kaasumoottorit

Kaasumoottorit ovat sisäisen polttamisen laitteita, jotka muuntavat polttoaineen energian mekaniikaksi Braytonin kierron avulla. Ne koostuvat kompressorista, palotilasta (polttimesta) ja turbinasta; palamisen tuloksena syntyvät kuumat kaasut laajenevat ja pyörittävät turbinan, josta saadaan käyttötehoa. Polttoaineena käytetään yleisimmin maakaasua sekä kevyttä dieseliä tai biopolttoaineita.

Toimintaperiaate: Ilma puristetaan kompressorissa, puristettu ilma sekoitetaan polttoaineen kanssa ja polttoaine palaa palotilassa. Palamisen tuloksena syntyvät korkea-paineiset kaasut laajenevat ja pyörittävät turbinan. Turbina voi samanaikaisesti pyörittää kompressoria ja antaa voimaa muille laitteille. Tämä on Braytonin kierto.

Kaasumoottorit jaotellaan pääosin kahteen ryhmään: aeroderivatiiviset ja teollisuuskäyttöiset. Aeroderivatiiviset kaasumoottorit perustuvat lentokoneiden teknologiaan ja ovat kevyitä sekä nopeasti käynnistyviä; niitä käytetään usein pienemmissä sähköntuotantokohteissa tai teollisuuslaitteissa. Teollisuuskaasumoottorit ovat raskaita ja suunniteltuja pitkäaikaiseen käyttöön; niitä käytetään pääasiassa sähkön ja lämmön yhteistuotannossa sekä mekaanisten ajureiden lähteenä. Yhdistetty kierros (CCGT) -laitoksissa kaasumoottorin turbiini tuottaa sähköä ja syntyvän lämpöenergian hyödyntäminen höyryturbiinissa parantaa kokonaishyötysuhdetta.

Hyötysuhde ja ympäristö: Yksikertaisessa kierrossa hyötysuhde on noin 30–40 prosenttia. Yhdistetty kierros parantaa kokonaishyötysuhteen noin 50–60 prosenttiin. Päästöissä NOx, CO2 ja pienhiukkaset ovat keskeisiä, mutta nykyaikaiset DLN-polttimet ja muut teknologiat mahdollistavat päästöjen huomattavan vähentämisen.

Historia: Kaasumoottorit kehittyivät 1930–1950-luvuilla; niiden käyttökohteet laajenivat nopeasti sekä teollisuudessa että energia-alalla. Aeroderivatiiviset ratkaisut ovat peräisin lentokoneiden teknologiasta, kun taas raskaat teollisuusmoottorit on suunniteltu pitkäaikaiseen käyttöön.