آشنایی با توربین های گازی
آشنایی با توربین های گازی – بخش دوم
3-3-توربین گازی درتولید انرژی الکتریکی
توربین گازی به طور گسترده‌ای ای در تولید انرژی الکتریکی به ویژه در زمان اوج مصرف و همچنین در بار پایه و ثانیه به عنوان واحد پشتیبان واحدهای بزرگ بخار، در مواقع اضطراری به کار می‌رود. در آمریکا و انگلستان از این سیستم‌ها فقط در اوج مصرف استفاده می‌شود، در حالی که در عربستان سعودی، به دلیل فراوانی سوخت، در بار پایه نیز بهره‌برداری قرار می‌گیرد. علت دیگر این موضوع، نیاز نداشتن به آب برای سیستم‌های خنک‌کننده است که در مناطق صحرایی و کم آب، موجب بهره‌برداری راحت می‌گردد. در انگلستان، نوعی از این واحدها با سیستم موتور هوایی که مجهز به توربین‌های توان بالا بوده و در مدت دو دقیقه، به قابلیت تولید صددرصد بار می‌رسد، استفاده می‌شود.
اگر چه این قابلیت حائز اهمیت است، اما به دلیل تنش‌های حرارتی عمر مفید بین تعمیرات اساسی را کوتاه می‌کند، بدین‌جهت لازم است فقط در شرایط اضطراری از این توربین‌ها استفاده شود.
خاموشی بزرگی که در سال ۱۹۶۵ در آمریکا رخ داد سازندگان توربین گازی را بر آن داشت که توربین‌های گازی را با قابلیت راه‌اندازی مستقل و بدون استفاده از منبع الکتریکی دیگر طراحی کنند. این نوع توربین‌های گازی در اغلب کشورهای دارای شبکه مطمئن تولید برق، نصب شده و در حال بهره‌برداری است. از این نوع سیکل‌های توربین گازی باید در شرایط اضطراری برای تولید برق اصلی و فقط در مدت چند ساعت استفاده شود.
در این رابطه، توربین‌های گازی با طرح تک‌محوری، می‌توانند توانی در حدود ۱۳۰ تا ۱۵۰ مگاوات تولید کنند، که البته هرروزه مدل‌های جدیدی با توان تولیدی بالاتر ساخته می‌شود. لازم به ذکر است که حد تولید بالاتر، ناشی از حداکثر ابعادی است که به دلیل حمل و نقل با راه‌آهن، باید در نظر گرفته شود. در کنار واحدهای الکتریکی با توان بالا، واحدهای کوچک توربین گازی قابل حمل نیز، برای مناطقی که دسترسی به انرژی الکتریکی میسر نیست، ساخته می‌شوند.
3-4- توربین‌های گازی با تولید محدود انرژی الکتریکی
بیشترین کاربرد این نوع توربین‌های گازی در سکوهای دریایی است که بار پایه را برای بخش‌های مصرف‌کننده اصلی تأمین می‌کنند. (شکل ۱۳) سطح تولید این واحدها معمولاً حدود ۳ تا ۴ مگاوات است. در بعضی از سکوهای نفتی که مصرف انرژی الکتریکی به ۱۲۵ مگاوات می‌رسد. استفاده از واحدهایی با توان تولیدی بالاتر ضروری است. در این صورت به دلیل محدودیت سطح و فضای سکو، در انتخاب توربین گازی، توجه به ویژگی‌های سطح و حجم در اولویت قرار می‌گیرند.
3-5- توربین گازی در سیکل‌های ترکیبی
سیکل‌های ترکیبی نوع دیگری از واحدهای گازی برای تولید الکتریسیته با کارایی در حدود ۵۰ درصد است که برای استفاده در بار پایه در نظر گرفته می‌شود. در کشورهایی که از منابع نفتی محدودی برخوردارند، استفاده از واحدهای ترکیبی بهینه‌سازی شده با کارایی حرارتی بالاتر، اقتصادی‌تر از واحدهای بخاری یا دیزلی است. هدف از سیکل‌های ترکیبی، استفاده از حداکثر انرژی حاصل از سوخت است. برای این منظور، توربین گازی، ژنراتور تولید برق را به حرکت درآورده و انرژی حرارتی موجود در دود خارج شده از اگزوز توربین، برای مصارف دیگری استفاده می‌شود.
موارد مصرف به سرعت و درجه حرارت دود خروجی بستگی دارد و می‌تواند انرژی محدوده وسیعی از مصرف‌کنندگان را تأمین نماید. به عنوان مثال از آن می‌توان برای واکنش‌های مختلف در مناطق صنعتی، یا گرم کردن محیط‌های مسکونی و شهری استفاده کرد. در بعضی از نیروگاه‌ها، دود حاصل از توربین گازی، از داخل بویلر بازیاب می‌گذرد و حرارت دود خروجی توربین گازی، به سیکل آب و بخار منتقل می‌شود.
بخار خروجی توربین فشار ضعیف را برای مصارف صنعتی و خانگی می‌توان استفاده کرد. در این نوع سیستم‌ها معمولاً از چند واحد توربین گازی به منظور پایداری یا افزایش اطمینان از کارایی سیستم استفاده می‌شود. دود خروجی از این توربین‌ها نیز، سیستم بویلر بازیاب را تغذیه می‌کند. در صورت بروز اشکال فنی در یکی از واحدهای توربین گازی و خارج شدن آن از مدار، بهره‌برداری از سیکل ترکیبی ادامه یافته و تولید در بقیه مجموعه توربین‌های گازی انجام می‌شود. در بعضی از کشورها، از انرژی حرارتی دود خروجی از اگزوز توربین گازی در مبدل‌های حرارتی استفاده شده و انرژی حرارتی، به صورت قابل مصرف در محیط‌های شهری و صنعتی مانند مدارس، اداره‌ها، ساختمان‌های عمومی ، بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌ها و غیره به صورت آب گرم یا هوای گرم توزیع می‌شود. به این روش، افزایش کارایی حرارتی توربین گازی تا حدود ۶۰ درصد امکان پذیر است.
3-6- کاربردهای احتمالی توربین گازی در آینده
افزایش قیمت سوخت‌های فسیلی تمیز، ضرورت استفاده از سوخت‌های فسیلی سنگین را مطرح کرده است. اگر چه از این نوع سوخت‌ها در واحدهای بخاری که هزینه‌های تعمیراتی سنگینی دارند استفاده می‌شود، اما تا به حال از آن‌ها در توربین‌های گازی به صورت عملی استفاده نشده است. یکی از روش‌های عملی، به‌کارگیری محفظه‌های احتراق با بسترهای متخلخل است. در این روش، قسمتی از هوای خروجی کمپرسور از مبدلی که در داخل محفظه احتراق با بستر متخلخل قرار گرفته و ضریب انتقال حرارت بالایی دارد عبور می‌کند. قسمت باقی مانده هوای خروجی، از طریق خود محفظه احتراق که درجه حرارت بالاتری دارد جریان پیدا کرده و پس از تصفیه و جدا شدن ذرات موجود در دود توسط صافی، با هوای خروجی از مبدل مخلوط و وارد توربین گازی می‌شود. در این صنعت، مسائل خوردگی فیزیکی هنوز مطرح است، اما در صورت برطرف شدن مشکلات، استفاده از زغال‌سنگ یا سوخت‌های سنگین، امکان‌پذیر خواهد شد.
در این فن‌آوری، به جای استفاده از سوخت‌های سنگین در محفظه احتراق با بستر متخلخل، از زباله‌های غیرفلزی که درجه حرارت کافی را برای توربین گازی تولید می‌کند می‌توان استفاده کرد. البته لازم است دود حاصل از احتراق از صافی‌های مناسبی عبور کند تا موجب فرسایش فیزیکی توربین نشود. در این فن‌آوری، آلودگی محیط زیست از موارد مهمی است که باید بر طبق استانداردهای مربوط آن جلوگیری شود.
روش دیگر، تبدیل سوخت‌های سنگین به سوخت‌های گازی تمیز، از طریق واکنش تبدیل به گاز است. در این روش نیز ناخالصی‌های حاصل از احتراق مانند سدیم و وانادیم، برای جلوگیری از خوردگی توربین گازی، باید تصفیه شود. علت دیگر تصفیه گازهای حاصل از احتراق همراه با ترکیبات گوگرد، خوردگی مسیرهای دود خروجی است که علاوه بر آسیب رساندن به دستگاه، موجب آلودگی محیط زیست می‌شود.
۴- قسمت‌های اصلی توربین گازی
به طور کلی در یک سیکل ساده توربین گازی تشکیل شده است از:
1- کمپرسور: که وظیفه فشرده کردن هوا را بر عهده دارد و خود ممکن است به‌صورت کمپرسور محوری و یا سانتریفوژ باشد.
۲- محفظه احتراق: که به‌وسیله آن هوا در فشار ثابت گرم می‌شود.
3- توربین: یکی از قسمت‌های اصلی توربین گازی است که با منبسط کردن گازی که در کمپرسور فشارش و در محفظه احتراق دمایش افزایش یافته، قدرتی برای به حرکت درآوردن کمپرسور و اجزاء متحرک دستگاه ایجاد می‌نماید. (شکل ۱۵)
یکی از نکاتی که در توربین‌های گازی وجود دارد این است که قدرتی که برای فشرده کردن گاز در کمپرسور مورد نیاز است تقریباً بین ۴۰-۶۰، کلی توانی است که به‌وسیله توربین تولید می‌شود.
4-1- کمپرسور
بیش از ۹۵، از کمپرسورهایی که در توربین گازی مورد استفاده قرار می‌گیرند از نوع کمپرسورهای محوری هستند در این نوع کمپرسورها، جریان گاز هم در ورود و هم در خروج در جهت محور می‌باشد. کار کمپرسورها بالا بردن فشار گاز در این نوع کمپرسورها، جریان گاز هم در ورود و هم در خروج در جهت محور می‌باشد. کار کمپرسورها بالابردن فشار گاز در توربین گازی می‌باشد و برای این ابتدا هوا را به وسیله اجزاء مشخصی شتاب داده و سپس دیفیوز می‌نمایند و با این عمل ابتدا هوا را فشرده کرده و باعث افزایش فشار در آن می‌گردند.
شتاب دادن هوا در این نوع کمپرسورها به‌وسیله یک ردیف از ایرفویل‌های دوار یا یک سری از پره‌های متحرک (روتور) و عمل دیفیوز کردن به‌وسیله یک سری از پره‌های استاتور افزایش سرعت حاصل شده در روتور را به یک افزایش فشار تبدیل می‌نماید.
هر طبقه (Stage) از کمپرسور تشکیل گشته است از یک سری پره‌های متحرک (روتور) و یک سری پره‌های ثابت (استاتور) که تعداد طبقات (Stage) در کمپرسورها در توربین‌های گازی معمولاً بین ۱۷-۱۰ عدد می‌باشد. معمولاً در این نوع کمپرسورها در ورودی کمپرسور یک ردیف پره ثابت وجود دارد که برای حصول اطمینان از ورود هوا به پره‌های مرحله اول در یک زاویه مناسب تعبيه شده همچنین در خروجی کمپرسور یک دیفیوزر اضافی وجود دارد که هوا را بیشتر دیفیوز کرده تا سرعت آن را در هنگام ورود به محفظه احتراق کنترل نماید.
در کمپرسورهای محوری (شکل ۱۶) فشار هوا پس از عبور از یک طبقه (Stage) و وارد شدن به مرحله بعدی کمی افزایش می‌یابد.
نکته‌ای که باید در رابطه با این نوع کمپرسورها مورد توجه قرار گیرد این است که در مواقعی که افزایش فشار نسبتاً پائین، حدوداً بین تا مدنظر باشد می‌توان راندمان ۹۰ – ۸۵، به دست آورد؛ اما امروزه با استفاده از کمپرسورهای چندطبقه افزایش فشار تا نسبت نیز در کمپرسور ایجاد کرده‌اند. محدوده یا رنج کاری کمپرسورهای محوری خیلی کوچک است.
محدوده کار این کمپرسورها بین نقطه Surge و نقطه stone Wall می باشد. نقطه Surge به نقطه‌ای می‌گویند که کمپرسور با حداقل جریان در حال تعادل باشد و برعکس آن stone Wall به نقطه‌ای گفته می‌شود که کمپرسور با حداکثر جریان در حالت تعادل قرار گیرد.
(شکل ۱۷) لذا چنانچه کمپرسور خارج از این دو محدوده مورد بهره‌برداری قرار گیرد از حالت تعادل خارج شده ایجاد لرزش و صدا می‌کند و اگر به صورت طولانی در هریک از این دو محدوده کار کند صدمات زیادی به کمپرسور وارد می‌شود.
4-2- محفظه احتراق
محفظه احتراق در تمام توربین‌های گازی کار یکسانی انجام می‌دهد. وظیفه محفظه احتراق افزایش درجه حرارت گاز ورودی در فشار ثابت است. (شکل ۱۸) در پروسه احتراق که در محفظه صورت می‌گیرد تنها ۱۵، از کل هوایی که از بیرون جذب می‌شود صرف عمل احتراق می‌گردد و بقیه آن صرف خنک‌کاری مخلوط می‌گردد. هوایی که از طرف کمپرسور وارد محفظه احتراق می‌گردد، ابتدا باید دیفیوز شده سپس وارد محفظه گردد. به طوری که سرعت هوا در خروجی کمپرسور معمولاً بین (Ft / Sec500 – 400 (m / Sec140-130) می‌باشد، در حالی که سرعت هوا در محفظه احتراق باید حدود Ft / Sec 10-30 نگه داشته شود.
یکی از نکاتی که در محفظه احتراق باید مورد توجه قرار گیرد این است که شعله به قسمت پائین‌دست جریان نفوذ کنند و برای رسیدن به این هدف یک بفل (Baffle) قرار داده است که باعث ایجاد گردابه‌های کوچک می‌شود و شعله را پایدار می‌نماید و همچنین باعث می‌شود عمل احتراق پیوسته گردد.
4-3- توربین
توربین‌هایی که در توربین‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرند از نظر شکل هندسی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
1- توربین‌های جریان محوری (Axial Flow Turbines)
2- توربین‌های جریان شعاعی (Fadial Flow Turbines)
بیشترین استفاده را در توربین‌های گازی، توربین‌های نوع اول یعنی توربین‌های جریان محوری دارند. (شکل ۱۹) در این توربین‌ها همانند کمپرسورهای جریان محوری، جریان هوم در ورود و هم در خروج در جهت محوری حرکت می‌کند این نوع توربین‌ها از پرمصرف‌ترین توربین‌هایی هستند که از سیال متراکم استفاده می‌نمایند و از نظر راندمان نیز نسبت به توربین‌های شعاعی بهتر می‌باشند.
راندمان توربین‌های جریان محوری در حدود ۸۸ تا ۹۲ درصد بوده حال آنکه راندمان توربین‌های جریان شعاعی پائین‌تر است. توربین‌های جریان محوری خود به سه دسته تقسیم می‌شوند:
۱- توربین‌های جریان محوری ضربه‌ای (Impulse Type Turbines)
2- توربین‌های جریان محوری واکنشی (Reaction Type Turbines)
3- ترکیبی از توربین‌های ضربه‌ای و واکنشی
در توربین‌های جریان محوری ضربه‌ای کل افت پتانسیلی در هر طبقه در نازل ایجاد می‌گردد و به همین دلیل گاز با سرعت بالایی وارد روتور می‌شود به طوری که سرعت گاز در ورود به روتور تقریباً دو برابر سرعت چرخ است؛ اما در توربین‌های جریان محوری واکنش افت آنتالپی در دو ناحیه ایجاد می‌گردد:
۱- در نازل
۲- در روتور
در حقیقت، توربین های جریان محوری ضربه‌ای را می‌توان توربین واکنشی صفر درصد به حساب آورد. در شکل (شکل ۲۱) اثر نسبت سرعت چرخ (u) به سرعت گاز ورودی (v) در راندمان را در هر دو مدل توربین مشاهده می‌نمایید.
همان‌گونه که در شکل مشخص است در توربین‌های جریان محوری ضربه‌ای راندمان توربین با افزایش نسبت u/v از صفر تا 0.47 u/v، مقدار راندمان ماکزیمم شده و به حدود ۹۲، می‌رسد و از آن به بعد با افزایش نسبت u/v راندمان کاهش می‌یابد.
در توربین‌های جریان محوری واکنشی همان‌گونه که در شکل مشاهده می‌گردد مقدار راندمان با افزایش نسبت u/v از صفر تا 94.0 u/v، افزایش یافته و از آن به بعد با افزایش نسبت u/v راندمان کاهش یافته تا در 9.1 u/v راندمان به صفر می‌رسد.
4-4- روتور (Rotor)
بخشی از توربین که پره‌های متحرک و دیسک‌ها روی آن نصب می‌شوند و وظیفه انتقال کار و انرژی مکانیکی بین قسمت‌های مختلف توربین را بر عهده دارند روتور نامیده می‌شود.(شکل ۲۲و۲۳)
همان‌طور که گفته شد یک توربین گازی دارای سه ناحیه اصلی می‌باشد. ناحیه کمپرسور که وظیفه آن تراکم سیال است، ناحيه احتراق که وظیفه آن بالا بردن دمای سیال است و ناحیه توربین که وظیفه آن ایجاد توان می‌باشد. در توربین‌ها یک مسیر برای عبور گازها تعبیه شده است که گازها در حین عبور از این مسیر در ناحیه کمپرسور متراکم شده و به‌وسیله سوخت در ناحیه احتراق می‌سوزند. بدین ترتیب انرژی آن‌ها بالا می‌رود. گاز داغ و پرفشار در توربین منبسط شده و ایجاد کار می‌نمایند. از کار مفید تولیدشده قسمتی به ناحیه کمپرسور انتقال پیدا کرده و صرف راه‌اندازی آن می‌گردد و بقیه آن به عنوان کار خروجی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روتور از یک شفت تشکیل شده که دارای یک محور دوران می‌باشد و به‌صورت طولی در توربین گازی از ناحیه کمپرسور تا ناحیه توربین امتداد یافته است. روتور کمپرسورها معمولاً به صورت دیسکی یا استوانه‌ای است. البته نوع استوانه‌ای آن به علت وزن زیاد، بیشتر در توربین‌های صنعتی (زمینی) بکار گرفته می‌شود. فضای بین روتور و پوسته که ارتفاع پره‌ها را تشکیل می‌دهد، به طرف انتهای پرفشار کمپرسور کاهش می‌یابد و این کاهندگی حتی اگر کمپرسور بر پایه سرعت محوری ثابت هم طراحی شده باشد، صادق است. کمپرسور از تعدادی طبقه تشکیل شده است که فشار هوای ورودی در عبور از هر یک از طبقات به تدریج افزایش می‌یابد. طبقاتی که در ابتدای ورودی هوا قرار دارند و هوای ورودی در آن‌ها دارای فشار کمتری است، کمپرسور فشار پایین (LP) و طبقاتی را که در انتهای کمپرسور واقع هستند و فشار هوا بالطبع در آن‌ها بیشتر است، کمپرسور فشار بالا (HP) می‌گویند. روتور و شفت در کمپرسورها طوری طراحی می‌شوند که تنش‌های گریز از مرکز و بار چرخشی پره روی شفت حداقل باشد، یعنی دقت ساخت و همگن بودن مواد باید طوری باشد که مرکز جرم مجموعه تقریباً روی محور باشد، و نیروهای گریز از مرکز که در دورهای بالا مخرب هستند و ناشی از انحراف مرکز جرم شفت از محور آن است حداقل شود.
۴-5- پره توربین (Blade)
پره‌ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده‌اند. قسمت ریشه که قسمت پایین پره را تشکیل می‌دهند و برای اتصال به پره به دیسک می‌باشند. قسمت میانی پره که برای اتصال پایه به ایرفول می‌باشد و ناحیه بالایی آن به شکل ایروفویل می‌باشد. (شکل ۲۴) ناحیه ایروفویل جهت بهینه کردن خواص جریان هوا و خواص استحکامی می‌باشد. جنس این پره‌ها از فولاد ضد رنگ حاوی ۱۲ درصد کرم و دیگر آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت می‌باشد که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است.
شکل24- انواع پره توربین و انواع جفت شدن آن ها بر روی دیسک
پره‌های ثابت و متحرک، اصلی‌ترین بخش توربین‌های گازی را تشکیل می‌دهند که در ناحیه کمپرسور، وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی پتانسیل است و باعث افزایش فشار گاز در طول مسیر کمپرسور می‌شوند.
4-5-1- پره‌های ثابت
در زمینه جوشکاری پره‌های ثابت (شکل ۲۵) نیز با توجه به امکانات داخلی، محدودیتی احساس نمی‌شود.
شکل25- پره های نصب شده بر روی استاتور
جهت پوشش پره‌های ثابت و متحرک محدودیت تکنولوژیکی وجود دارد؛ اما در صورت استفاده از آلیاژGTD-405 در پره‌های ثابت و متحرک نیازی به پوشش دهی نخواهد بود. در مجموعه‌های توربین گازی، محور و یا شفت توربین و کمپرسور به صورت پیوسته است یعنی در یک طرف این محور روتور کمپرسور و در طرف دیگر آن روتور توربین نصب شده است، که در روی روتور کمپرسور و روتور توربین، دیسک‌ها و بر روی آن‌ها پره‌های متحرک نصب می‌گردند و در روی پوسته این قسمت‌ها که Vane نامیده می‌شوند پره‌های ثابت نصب می‌شوند.
