توربین گاز

توربین گاز

اسلاید 1: توربین گاز

اسلاید 2:

اسلاید 3: هدف از ساخت نیروگاه چیست؟ هدف اصلي توليد برق مي باشد. لازمه توليد برق ژنراتور مي باشد. و ‌براي به حرکت در آرودن ژنراتور نیاز به محرک داريم. -

اسلاید 4: انواع محرک هاي ژنراتور :الف) موتورهاي احتراق داخلي: - بنزيني گازوئيلي

اسلاید 5: ب) توربين ها: -توربينهاي خاص - توربينهاي آبي - توربينهاي بادي - توربينهاي بخار (که شامل نيروگاه هاي اتمي نيز مي شود ) - توربينهاي گازنامگذاري آنها بر اساس سيال عامل عبوري مي باشد و به صورت زير طبقه بندي مي شوند

اسلاید 6: توربينهاي خاص جزرومدي :در محلهائي که جزر و مد دريا زياد است با ساخت ديواره اي که آب پشت آن جمع مي شود به عنوان سد استفاده شده و از انرژي پتانسيل آب مي توان توربين هاي آبي را به حرکت در آرود . بيوگاز :با استفاده از سوخت فضولات حيواني ، از فضولات حيوانات به عنوان سوخت اصلي استفاده مي شود که بيشتر در هندوستان و از سوزاندن فضولات حيوانات برق منازل خود را تامين مي کنند . ژئوترمال :استفاده از گرماي دروني زمين و آتشفشانها امواجي :استفاده از امواج دريا و نيروي آنها انرژي حرارتي اقيانوسي : غرقابی

اسلاید 7: توربين گاز :در توربينهاي گازي نيز همانند موتورهاي احتراق داخلي چهارمرحله شامل مکش ، تراکم ، انفجار و تخليه داريم ولي با اين تفاوت که انجام اين مراحل در توربين گاز پيوسته اما در موتورهاي احتراق داخلي ناپيوسته مي باشد .

اسلاید 8: مزاياي توربين گاز :1- نصب سريع2- هزينه اوليه پائين 3- قابل استفاده در مناطق خشک و حاره اي 4- قابليت راه اندازي سريع ظرف 20الي30 دقيقه ودر v94.2حدود پنج دقیقه 5- قابليت استارت وراه اندازي درحالت اضطراري(Black Start)

اسلاید 9: معايب توربين گاز :آلودگي محيط زيست راندمان پائين کوتاهي عمر قطعات به لحاظ کارکرد در درجه حرارت بالا هزينه جاري بالا شامل :تعميرات دوره اي تعميرات غير مترقبه پرسنل و لوازم يدکي

اسلاید 10: TURBO-FAN

اسلاید 11: اجزای توربین گازالف) اجزاي اصلي ب) اجزاي فرعي ج) سيستمهاي کمکی

اسلاید 12:

اسلاید 13:

اسلاید 14: 1.Generator4.Compressor5.Combustion chamber6.Turbine اجزاي اصلي

اسلاید 15: اجزا اصلي توربين گاز : الف) کمپرسور ب) محفظه احتراقج)توربین

اسلاید 16: انواع کمپرسور :- رینگ و پیستونی- دیافراگمی کمپرسورهاي دوراني(rotation )- چرخ دنده اي - پيچي (screw)- روتس (Roots) پره اي لغزان - شعاعي - سانتريفوژ- محوري (کمپرسور توربين گاز ) کمپرسورهاي رفت و برگشتي (سيکلي )

اسلاید 17: کمپرسور جریان محوری

اسلاید 18: کمپرسور گریز از مرکز

اسلاید 19: Compression in a centrifugal machine is done by a rotating impeller having several blades (vanes). These blades convert the energy of the driver into velocity, which is then converted into pressure. The action on the gas is similar to that of liquid inside a centrifugal pump.

اسلاید 20:

اسلاید 21: کمپرسور پره ای لغزان

اسلاید 22:

اسلاید 23: کمپرسور چرخدنده ای

اسلاید 24:

اسلاید 25: ROOTS COOMPERSOR

اسلاید 26: کمرسور رفت و برگشتی

اسلاید 27: کمپرسور رفت وبرگشتی دوار

اسلاید 28: 1.Compressor stationary blade carrier III2.Compressor stationary blade ring3.Outer shell4.Flow baffle5.Inner shell6.Mounting recess7.Protective shellCOMPRESSOR OUTLET DIFFUSER

اسلاید 29: کمپرسور در توربين گاز تشکيل شده از:پره گايد ون I.G.Vپره هاي ثابت ديافراگم پره هاي متحرک روتوردیسکها بيليد والو (Bleed Valve) يا (BLOW OFF)

اسلاید 30:

اسلاید 31: انواع روتورهاروتور هاي يک تکهروتورهاي ديسکي جوشيپیچ و مهره ای

اسلاید 32: روتور کمپرسور :تشکيل شده از يک شفت اصلي که روي اين شفت ديسکها مي نشينند و روي ديسکها توسط ماشينکاري جاي پره ها تعبيه شده و پره روي ديسک نصب مي شود . روتور 16 ديسک دارد که 16 رديف پره متحرک روي آن نصب مي شود . روتور به صورت مخروطي مي باشد و پره هاي کمپرسور از رديف اول به آخر ارتفاعشان کاهش مي يابد .ديسکهاي روتور توسط حرارت منبسط مي شوند و روي شفت اصلي نصب مي شوند سپس توسط پیچهای بلند به نام Tie roud يا Tie Bolt ّ به یکدیگر پیچ می شوند.

اسلاید 33: روشهاي ساخت روتور :در روش دیسکی باید ديسکها را حرارت داده و روي شفت نصب گردد اگر ديسکها را به يکديگر جوش دهند . به انها روتورهای دیسکی جوشی گویند واگر با پیچ به یکدیگر متصل شوند به انها روتورهای دیسکی پیچ ومهره ای گویند

اسلاید 34: نکته : تغيير شکل ظاهري يا به عبارتي بيضي شدن ديسکهاي روتوررا Run out گويند. در روتور هاي ديسکي پيچ و مهره اي احتمال دفورمگي بيشتر است که به ازاي هر 000/100 ساعت کارکرد بايد. روتور او رهال شود و در زمان او رهال بايد تست هاي زير انجام گيرد .بازديد چشمي اندازه گيري ابعادي تستهاي NDT- تست PTتست بالانس

اسلاید 35: پره هاي ثابت : پره هاي ثابت بصورت دو نيم رينگ که به آن ديافراگم گويند تشکيل شده و کمپرسور 18رديف دیافراگم را شامل مي شود ديافراگمها به صورت کشويي درون شيار روي پوسته نصب مي شوند وکار اصلي پره هاي ثابت کمپرسور اين است که سرعت هوا را به فشار تبديل کند .

اسلاید 36: پره هاي متحرک : پره های متحرک به صورت انفرادي و به صورت کشويي روي ديسک نصب میشود و با يک پين و فنرروی دیسک ثابت مي شود و کارپره هاي متحرک افزايش انرژي جنبش سيال (افزايش سرعت سيال ) مي باشد .طول پره هاي ثابت و متحرک از رديف ابتدايي کمپرسور تا ردیف انتهايي کوچک مي شود یعنی سطح مقطع کاهش میابد وبه خاطر کاهش سطح مقطح فشار زياد مي شود .

اسلاید 37: بيليد والو(Bleed Valve)ياBLOW OFF:BLOW OFF VALVES شيرهائي هستند که از سه مرحله مختلف کمپرسور در زمان راه اندازي يا توقف هواي اضافي را از کمپرسور خارج مي نمايند . در زمان راه اندازي چون به تمام دبي خروجي کمپرسورنياز نيست مقداري از هوا را به اتمسفر تخليه مي کنند تا نيروي کمتري براي به حرکت در اوردن روتور نياز باشد و همچنین جلو گیری شود از پدیده سرژ و پديده خفگي و زمانيکه به 98 درصد دور نا مي رسيديم والوها بسته مي شوند و تمام هوای متراکم وارد اتاق احتراق مي شود در غير اين صورت لرزش واحد بالا مي رود .

اسلاید 38:

اسلاید 39: عيوبي که در کمپرسورها روي مي دهد :پديده جدائي :(Stall) چنانچه زاويه حمله هوا به هر دليلي تغيير کند ، جت هاي هوا از روي پره جدا شده و پديده جدائي رخ مي دهد . در اثر پديده جدائي سطح مقطع عبوري هوا کوچک مي شود که به ان استال گويند از انجائيکه دبي کل ثابت است ما زاد هوا مسير خود را از پره بعدي مي بندد و اين عمل باعث مي شود که زاویه حمله هوا درپره بعدي نيز دچار تغییرشود استال بوجود آید و اين عمل به همين صورت تکرار مي گردد تا پره هاي يک رديف را سر تا سراستال فرا گيرد ( استال چرخشي به وجودمي ايد) . در روي يک رديف وقتي استال کامل شد در پشت ان رديف افت فشار روي مي دهد و هوا از رديفهاي بعدي که فشار زيادي دارند يا حتي از اتاق احتراق به سمت منطقه کم فشار مي رود که با سر و صداي زيادي همراه است و مي تواند باعث شکست پره ها گردد .که به ان سرژ گویند.

اسلاید 40:

اسلاید 41: در اثراصطکاک بين پره ها و هوا و پوسته جريان در کمپرسورمتلاطم شده که باعث لرزش مي شود (Vibration)سرعت حداغتشاش :نقطه اي که سرعت در آن نقطه ثابت مي ماند

اسلاید 42: توجه:جهت از بين بردن ارتعاشات ناخواسته که در اثر برخورد هوا به پره ايجاد مي شود و همچنين نيروئيکه از طرف هوا به پره وارد مي شود و عکس العملي که پره ها در خلاف جهت اعمال مي کنند اگراين پره ها در جاي خود ثابت باشند در اثر ارتعاش و انتقال آن به نقاط حساس پره نظير ريشه آن و اتصالات ريشه نظير ريشه پره هائيکه جوش داده شده اند پره يا ريشه آن مي شکند .نکته:چرا پره هاي متحرک کمپرسور بايد در جايشان اندکي لقي داشته باشند ؟

اسلاید 43: نيروئي عکس العملی که در اثر خروج هوا از روي پره به پره اعمال مي شود باعث حرکت پره به جلو مي شود که در اثر انتقال اين نيرو به روتور روتور نيز به سمت جلو حرکت مي کند اين نيرو که باعث حرکت روتور به جلو مي شود همان نيروي تر است (Thrust force) مي باشد و توسط ياتاقانهاي تراست خنثي مي شود .نکته :

اسلاید 44:

اسلاید 45: Slide9a.Thrust BearingsWhere axial thrust forces exist, some type of device limiting axial (end-to-end) shaft movement is necessary. With low thrust forces, a tapered roller bearing can be used. In large machines a heavy-duty, titling-pad type bearing is used.A solid metal thrust collar or thrust disc is fitted to and rotates with the shaft. Four to eight machined metal pads, set in sockets so they can tilt in any direction, are arranged in a circular bearing case. Depending upon thrust conditions, one or possibly two of these titling-pad bearing holders can be used. If two are needed, one is placed on each side of the thrust collar. They do not rotate, but remain stationary in the compressor case. These pads position positively the thrust collar and the shaft, limiting the axial movement of the shaft in either direction.

اسلاید 46: در کمپرسور پره متحرک به هوا سرعت مي دهد و پره ثابت سرعت را به فشار تبديل مي کند . در پره متحرک بعدي سرعت افزايش مي يابد و مجددا در پره ثابت بعدي به فشار تبديل مي شود اين کار درمراحل بعدي نيز تکرار مي گردد در کمپرسور به هنگام ورود هوا ازيک مرحله به مرحله بعدي کمي حالت چرخشي نيز به هوا داده مي شود به همين خاطر دو رديف پره ثابت در انتهاي کمپرسور تعبيه شده اند که هوا را از حالت چرخشي به صورت مستقيم وارد محفظه احتراق مي کنند به اين پره ها پره گايد انتهائي گويند (Guide Vane)نکته :

