت‌های فراوانی نیز دارد، به طور دائم در شبکه برق کشور قرار دهیم.
یک نیروگاه گازی به منظور تولید برق از قسمتهای مهمی تشکیل شده است که مهمترین آنها کمپرسور ـ محفظه احتراق و توربین گاز می‌باشد.
که به این سه قسمت مولد گاز می‌گوییم.
ـ کمپرسور:
کمپرسور به عنوان یکی از اجزاء مهم یک مولد گاز می‌باشد.
وظیفه کمپرسور فشرده سازی هوا می‌باشد. کمپرسور نظیر توربین است و از دو قسمت اصلی تشکیل شده است.
۱ـ استاتور (قسمت ثابت) ۲ـ روتور (قسمت گردنده)
پره‌های ثابت روی استاتور متصل گردیده است و پره‌های متحرک روی روتور، ولی در اینجا شکل پره‌ها تقریباً مثل هم است. وقتی کمپرسور شروع به کار می‌کند مانند یک فن قوی هوا را به طرف داخل می‌کشد.
اتاق احتراق:
COMBUSTION CHAMBER
اتاق احتراق نیز به عنوان یکی دیگر از اجزاء مهم یک مولد گاز می‌باشد و در حالت کلی تشکیل شده است از یک اتاقک که این اتاقک از یک طرف به هوای فشرده شده از طرف کمپرسور مربوط می‌شود و از طرف دیگر نیز به سوخت، نحوه عمل آن به این صورت است که هوا بعد از فیلترزاسیون وارد کمپرسور می‌شود و بعد از فشرده سازی با فشار وارد اتاق احتراق می‌شود و از طرف دیگر سوخت که می‌تواند گاز یا گازوئیل پودر شده کمپرسور مخلوط می‌شود سپس جرقه زده می‌شود و مخلوط مشتغل می‌گردد و پس از مدتی سیال کارکن با فشار و حرارتی بالا (در حدود C 900) به پره‌های توربین برخورد می‌کند و آنرا به حرکت در می‌آورد.

توربین گازی:
توربین‌های گازی معمولاً برای تولید توان قله مورد استفاده قرار می‌گیرند، هرچند که برخی مواقع آن‌ها را، به ویژه به هنگام خرابی عمده در شبکه تولید برای تولید بار میانی و پایه نیز به کار می‌برند.
توربین‌های گازی موارد کاربرد متعددی دارند که مهمتر از همه کاربرد نشان در رانش انواع هواپیما است، هرچند که در صنایع هم از توربینهای گازی برای راه‌اندازی وسایل مکانیکی مانند پمپ‌ها، کمپرسورها‌، و مولدهای کوچک برق، و مخصوصاً برای تأمین بار قله و بار میانی و بعضاً بار پایه نیز استفاده می‌شود.
همچنین در نیروگاه‌های چرخه ترکیبی از توربین‌های گازی به طور فزاینده‌ای استفاده می‌شود این نیروگاهها از ترکیب توربین‌های بخار و گاز ساخته می‌شوند و بسته به نوع توربین‌ها، دیگهای باز‌یافت گرما، و دستگاههای بازیابی، انواع متعددی دارند.
توربین‌های گازی که در نیروگاههای و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند مزایای زیادی دارند اندازه نیروگاه‌ توربین گازی، در مقایسه با نیروگاه بخار، کوچکتر، وزنش کمتر، هزینه اولیه آن برای تولید هر واحد توان از هزینه مربوط به نیروگاه بخار کمتر، مدت زمان لازم برای تحویل توربین گازی نسبتاً کوتاه است و می‌توان آن را سریعاً نصب کرد و مورد استفاده قرار داد.
راه‌اندازی نیروگاه توربین گازی سریع و غالباً از طریق کنترل از راه دور است و به صورت نرم کار می‌کند. با استفاده از توربین گازی علاوه بر تولید برق می‌‌توان برخی نیازهای جانبی را نیز مانند تولید هوای فشرده تأمین کرد. انواع سوخت‌های مایع و گازی از جمله سوخت‌های سنتزی جدید مانند گازهای با ارزش گرمائی پایین را می‌توان در توربین‌های گازی به کار برد.
توربین‌های گازی در مقایسه با سایر دستگاههای اساسی تولید، محدودیت‌های زیست محیطی کمتری دارند.
عیب عمده توربین گازی که استفاده از آنرا به عنوان یک نیروگاه تأمین بار پایه دچار مشکل می‌کند. همانا پایین بودن بازده گرمائی آن است. عیب دیگر آن ناسازگاریش با سوخت‌های جامد است. توأم بودن هزینه سرمایه‌گذاری پایین و بازده پایین در توربین گازی موجب می‌شود که از آن عمدتاً به عنوان نیروگاه تأمین بار قله استفاده شود که انتظار نمی‌رود چنین نیروگاهی بیشتر از ۱۰۰۰ یا ۲۰۰۰ ساعت در سال در مدار باشد. برای چنین مواردی استفاده از نیروگاههای بزرگ بخار غیر اقتصادی خواهد بود.
بازده چرخه توربین گازی با افزایش دمای گازهای احتراقی ورودی به توربین افزایش می‌یابد. امروزه این دما در حدود ۱۱۰۰ تا ۱۲۶۰ درجه سانتیگراد است. سازندگان توربین گازی درگیر تحقیقات پر هزینه‌ای هستند تا بتوانند این دما را به ۱۵۴۰ درجه سانتیگراد برسانند، و در آینده حتی رسیدن به دمای ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد نیز مورد نظر است.
با بکارگیری توربین‌های گازی در چرخه‌‌های ترکیبی می‌توان پایین بودن بازده آن را برطرف کرد و در نتیجه آن را به عنوان نیروگاه تأمین بار پایه بکار گرفت، در عین حال از مزایای دیگر آن نیز مانند راه‌اندازی سریع و انعطاف‌پذیری کار کردی آن در محدوده گسترده‌ای از بار بهره‌مند شد.
توربین‌های گازی ممکن است آرایش تک محوری یا دو محوری داشته باشند. در آرایش نوع اخیر از دو محور استفاده می‌شود که با سرعت‌های مختلفی دوران می‌کنند. روی یک محور کمپرسور و توربینی که کمپرسور را تغذیه می‌کند قرار دارند، در حالی که روی محور دیگر توربین قدرت و بار خارجی قرار می‌گیرند. همچنین ممکن است روی یک محور کمپرسور و توربین فشار بالا، ورودی محور دیگر کمپرسور و توربین فشار پایین و بار خارجی قرار گرفته باشند. در هر آرایشی، به بخشی از سیستم که شامل کمپرسور، اتاق احتراق و توربین فشار بالاست مولد گاز می‌گویند.
در آرایش دو محوری این امکان وجود دارد که بار سرعت متغیری داشته باشد و این موضوع برای موارد متعددی از کاربردهای صنعتی مناسب است. گاهی توربین‌های گازی را که برای رانش هواپیما طرح شده‌اند، با انجام اصلاحاتی برای کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌دهند. در توربین‌های تک‌محوری، کمپرسور، توربین، و بار روی یک محور قرار می‌گیرند که با سرعت ثابتی دوران می‌کند. از این نوع آرایش برای راه‌اندازی مولدهای کوچک و همچنین مولدهای بزرگ برق در نیروگاهها استفاده می‌شود. چرخه ایده‌آل نیروگاه گازی، چرخه برایتون است این چرخه از دو فرایند بی درو ـ بازگشت‌پذیر (و در نتیجه آیزونتروپیک) و دو فرآیند فشار ثابت تشکیل می‌شود. با انجام اصلاحاتی در این چرخه می‌توان بازده این نیروگاه را افزایش داد.
این نیروگاه دارای شرایط خاص بهره‌برداری می‌باشد که با توجه به آن می‌توان بازده و طول عمر قطعات آنرا افزایش داد.
استفاده از دستگاههای مبادل کولر و گرم‌کن و غیره گرچه باعث بهتر شدن راندمان حرارتی می‌شود ولی قیمت تمام شده نیروگاه را نیز بیش از حد بالا می‌برد، به این جهت می‌توان بطور خلاصه چنین نتیجه گرفت که:
الف: اگر قیمت یک نیروگاه گازی ساده با مدار باز ۱۰$ فرض شود اضافه کردن وسایل دیگر برای بهتر کردن راندمان قیمتهای زیر را پیدا می‌کند.
با کولر ۱۱۵$ با کولر و مبادل ۱۶۵$ با مدار بسته ۲۶۰$
ب: راندمان یک نیروگاه گازی ساده با مدار باز (بدون تجهیزات جانبی مانند مبادله کن گرما خنک سازی …) در حدود ۲۴-۲۲% و راندمان یک نیروگاه گازی ساده با مبادل تا ۳۰% و راندمان نیروگاه گازی دو طبقه با مدار باز و مبادل تا ۳۵% و راندمان نیروگاه گازی مدار بسته تا ۳۰% می‌باشد
پ: نیروگاه گازی تقریباً احتیاج به آب سرد ندارد و همین موضوع سبب می‌شود که نیروگاه گازی برای بسیاری از کشورها که با کمبود آب مواجه هستند بسیار پر ارزش شود
ث: برای نگهداری و بهره‌برداری احتیاج به افراد کم دارد.
ج: احتیاج به روغن‌کاری زیاد ندارد و از این بابت مخارج زیادی متحمل نمی‌شود.
چ: توربین‌های گازی بسیار زود در مدار قرار می‌گیرند و براه می‌افتند.
با توجه به آنچه که در بالا بدان اشاره شد می‌توان گفت که برای مصارف کم مدت سالیانه، مثل دستگاههای اضطراری توربین گازی ساده با مدار باز، یک نیروگاه ایده‌آل است در نیروگاههای عمومی شهری و نیروگاههای اختصاصی (کارگاه صنعتی) توربین‌های گازی بخصوص برای پوشاندن پیک برق مولدهای با ارزشی هستند و مورد استعمال آن بخصوص در جایی است که قیمت سوخت (گاز) ارزان باشد.

