Gas Turbine Blade Cooling

เทคโนโลยีการระบายความร้อนของใบพัดกังหันก๊าซ

รูปแสดงการผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ซึ่งมีแก๊สเทอร์ไบน์เป็นองค์ประกอบสำคัญ

หลักการทำงานของ Gas Turbine (Brayton cycle)

แก๊สเทอร์ไบน์ (Gas Turbine) ทำงานโดยการเปลี่ยนพลังงานความร้อนจากก๊าซร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง (เช่น ก๊าซธรรมชาติ) ให้เป็นพลังงานกล โดยมี 3 ขั้นตอนหลักคือ อัดอากาศ, เผาไหม้, และขยายตัวผ่านใบพัดกังหันเพื่อหมุนเพลา ซึ่งนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าหรือขับเคลื่อนอากาศยานได้

รูปโครงสร้างของแก๊สเทอร์ไบน์

คอมเพรสเซอร์ (Compressor): ดูดอากาศเข้าและอัดอากาศให้มีความดันสูง
ห้องเผาไหม้ (Combustor): อากาศความดันสูงจะถูกส่งมายังห้องเผาไหม้ โดยมีการฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปแล้วจุดระเบิด ทำให้ได้ก๊าซร้อนจัดที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว อุณหภูมีเผาไหม้จะสูงมาก อาจจะสูงกว่า 1,000 C อุณหภูมีเผาไหม้ยิ่งสูง ยิ่งทำให้กังหันแก๊สยิ่งมีประสิทธิภาพสูง แต่มีปัญหาที่วัสดุที่ใช้ทำใบพัดทนทานไม่ได้ จึงต้องมีระบบระบายความร้อน
แก๊สเทอร์ไบน์ (Gas turbine): ก๊าซร้อนขยายตัวผ่านใบพัดกังหัน ทำให้กังหันหมุนและสร้างพลังงานกลที่เพลา

รูปแสดงใบพัด และโรเตอร์ของแก๊สเทอร์ไบน์

ไอเสีย (Exhaust): ก๊าซร้อนที่ผ่านกังหันจะถูกปล่อยออกไป การใช้งานหลัก:

• โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas Turbine Power Plant): ใช้ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า ซึ่งทำงานได้รวดเร็ว เหมาะกับช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าสูง
• เครื่องยนต์เจ็ท (Jet Engine): ใช้ในเครื่องบิน
• อุตสาหกรรมทั่วไป: เรือเดินทะเล และเครื่องจักรที่ต้องการกำลังสูง

ข้อดี:

• เดินเครื่องได้รวดเร็วมาก
• ขนาดเล็กเมื่อเทียบกับกำลังที่ผลิตได้
• สามารถทำ Combined Cycle (โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพได้