پایان نامه کلیات توربین گازی و اجزاء آن

توربين گاز:

توربين گاز از لحاظ مراحل كار و نحوة عملكرد؛ شباهت زيادي با موتورهاي احتراق داخلي دارد:

اولا: چهار مرحلة مكش؛ تراكم؛ احتراق و انبساط (قدرت) و تخليه در توربينهاي گاز صورت مي‌گيرد منتهي در موتورهاي احتراق داخلي؛ اين مراحل؛ در هر يك از سيلندرها ولي به ترتيب انجام مي‌شود؛ در حاليكه در توربين‌هاي گاز؛ در يك از مراحل فوق الذكر در قسمت خاصي از واحد گازي در توربين‌هاي براي همان منظور در نظر گرفته شده است؛ صورت مي‌گيرد. مثلا: تراكم همواره در يك قسمت و احتراق همواره در يك قسمت ديگر در حال انجام است.

ثانيأ: در توربين‌هاي گاز نيز؛ اين انرژي شيميائي نهفته در سوخت هاي فسيلي است كه نهايتأ بصورت انرژي مكانيكي (گشتاور) ظاهر مي گردد.

و ثالثأ: در توربين‌هاي گاز نيز سيال عاملي كه باعث چرخش محور مي گردد ؛ گاز داغ (هواي فشرده محترق ) مي باشد؛ و همين وجه تسمية توربين‌هاي گازي مي‌باشد.

مطالب فوق؛ با توضيح اجزاء توربين گاز؛ و ترتيب انجام كار در اين نوع واحد توليد انرژي مكانيكي روشنتر خواهد شد.

اجزاء توربين گاز عبارتند از:

۱-۱-۱ـ كمپرسور

۱-۱-۲ـ اتاق احتراق

۱-۱-۳ـ توربين

ترتيب قرار گرفتن اجزاء فوق ؛ در رابطه با يكديگر در شكل زير بوضوح پيدا است :

اجزاء اصلي ساختماني توربين گاز

از اجزاء فوق كمپرسور؛ همواره وظيفة مكش و متراكم كردن هوا را بعهده دارد. هواي متراكم به اتاق (اتاقهاي) احتراق ؛ هدايت شده و در اتاق احتراق با پاشيده شدن سو خت و ايجاد جرقه (البته ايجاد جرقه تنها در ابتداي احتراق لازم است و پس از برقراري شعله ؛ به علت بالا بودن در اتاق احتراق ؛ شعله حفظ مي گردد)؛ محترق مي گردد. گاز داغ حاصل از احتراق هواي متراكم در اتاق احتراق؛ روي پرده هاي توربين هدايت مي شود و با به گردش در آوردن توربين؛ انرژي مكانيكي لازم براي چرخاندن بار متصل به توربين را تامين مي كند. ما حصل احتراق ؛ پس دادن انرژي خود به خود به توربين؛ از طريق اگزوز به آتمسفر تخليه مي‌گردد. با مقايسه ترتيب كار در توربين گاز با ترتيب كار در موتوري احتراق داخلي ؛ مشاهده مي شود كه توربيت هاي گاز از نظر اساس كار ؛ چيز جديدي نيستند و تنها از نظر ساختمان و نحوة عمل ؛ تفاوتهايي با موتورهاي احتراق داخلي پيدا مي كنند. در شكل )۱-۲) ؛ نماي كلي جانبي يك نوع توربين گاز؛ (AEG ؛ ساخت آلمان؛ با قدرت ۲۵ مگاوات ( براي آشنايي با ترتيب قرار گرفتن اجزاء مختلف ؛ در توربيثن هاي گاز ؛ نشان داده شده است .