در کشورهای در حال توسعه توربین‌های گازی واحدهای بسیار خوبی برای تولید برق می‌باشند زیرا قدرت نیروگاههای گازی معمولاً کم و در حدود MW50 است و این قدرت برای پوشاندن برق کشورهای کوچک و در حال توسعه کافی است. بخصوص اگر این کشورها با کمبود آب نیز مواجه باشند. امروزه بخصوص به خاطر استفاده صنعتی از انرژی اتمی توربین گازی ارزش بسیار زیادی پیدا کرده است، زیرا عامل خنک کردن راکتورها خود عامل مؤثر و محرکی برای توربین گازی می‌باشد.

فصل دوم
ساختمان توربین گازی
اجزای اصلی توربین گازی عبارتند از: کمپرسور ـ اتاق احتراق و توربین
۱-۲ کمپرسور
وظیفه کمپرسور ایجاد تراکم برای سیال عامل کار بصورت آدیاباتیک می‌باشد. کمپرسورهای به کار رفته در توربین‌های گازی از نوع محوری (axial) بوده ولی کمپرسورهای گریز از مرکز (centrifugal) نیز در گذشته مورد استفاده قرار می‌گرفته است. امروزه به دلیل پایین بودن نسبت فشار، از نوع گریز از مرکز استفاده نمی‌شود. شکل ۱-۲ کمپرسور گریز از مرکز را از دو نمای روبرو و پهلو نشان می‌دهد. همانطور که دیده می‌شود کمپرسور گریز از مرکز پروانه‌ای شامل پره‌های خمیده شعاعی تشکیل شده است. هوا در نزدیکی کلاهک که چشم پروانه نامیده می‌شود بدرون کشیده می‌شود و با سرعت زیادی بوسیله پره‌های روی پروانه به گردش در آورده می‌شوند. (با به گردش درآمدن پروانه). فشار استاتیکی هوا از طرف چشم پروانه به سوی بالای لبه آن افزایش می‌یابد تا اینکه بر روی هوا نیروی جانب مرکز بوجود آورد. با عبور هوا از لبه بالایی پروانه این هوا به گذرگاههای پخش کننده (diffuser) وارد شده و از اینجا فشار هوا افزایش بیشتری می‌یابد.

شکل ۱-۲ پروانه کمپرسور گریز از مرکز
پروانه کمپرسور می‌تواند مانند شکل ۲-۲ دو طرفه باشد. به این ترتیب کمپرسور در هر طرف دارای یک چشم بوده بنابراین هوا از هر دو سو به درون کشیده می‌شود. مزیت این نوع کمپرسور در این است که پروانه بطور تقریباً مساوی تحت تأثیر نیروهای برابر در جهت محوری قرار خواهد گرفت. در عمل حدود نیمی از افزایش فشار در پره‌های پروانه و نیم دیگر آن در گذرگاههای پخش کننده صورت می‌گیرد. (یک پخش کننده وسیله‌ای است که توسط آن با کاهش سرعت سیال در یک گذرگاه، فشار آن افزایش داده می‌شود.)

شکل ۲-۲ کمپرسور گریز از مرکز بطور کامل نصب شده
کمپرسور محوری (Axial compressor):
این کمپرسورها بیشترین کاربرد را در توربین‌های گازی دارد. یک کمپرسور جریان محوری شامل ردیفی از پره‌های متحرک است که دور تا دور محیط یک روتور قرار گرفته‌اند. و همچنین ردیفی از پره‌های ثابت که دور تا دور محیط یک استاتور مرتب شده‌اند. هوا بطور محوری از راه پره‌های متحرک و ثابت به ترتیب جریان می‌یابد. در ورودی نخستین ردیف از پره‌های متحرک، پره‌های هدایت کننده ثابت قرار داده شده‌اند. را بدهد و از اینجا سرعت هوا نسبت به پره‌ها با عبور از راه آنها کاهش می‌یابد و مقداری افزایش فشار بوجود خواهد آمد. در پره‌‌های ثابت استاتور هوا تحت زاویه‌ای منحرف می‌شود که جهت آن طوری است تا امکان عبور از پره‌های متحرک ردیف دوم را بدهد. داشتن یک تعداد نسبتاً زیاد از طبقات در کمپرسور محوری معمول است تا در هر طبقه یک کار ورودی ثابت حفظ شود. کاهش حجم با قیفی شکل کردن استاتور یا روتور امکان پذیر است.
پره‌ها طوری مرتب می‌شوند که فضای میان آنها تشکیل گذرگاههای پخش کننده
۲-۲ محفظه احتراق combustion chamber
توضیحات ارائه شده در این بحث می‌تواند بیشتر محفظه‌های احتراق مورد استفاده در واحدهای گازی اعم از صنعتی و تروبوجت‌ها را در بر گیرد. می‌دانیم که توربین گاز قدرت را از طریق به کار بردن انرژی گازهای سوخته و هوا که دما و فشار زیادی دارند، با منبسط کردن آن در چندین طبقه از پره‌های ثابت و متحرک، تولید می‌کند. برای تولید فشار زیاد (از ۴ اتمسفر تا ۱۳ اتمسفر) در سیال عامل کار که برای تراکم لازم می‌باشد از کمپرسور استفاده می‌شود. اگر پس از عمل تراکم روی سیال عامل کار، سیال فوق در توربین همان مقدار کار که صرف تراکم شده است، توسط توربین بدست می‌آید و در نتیجه کار خالص صفر خواهد بود. ولی کار تولیدی توربین را می‌توان با اضافه کردن حجم سیال عامل کار در فشار ثابت، یا افزایش فشار آن در حجم ثابت، افزایش داد. هر یک از دو روش فوق را می‌توان با بالا بردن دمای سیال عامل کار، پس از متراکم نمودن آن بکار برد. برای بالا بردن دمای سیال عامل کار، یک اتاق احتراق لازم است که در آن هوا و سوخت محترق گردند تا موجب افزایش دمای سیال عامل کار بشود.
محفظه احتراق از لحاظ عملکرد باید بتواند امکان سوختن مقدار زیادی سوخت را که از راه مشعل سوخت تأمین شده با حجم وسیعی از هوا که توسط کمپرسور تأمین گردیده فراهم آورد. این وظیفه باید طوری انجام گیرد که بر اثر آزاد شدن انرژی گرمایی حاصل از احتراق هوا انبساط یافته و شتاب بگیرد تا یک جریان پیوسته از گازهای داغ در همه شرایط کار توربین ایجاد گردد. البته این وظیفه‌ای دشوار خواهد بود بویژه به این دلیل که باید با کمترین اتلاف یا افت فشار و با بیشترین انرژی گرمایی آزاد شده با توجه به فضای محدود قابل دسترس همراه باشد.
مطلب دیگری که در مورد عملکرد محفظه احتراق باید مورد توجه قرار گیرد این است که مقدار سوخت اضافه شده به هوا در درون محفظه به بیشترین افزایش دمایی مورد نیاز بستگی دارد. معمولاً این دما چیزی میان ۷۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد به طور نمونه می‌تواند باشد. از آنجائیکه هوا قبلاً در اثر کار انجام شده در طی تراکم گرم می‌شود افزایش دما می‌تواند بین ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد ضرورت داشته باشد. چون دمای مورد نیاز برای گازها در ورود به توربین وابسته به سرعت چرخش توربین بوده و با تغییر نمودن آن تغییر می‌کند محفظه احتراق باید از این قابلیت برخوردار باشد که در دامنه وسیعی از شرایط کاری توربین، یک احتراق پایدار و مؤثر را برای آن حفظ کند.
نخستین مسئله‌ای که محفظه احتراق با آن مواجه می‌باشد این است که سرعت هوایی که از کمپرسور به محفظه وارد می‌شود زیاد می‌باشد. (برای نمونه در حدود ۱۵۰ متر بر ثانیه) این سرعت پایداری احتراق برهم زده می‌تواند موجب خاموش شدن شعله یا احتراق نادرست آن شود. برای حل این مشکل یک ناحیه با سرعت محوری پایین درون محفظه ایجاد می‌گردد به این ترتیب امکان پایدار نگه‌داشتن شعله در سراسر دامنه شرایط عملکرد سیستم توربین گاز فراهم می‌آید. در واقع برای انجام این کار باید در نظر که نسبت هوا به سوخت در درون محفظه بالا می‌باشد (۴۵:۱ یا ۱۳۰:۱) در حالیکه برای یک سوخت نفتی بهترین نسبت ۱۵:۱ بوده و باید در ناحیه فوق‌الذکر تنها بخشی از هوای ورودی به محفظه بتواند وارد شود تا سوخت با آن بسوزد. این ناحیه را اصطلاحاً ناحیه اولیه یا نخستین احتراق یا ناحیه احتراق می‌نامند. این کار توسط یک لوله آتش یا لاینر انجام می‌گیرد.
در شکل ۳-۲ تصویری نمادین از یک محفظه احتراق بصورت برش نشان داده شده است. در این تصویر بخش‌های مختلف یک محفظه احتراق به خوبی نشان داده شده است. گرچه این تصویر مربوط به یک محفظه احتراق توربوجت ساخت کارخانه رولزرویس می‌باشد ولی از نظر ساختمانی می‌تواند توجیه‌گر کامل طرز کار بیشتر محفظه‌های احتراق باشد.
(توجه داشته باشید که مطابق شکل ۳-۲ محفظه احتراق به صورت دو جداره بوده و جدار اول همان پوشش محفظه است و جدار دوم پوشش لوله آتش می‌باشد).

شکل ۳-۲ تصویر نمادین یک محفظه احتراق به صورت برش،

شروع احتراق در محفظه احتراق بعهده شمع جرقه‌زنی می‌باشد که بر روی محفظه نصب شده و پس از آنکه شعله آمد دیگر نیازی به جرقه آن نبوده و خاموش می‌شود. این شمع جرقه‌زن معمولاً توسط ولتاژ زیادی کار می‌کند که یا از طریق یک ترانسفورماتور ولتاژ زیاد بصورت پیوسته و یا بصورت پالس به آن اعمال می‌شود. در سیستمهای با چند محفظه احتراق (مانند توربین‌های گازی بکار رفته در نیروگاهها و بیشتر هواپیمای جت) دو تا از محفظه‌ها دارای شمع جرقه‌زن می‌باشند و احتراق سوخت از درون این محفظه‌ها از راه لوله عبور آتش که در شکل ۳-۲ نشان داده شده به بقیه محفظه‌ها که فاقد شمع هستند سرایت می‌نماید.
در مورد چگونگی اعمال سوخت بدرون جریان هوا باید گفت که معمولاً بر پایه دو اصل جدا از هم استوار می‌باشد. یکی بر پایه تزریق سوخت بصورت افشان با ذرات ریز تمیز شده و دیگری بر پایه از پیش تبخیر کردن سوخت قبل از ورود به ناحیه احتراق استوار می‌باشد. روش اول معمول‌تر بوده و در بیشتر واحدهای گازی بکار گرفته شده است.

انواع محفظه‌های احتراق
بطور کلی محفظه‌های احتراقی که در توربین‌های گازی بکار می‌رود به سه نوع اصلی تقسیم‌بندی شده است. این سه نوع عبارتند از محفظه‌های چندتایی، محفظه‌های لوله‌ای ـ حلقوی و محفظه حلقوی.