4-5-2- پره‌های متحرك
از آنجایی که پره‌های متحرک توربین تحت بارهای دینامیکی و حرارتی بسیار بالایی قرار دارند، لذا از اساسی‌ترین قطعات توربین به شمار می‌رود. مناطق پره را می‌توان به ایرفویل، شانک، ریشه، شرود و سوراخ‌ها یا کانال‌های خنک‌کاری تقسیم نمود.
سوپر آلیاژهای پایه نیکل، پیچیده‌ترین و پرمصرف‌ترین آلیاژهای مورد استفاده در ساخت پره‌های متحرک توربین گازی می‌باشند. پیچیدگی این سوپر آلیاژها به دلیل وجود عناصر مختلف در آن‌هاست. برخی از عناصر اضافی در این آلیاژها نظیر سلنیم، بیسموت و سرب باید در حداقل مقدار ممکن باشند. همچنین عناصر مضر نظیر فسفر، گوگرد، اکسیژن و نیتروژن نیز باید در مرحله ذوب، به حداقل مقدار خود کاهش یابند. در شکل ۲۴ قسمت‌های مختلف یک پره که در بالا به آن‌ها اشاره شد نشان داده شده است.
۵- مشخصات فنی توربین
طراحی هر موتور توربین گازی باید دربرگیرنده معیارهای اساسی بر اساس ملاحظات بهره‌برداری باشد که بعضی از این معیارها عبارت‌اند از:
۱- راندمان بالا
۲- قابلیت اطمینان بالا
۳- سهولت سرویس
۴- سهولت نصب و راه‌اندازی و تست
۵- تطابق با استانداردهای مربوط به شرایط محیط
۶- ترکیب سیستم‌های کمکی و کنترل
۷- قابلیت تطابق با انواع مختلفی از سرویس و نوع سوخت
با توجه به موارد فوق، برای تولید انرژی به سه جزء اصلی یعنی کمپرسور، محفظه احتراق و توربین، که در یک سیکل قرار می‌گیرند، نیاز است. در عمل به دلیل وجود اصطکاک و تلفات در کمپرسور و توربین، کار تلف شده در محور افزایش یافته و مقدار انرژی تولیدی و همچنین کارایی سیستم کاهش می‌یابد. با افزایش مصرف سوخت، اگر چه انرژی تولیدی خالص در خروجی توربین افزایش می‌یابد، اما این افزایش انرژی تولیدی، دارای محدودیتی است که به نسبت هوا / سوخت که تعیین‌کننده دمای کارکرد ورودی توربین است، بستگی دارد. از طرفی کارکرد دما نباید از حد بحرانی دمای استحکام خزشی که مقدار معینی است، تجاوز کند زیرا تأثیرات نامطلوب بسزایی در ساختمان و طول عمر توربین می‌گذارد؛
اما در حال حاضر با روش‌های جدید خنک‌کاری و پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه متالورژی پره‌ها، امکان کار توربین‌ها در دماهای بالاتر فراهم شده است؛ بنابراین دو عامل اصلی در افزایش کارایی توربین های گازی مؤثر است، یکی نسبت درجه حرارت به فشار و دیگری عملکرد اجزای متشکله آن در بدو تولد توربین های گازی، به دلیل استفاده از اجزاء و مواد نامناسب، تنها کار انجام‌شده می‌توانست محور را بچرخاند و توان اضافی قابل توجهی تولید نمی‌گردید؛ اما با گذشت زمان و توسعه علوم دینامیک و مواد، شرکت‌های سازنده موفق به ساخت توربین‌هایی پیشرفته شدند و امروزه توربین های گازی با نسبت فشار 1:35، در محدوده دمایی و در حال کار و بهره‌برداری است.
ضمن آنکه امکان بهبود راندمان و کاهش اتلاف حرارتی در توربین‌های صنعتی با استفاده از بازیاب نیز فراهم شده است، که از آن جمله می‌توان از سیکل ترکیبی توربین گازی توربین بخار در نیروگاه‌های برق نام برد. مهم‌ترین عامل مؤثر در راندمان توربین نسبت دما به فشار می‌باشد که در این بین درجه حرارت از اهمیت مضاعفی برخوردار است. به طور مثال هر افزایش دما باعث افزایش درصدی راندمان می‌شود.