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول : کلیات و اجزاء توربین گاز

۱-۱- توربین گاز:
۱-۱-۱- کمپرسور:
۱-۱-۲- سیستم احتراق
۱-۱-۲-۲- نازل سوخت:
۱-۱-۲-۳- جرقه زن:
۱-۱-۲-۴- شعله بین :
۱-۱-۲- ۵ – لوله های مرتبطه شعله:
۱-۱-۲-۶- قطعه انتقال دهنده گاز داغ
۱-۱-۳- توربین گاز:
۱-۲- اجزاء فرعی توربین گاز
۱-۲-۱- اجزاء راه‌انداز:
۱-۲-۲- جعبه دنده:
۱-۲-۳- کوپلینگ:
۱-۲-۴- کلاچ‌ها:
۱-۲-۵- یاتاقانها:
۱-۱- یاتاقان تراست با بار:
۱-۲- یاتاقان تراست بی‌بار:
۱-۲-۶- اجزاء دیگر:
۱-۳- سیستمهای فرعی توربین گاز
۱-۳-۱- سیستم روغنکاری:
۱-۳-۲- سیستم آب خنک کن
۱-۳-۳- سیستم سوخت توربین های گازی
۱-۳-۴- سیستم هوای خنک کن:
۱-۴- کنترل و حفاظت توربین گاز
۱-۵- مزایا و معایب توربین گاز :
مـراجـع فـصـل اول :

فصل دوم : سیکل ترمودینامیکی توربین گاز
۲-۱- ‌نگرش کلی بر توربینهای گاز:
۲-۲- مقایسه نیروگاه گازی با نیروگاههای دیگر:
۲-۳- فرآیند توربینهای گاز:
۳-۳- سیکل استاندارد هوایی (براتیون):
۲-۵- نسبت فشار برای حداکثر کار خالص ویژه سیکل نظری:
۲-۶- سیکل عملی براتیون:
۲-۷- راندمان محفظه احتراق:
۲-۸- بازده پلی تروپیک:
۲-۹ـ تعیین معادله راندمان پلی تروپیک
۲-۱۰- نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی در سیکل عملی توربین گاز:
۲-۱۱- نسبت فشار برای حداکثر راندمان حرارتی سیکل عملی:
مـراجـع فـصـل دوم :

فصل سوم : روشهای افزایش قدرت و راندمان توربین گاز
۳-۱- توربین گاز با بازیاب:
۳-۱-۱- توربین گاز همراه با بازیاب حرارتی (مبدل حرارتی):
۳-۱-۲- روش تولید بخار با استفاده از بویلرهای بازیاب:
۳-۲- سیکل توربین گاز با گرم‌کم مجدد:
۳-۳- توربین گاز با تزریق بخار
۳-۳-۱ـ توربین گاز با تزریق بخار به ورودی توربین گاز
۳-۳-۲- توربین گاز با تزریق بخار به خروجی کمپرسور
۳-۴- توربین گاز با خنک‌کاری
۳-۴-۱- خنک‌کاری میانی
۳-۴-۲- خنک‌کاری بوسیله پاشش آب به ورودی کمپرسور
۳-۴-۳- خنک‌کاری هوای ورودی به توربین بوسیله سیستم ذخیره یخ:
۳-۴-۴- خنک کاری هوای ورودی به کمپرسور به وسیله چیلر تراکمی:
۳-۴-۵- خنک کاری هوای ورودی به کمپرسور به وسیله چیلر جذبی
۳-۵- ‌مقایسه‌کلی روشهای موجود وانتخاب روشهای مفیدبه منظورافزایش قدرت خروجی ازتوربین‌گاز:
مـراجـع فـصـل سـوم :

فصل چهارم : فعالیتهای انجام شده در زمینه سیستم Fog
۴ـ۱ـ Mee Industries Inc
۴ـ۲ـ Henry Vogt
۴ـ۳ـ Premier Industries Ins
اجزاء اصلی کولر تبخیری عبارتند از:

فصل پنجم : اثرات سرمایش هوای ورودی بر روی اجزای سیستم توربین گاز
۵-۱- تاثیر سرمایش هوا بر روی کمپرسور توربین گاز:
۵-۱-۱- دمای خروجی از کمپرسور:
۵ـ۱ـ۲ـ کار کمپرسور :
۵-۱-۳- نسبت فشار:
۵-۱-۴- شرایط کارکرد:
۵-۱-۵- افت دما در رابطه مافوق صوت :
۵-۲- تاثیر سرمایش هوا بر روی اتاق احتراق:
۵-۳- تاثیر سرمایش هوا بر روی توربین :
۵-۳-۱- دمای خروجی از توربین :
۵-۳-۲- کار خالص توربین :
۵-۴- تاثیر سرمایش بر روی راندمان کلی توربین گاز:
۵-۵- عوارض جانبی و عوامل تاثیر گذار بر تور بین گاز :
۵-۵-۱- تاثیر ارتفاع :
۵-۵-۲- افت فشار ورودی :