محفظه‌های نوع چندتایی یا چندگانه

این نوع محفظه احتراق روی واحدهایی بکار برده شده که دارای کمپرسور نوع گریز از مرکز هستند. همچنین در واحدهای گازی قدیمی که دارای کمپرسور محوری می‌باشند از محفظه‌های چندتایی استفاده شده است. همانطور که در شکل ۴-۲ نشان داده شده محفظه‌ها دور تا دور واحد قرار داده شده‌اند. هوای کمپرسور بوسیله مسیرهایی به هر یک از محفظه‌ها داده می‌شود. هر یک از محفظه‌ها دارای یک لوله آتش درونی می‌باشد که اطراف آنرا پوشش هوا احاطه کرده است. هوا از طریق لوله آتش و فضای بین آن و پوشش خارجی همانند آنچه در بخشهای قبل توضیح داده شده، عبور می‌کند. لوله‌های آتش همگی از داخل به هم ارتباط دارند. این کار اجازه می‌دهد تا احتراق در طی راه‌اندازی واحد به درون همه لوله‌های آتش سرایت کند.
محفظه احتراق از نوع لوله‌ای حلقوی
این نوع محفظه مطابق شکل ۵-۲ ترکیبی از نوع چندتایی و حلقوی می‌باشد. تفاوت این نوع با نوع قبلی در این است که لوله‌های آتش درون یک پوشش مشترک قرار داده شده‌اند. این طرح از نظر تعمیرات و باز کردن سیستم از نوع قبل راحت‌تر می‌باشد.
محفظه‌های احتراق نوع حلقوی این نوع محفظه‌ مطابق شکل ۶-۲ از تنها یک لوله آتش به شکل کاملاً حلقوی تشکیل شده‌اند.

شکل ۴-۲ تصویری از محفظه احتراق نوع چندتایی
۱ـ محل ورود هوای اولیه ۲ـ فلانج اتصال زانویی خروجی کمپرسور ۳ـ محفظه احتراق ۴ـ لوله اتصال و ارتباط میان محفظه‌ها ۵ـ لوله دررو ۶ـ پوشش هوا ۷ـ مانیفولد سوخت اصلی ۸ـ حلقه آب‌بندی موتور ۹ـ مانیفولد سوخت اولیه.

شکل ۵-۲ تصویر محفظه احتراق از نوع لوله‌ای حلقوی که در صنایع هواپیماسازی دارای کاربرد است.

شکل ۶-۲ تصویری از محفظه احتراق نوع حلقوی

۳-۲-توربین
وظیفه توربین تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی است. توربین گاز قدرت را از طریق بکار بردن انرژی گازهای سوخته و هوا که دما و فشار زیادی دارند، با منبسط کردن آن در چندین طبقه از پره‌های ثابت و متحرک تولید می‌کند. توربین‌های گازی اساساً بر دو نوع هستند.
۱) توربین جریان شعاعی و ۲) توربین جریان محوری.
توربین گازی جریان شعاعی در ظاهر مانند یک کمپرسور گریز از مرکز است، با این تفاوت که در آن جریان به جای آنکه در جهت شعاع به طرف خارج باشد، به سمت داخل است. توربین‌های جریان شعاعی بطور گستر‌ده‌ای در اندازه‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند. عیب این نوع توربین‌ها در این است که با دماهای بالای گاز که لازمه بازده گرمایی خوب است سازگار نیست. توربین‌های گازی جریان محوری مشابه حالت توربین بخار است، با این تفاوت که در آن شاره یا بصورت گاز خالصی مانند هلیم است که برای استفاده در راکتورهای دمای بالا و خنک شونده با گاز مناسب است، یا بصورت هوا و محصولات احتراقی است که در توربین‌های گازی فسیل سوز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نکته‌ای که در مورد توربین‌های گاز دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد مسئله خنک کردن پره‌های توربین است. همانطور که قبلاً گفته شد برای افزایش ضریب بهره گرمایی توربین گاز نیاز به افزودن هرچه بیشتر دمای ورود به توربین می‌باشد. این کار موجب می‌شود تا خنک سازی پره‌ها و روشهای مربوط به آن و همچنین جنس پره‌ها مورد توجه قرار گیرد.
معمولاً پره‌های ثابت بیش از سایر پره‌ها در معرض دماهای زیاد، تنشهای شدید و عوامل شیمیایی قرار دارند. آلیاژ بکار رفته در پره‌های ثابت معمولاً سوپر آلیاژهای نیکل و یا کبالت می‌باشد. طول عمر کاری پره‌های ثابت در حدود ۳۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ ساعت می‌باشد. با توجه به اینکه دمای کاری آنها در حدود ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد باید سیستم خنک کاری مناسبی برای آن در نظر گرفته شود.
پره‌های متحرک نسبت به پره‌های ثابت کمتر در معرض دماهای زیاد قرار دارند، ولی از نظر تنشهای شدید وارد شده، در وضعیت بدتری قرار دارند.
جدول زیر اثرات تغییر نوع سوخت را روی عمر قطعات واحد گازی روشن می‌سازد:
پوششهای مورد استفاده در پره‌های توربین گاز