اسلاید 47: تطابق کمپرسور با توربين :فشار لازم براي عبور يک دبي معين از توربين به درجه حرارت ورودي توربين بستگي دارد . در درجه حرارت بالا حجم گاز بيشتر مي شود و انبساط مي يابد و در نتيجه فشار لازم براي عبور جريان از توربين افزايش مي يابد در نتيجه فشار خروجي کمپرسور تابعي از درجه حرارت ورودي توربين است . همچنين نسبت فشار کمپرسور به دماي ورودي بستگي دارد . بايد توجه داشت که با تغيير درجه حرارت ورودي به توربين نقطه کار کمپرسور تغيير مي کند و نسبت فشار کم و زياد مي گردد که به اين عمل تطابق بين کمپرسور و توربين گويند . حال چنانچه در حالت FULL LOAD از توربين کار بکشيم نقطه کاري کمپرسور نزديک به نقطه surg است .

اسلاید 48: با افزايش دماي ورودي ميزان دبي کمپرسور کاهش مي يابد که نتيجتاً راندمان کاهش مي يابد .در توربينهاي گازي اوليه از الياژهاي آلومينيوم و مواد (FERRITIC) فريتيک با پوشش نيکل کادميوم استفاده مي شد اين پوشش براي جلوگيري از خوردگي (CORROSION) بود اما عمر اين پره ها زياد نبود و زمانيکه هوا مرطوب و گرد و غبار ان زياد بود خوردگي شيميائي در انها اتفاق مي افتاد امروزه از فولاد ضد زنگ (STAINLESS STEEL) با چند درصد کروم استفاده مي شود . آلياژ هاي کروم در برابر خوردگي شيميائي کاملا مقاوم هستند در کمپرسورهاي جريان محوري که در هواپيما ها کاربرد دارند از الپاژ تيتانيوم استفاده مي گردد که بسيار گران هستند ولي مقاومتشان در برابر خستگي بسيار بالاست همچنين وزن کم ومقاومت به خوردگي بالائي دارند( خستگي (FATIGUE) باعث ايجاد ترک و ترک باعث شکستگی یا گسيختگي مي گردد ).نوع مواد بکار رفته در کمپرسور :اثر محيط روي عملکرد کمپرسور :

اسلاید 49: جنس پره هاي ثابت :پره هاي ثابت طبقات آخر کمپرسور همان جنس پره هاي متحرک را دارند اما پره هاي جلوتر از جنس ضعيف تر مي باشند پره هاي ثابت جلوئي از الياژهاي کروم و يا تيتانيوم مي باشند که در صد آنها در طبقات مختلف متفاوت مي باشد شايان ذکر است که جنس پوسته کمپرسور از چدن خاکستري است و پره هاي متحرک کمپرسور داراي وزن کم مي باشند و مقاومت بالائي در برابر خستگي و خوردگي مکانيکي و شيميائي دارند .

اسلاید 50: تعداد دفعات استارت در خوردگي قسمتهاي مختلف کمپرسور و اجزا ديگران موثر است ضمنا به پره هاي کمپرسور نيروي ايروديناميکي زيادي وارد نمي شود و به دليل سبک بودن پره ها نيروي گريز از مرکز آنها نيزکم است . تنها عامل مهم در کمپرسور ارتعاشات است بويژه در کمپرسورهاي محوري به هيمن منظور جهت جلوگيري از ارتعاشات پره ها را به صورت کشوئي با اندکي لقي مي سازند که با پين در جاي خود نگاه داشته مي شوند و نهايتاٌ درتعمیرات پره متحرک برای تعویض و خروج باید پین آن شکسته شودنکته:

اسلاید 51: Oil whip: باعث ناپایداری در موقعیت فیلم روغن در محفظه یاتاقان گشته و همین امر باعث به وجود آمدن ارتعاشات (self exited vibe)خودجوش می شود که با اصلاح و تعویض یاتاقان و افزایش فشار روغن ورودی برطرف می شودOil whirl: چنانچه ویسکوزیته روغن بقدری افزایش یابد که مرکز یاتاقان وروتوربیکدیگر خیلی نزدیک گردنددر این صورت فشار فیلم بشدت کاهش یافته وانرژی اخذ شده از روتور بصورت چرخشی روغن با سرعت نسبتا زیاد حول روتور ظاهر میگردد در اثر این پدیده روتور در اثر نیروی ثقل دایما دارای حرکت نوسانی خواهد بود .دلایل ارتعاشات :1- ناميزاني جرمي2- عدم هم محوری که از طریق الایمنت کردن برطرف می شود3- تشدید (رزوناسی) که باید از ناحیه تشدید در راه اندازی ،سریع عبور کرد 4- ناپایداری فیلم روغن (پدیده Oil whip و Oil whirl ) که با اصلاح و تعویض یاتاقان جبران می شود5- عیوب ناشی از خراب شدن روتور( خستگی، run out ، bend ( خم شدن ) روتور)6- تاٍ ثی از تجهیزات همجوار چند اصطلاح :

اسلاید 52: خرابيهاي کمپرسور :برخورد ذرات خارجي شامل گرد و خاک و اشيا خارجي اجرامي نظير بخارات روغن که حين کار روي پره هاي کمپرسور رسوب مي کنند .خرابيهاي ناشي از تعميرات (پوسته برداري )خرابي ناشي از خستگیتغييرات بار که خود ناشي از تغييرات دماست (در اثر راه اندازي و توقف واحد ) ارتعاش خوردگي شيميائي و مکانيکي ترک خوردگي و فرو رفتگي در اثر برخورد ذرات خارجي

اسلاید 53: برخورد ذرات خارجي شامل :گرد و خاک و اشيا خارجي در اين حالت جهت جلوگيري از ورود گرد و خاک و اشيا خارجي از اتاق فيلتر استفاده مي کنند که شامل پيش فيلتر و فيلتر مي باشد در اين اتاق بين پيش فيلتر ( جهت جداسازي اجسامي که به چشم ميايند – اجسام ماکروسکوپي ) و فيلتر ( جهت جداسازي اجسام ميکروسکوپي) فن جدا کننده قرار دارد که وظيفه جداسازي اجرام معلق در هواي ورودي به فن را بر عهده دارد .اجرامي نظير بخارات روغن که حين کار روي پره هاي کمپرسور رسوب مي کنند اين اجرام توسط شستشوي دوره اي بر طرف مي گردند

اسلاید 54: خرابيهاي ناشي از تعميرات (پوسته برداري ) چنانچه در حين برداشتن پوسته کمپرسور دقت لازم انجام نشود کوچکترين حرکت شعاعي و محوري پوسته باعث برخورد آن با پره هاي متحرک شده و اسيبهایي نظير کندگي ، فرورفتگي ، شکست و ترک را ناشي مي شود به همين منظور براي جلوگيري از اسيب ديدن پره ها حين پوسته برداري بايد موقعيت جرثقيل با پوسته دقيقا ميزان گردد و از ميله هاي راهنما براي جلوگيري از حرکت شعاعي و محوري پوسته استفاده نمود .

اسلاید 55: روشهاي جلوگيري از خرابي کمپرسور:استفاده از فيلتر شستشوي دوره اي پره ها بالانس کردن واحد استفاده از نيکل کادميوم در پره ها استفاده از الياژهاي مرغوب (فولاد سري 300ضد زنگ در پره ها )استفاده از کادميوم در ديسکها و پره ها

اسلاید 56: شستشوي دوره اي پره ها:شستشو با پوست سبز گردو و برنجدر اين حالت زمانيکه توربين full LOAD کار مي کند پوست سبز گردو و برنج از منافذ و رودي کمپرسور به داخل ان دميده مي شود تا اجرام رسوب کرده روي پره ها را کنده و بشويد ماحصل اين شستشو به صورت پودر از اگزوز خارج مي شود .استفاده از آب و مواد شوينده در اين حالت آب و مواد شوينده را زمانيکه توربين با دور800 دور بر دقيقه Crank)) ( مطابق دستور العمل کار مي کند ) به صورت افشانک به پره ها مي پاشند .

اسلاید 57:

اسلاید 58: TitleLorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. برای عضویت در شبکه دانشجویان ایران عدد 1 را به شماره زیر پیامک کنید100080809090برای ورود به شبکه آموزشی دانشجویان کلیک کنیدMadsg.comلطفا آدرس ما را به خاطر داشته باشید