Une turbine à combustion est une machine dans laquelle l’air entre, se comprime et se mélange avec du gaz ou de l’huile avant d’être enflammé. L’air est généralement aspiré à l’avant, tandis que la compression et la combustion se produisent généralement également dans différentes sections. La chaleur de la combustion peut alors déplacer une turbine qui convertit la force du gaz à haute pression en mouvement rapide en énergie. La turbine à combustion est souvent utilisée par les centrales électriques pour produire de l’électricité, ainsi que dans les moteurs d’avion pour produire de la poussée.
Également appelé turbine à gaz, le système est généralement un moteur à combustion interne dans lequel les gaz sont allumés en continu, tandis que dans les moteurs automobiles, ce processus est généralement intermittent. La majeure partie de la puissance de la turbine fait fonctionner le compresseur, tandis qu’une partie seulement génère de l’électricité. Un problème courant avec une turbine à combustion est donc l’efficacité énergétique ; la fonction de l’unité est généralement définie par le cycle de Brayton, dans lequel l’air est comprimé et la pression augmente. L’air est chauffé à une pression constante jusqu’à ce qu’il puisse se dilater, période pendant laquelle la pression et la température diminuent. Une diminution du volume d’air se produit généralement lorsque la chaleur s’échappe de la machine dans l’atmosphère.
Parfois, un régénérateur est ajouté à une turbine à combustion pour chauffer l’air libéré par l’échappement, tandis qu’un refroidisseur intermédiaire peut réduire la température du gaz comprimé. Il peut minimiser le travail requis par le compresseur, augmentant l’efficacité de la turbine. Dans les systèmes où il y a deux turbines, un réchauffeur est souvent utilisé sur le flux entre les deux. Une autre façon d’augmenter l’efficacité d’une turbine à combustion peut être de capturer la chaleur de l’échappement, au moyen d’un brûleur à conduit, pour une utilisation dans des fours, des systèmes de séchage de matériaux et d’autres processus qui utilisent l’excès de chaleur.
L’efficacité d’une turbine à combustion peut également être affectée par le climat, ainsi que par l’altitude. Dans les endroits qui ont de grandes fluctuations de température entre l’été et l’hiver, l’efficacité et la capacité peuvent varier considérablement. Les valeurs typiques peuvent aider les concepteurs à décider des types de composants à ajouter pour faire fonctionner la turbine avec le plus d’efficacité énergétique.
La plupart des types de turbines à combustion commerciales peuvent fonctionner entre 500 kilowatts et 25 mégawatts, selon le modèle. Les émissions d’oxyde nitrique et de monoxyde de carbone sont parfois préoccupantes, c’est pourquoi l’injection d’eau ainsi que des composants de réduction catalytique sélective (SCR) peuvent être ajoutés pour réduire le risque d’exposition à ces gaz. Un moteur à combustion est généralement fiable et couramment disponible pour les compagnies d’électricité et d’autres installations qui peuvent utiliser de telles machines.