فصل ششم : روش Fog
۶-۱-‌ پروژه افزایش قدرت واحد گازی با استفاده از سیستم خنک کننده Fog:
۶-۲- معیارهای انتخاب برای سیستم های خنک کن ورودی:
۶-۳- خنک کاری پاششی در ورودی توربین گاز:
۶-۴- تولید Fog :
۶-۴-۱- توزیع اندازه ذرات:
۶-۵- ملاحظات خوردگی در کمپرسورهای توربین گاز :
۶-۶- نحوه توزیع Fog فاکتور موثر بر تبخیر:
۶-۷- نازلها، پمپها و سایر تجهیزات:
۶-۸- سیستم کنترل:
۶-۹- مکان نازلها در توربین گازی :
۶-۱۰- کیفیت آب مصرفی:
۶-۱۱- لیست نیازها و موارد نگهداری سیستم Fog توربین گازی:
۶-۱۲- نمودار رطوبت سنجی پاشش ورودی :
۶-۱۳- شرایط محیطی و قابلیت کاربرد پاشش Fog در ورودی:
۶-۱۴- بررسی امکان استفاده از سیستم Fog در نواحی مختلف آب و هوایی:
۶-۱۵- تخمین کل هزینه‌های سرمایه‌گذاری نخستینی سیستم Fog:
۶-۱۶- مطالعات و آزمایشهای انجام شده:

فصل هفتم : فشار ضعیفFog
فاگ فشار ضعیف
۷-۱- زمینه اولیه:
۷-۲- Fog فشار قوی:
۷-۳- نحوه قرار گیری نازلها در فاگ فشار ضعیف :
۷-۴- عوامل فیزیکی:
۷-۵- انجام عملی :
۷-۶- نازلهای فاگ فشار ضعیف:
۷-۷- PACT (افزایش قدرت به وسیله تکنولوژی خنک سازی هوای ورودی):
۷-۸- دلایل نصب سیستم خنک کننده در ورودی آن :
۷-۹- کاهش NOx :
۷-۱۰- سیستم فاکینگ PACT :
۷-۱۱- مواد و جزئیات دیگر :
۷-۱۲- محاسبه نمونه:
۷-۱۳- دلایل اقتصادی فاگ فشار ضعیف :
مـراجـع فـصـل پنـجـم و شـشـم و هـفتـم :

ضمائم وپیوستها
پیوست(۱) : نمودار مقایسه قطر ذرات آب بر حسب حجم قطرات آب
پیوست(۲) : نمودار میزان انتشار Noxدر ازای افزایش درجه حرارت محیط
پیوست(۳) : نمودار قدرت بر حسب دما در طول یک شبانه روزپ
یوست(۴) : نمودار میزان انتشار CO2 در ازای افزایش درجه حرارت محیط
پیوست (۵) : نمای ظاهری یک توربین گاز
پیوست (۶) : جدول مقایسه نسبی هر کدام از روشها از نظر هزینه سرمایه گذاری شده
پیوست (۷) : نحوه چیدمان نازلهای سیستم در قبل از اتاق فیلتر
پیوست ۸ : نمودارهای مقایسه روش فاگ با روشهای دیگر
پیوست ۹ : تصویر کلی از یک سیستم پمپ اسکید و اجزائ متعلق به آن پیوست ۱۰ : تصویری از یک فیلتر مدیا
پیوست ۱۱ : جدول مقایسه روش فاگ با دیگر روشها از نظر اقتصادی از نظر تغییرات سیستم
پیوست ۱۲ : نمودار مقایسه روش فاگ با دیگر روشها از نظر اقتصادی