پاورپوینت مبانی توربین ها (pptx) 91 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 91 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

مبانی توربین ها 1 فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 2 منابع [1] اصول دستگاه ها و طرز کار توربین های احتراقی گازی، شرکت ملی نفت مناطق نفت خیز جنوب، مرکز آموزش فنون شهید مجدزاده، قسمت آموزش مکانیک و توربین، مهرماه 85 [2] Industrial gas turbines: Performance and operability, Robin Elder,2007 تعریف توربین سیالات مورد استفاده در توربین ها توربین های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز تاریخچه توربین های گازی توربین گازی چینش اجزای توربین های گازی توربین گازی تک محوری توربین گازی دو محوری به همراه یک توربین قدرت توربین گازی سه محوری به همراه یک توربین قدرت توربین گازی دو محوری توربین های گازی با چرخه بسته تاثیرات زیست محیطی استفاده از توربین ها کنترل موتور در توربین ها 3 فصل 1 آشنایی با توربین های گازی فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 4 تعریف توربین دستگاهی است که در آن انرژی جنبشی سیال متحرک بعد از برخورد سیال با پره به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. از انرژی مکانیکی تولید شده در کارهای زیر استفاده می شود: بحرکت درآوردن ژنراتورها جهت تولید جریان الکتریسیته چرخاندن پمپ ها به کار انداختن کمپرسورها استفاده در کارهای صنعتی ، عمرانی ، نظامی و ... سیالات مورد استفاده در توربین ها هوا در توربین بادی در نیروگاه های بادی آب در توربین آبی در نیروگاه های آبی بخارات قابل میعان در توربین بخار در نیروگاه های سوخت فسیلی مانند نیروگاه گازی، و نیروگاه های انرژی های نو مانند نیروگاه اتمی و ... گاز (هوا،گاز طبیعی، هلیوم و ...( در توربین های گازی نمونه ای از توربین بادی نمونه ای از پره مورد استفاده در توربین های آبی فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 5 توربین های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز توربین های بخار( steam turbines ) این نوع توربین ها از قدیمی ترین توربین های مورد استفاده در صنعت می باشند. در این نوع توربین ها، از نیروی بخار (که در دیگ بخار تولید می شود) جهت بحرکت در آوردن توربین ها استفاده می شود. این توربین ها به دلایل زیر کمتر مورد استفاده اند: 1-به دیگ بخار و وسایل دیگر نیاز دارند. 2-هزینه نگهداری بالایی دارند. توربین های گازی( gas turbines ) در این نوع توربین ها مقداری سوخت(عمدتا گاز طبیعی) و هوای فشرده در محفظه احتراق می سوزد. در اثر سوختن و ایجاد حرارت حجم گاز افزایش می یابد.گاز با حجم زیاد و فشار و دمای معین به تیغه های توربین برخورد می کند و سبب چرخش توربین می شود. به دلیل اهمیت بالای توربین های گازی در صنعت نفت و گاز ، در ادامه به طور عمده این نوع توربین ها بررسی می شوند. 6 تاریخچه توربین های گازی نخستین بار در سال 1791 میلادی جان باربر( John Barber ) شیوه ای به کار برد که با آن روش می شد از هوا جهت ایجاد حرکت استفاده کرد. در سال 1903 یک محقق نروژی ( Aegidius Elling ) نخستین توربین گازی را به صورت موفقیت آمیز ساخت.در این توربین ، یک کمپرسور دوار/دینامیک و تعدادی توربین به کار رفته بود.این توربین قادر به تولید ( 11hp ) 8kW انرژی بود. در سال 1904 الینگ طراحی خود را بهتر کرد و با کاهش دمای گاز خروجی از  C 500 به  C 400 توانست به تولید ( 44hp ) 33kW انرژی دست یابد.این موتور با دور موتور 20,000 RPM کار می کرد. توربین گازی الینگ بسیار مشابه موتور جت ویتل( Frank Whittle ) بود که در سال 1930 در انگلستان ساخته شد.این موتور جت دارای یک کمپرسور گریز از مرکز و یک توربین محوری بود. در سال 1936 در آلمان ، اوهاین( Hans von Ohain ) و هاهن( Max Hahn ) اقدام به طراحی توربینی کردند که در آن نیز یک کمپرسور گریز از مرکز و یک توربین با فاصله نزدیک به هم به کار رفته بود. در نهایت کار ویتل و اوهاین منجر به ایجاد صنعت توربین سازی شد. فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 7 توربین گازی شرط اساسی جهت تولید انرژی در یک توربین این است که فشار ورودی آن( inlet pressure ) از فشار خروجی آن( outlet pressure ) بالاتر باشد. جهت افزایش چنین فشاری در توربین به طور عمده از کمپرسور استفاده می شود.بنابراین در توربین ، کمپرسور قبل از توربین قرار داده می شود. شکل روبرو ، نمونه ای از توربین تک محوری را نشان می دهد که در آن محور کمپرسور و توربین به هم متصل است. اگر سیال مورد استفاده در توربین تنها هوا باشد در اینصورت سیال خروجی از کمپرسور در توربین منبسط شده و بدلیل اتلاف انرژی در کمپرسور وتوربین، انرژی خروجی از توربین کمتر از انرژی مصرفی در کمپرسور خواهد بود و در اینصورت سیستم متوقف خواهد شد. اگر مقداری گاز به عنوان سوخت جهت جبران اتلاف انرژی به هوای مورد استفاده در توربین اضافه کنیم در این صورت پس از سوختن گاز، سیستم به کار خود ادامه می دهد ولی هیچ انرژی اضافی تولید نخواهد کرد. جهت تولید انرژی در توربین گازی می بایست مقدار بیشتری گاز به آن اضافه کرد.این انرژی در محفظه احتراق( combustion chamber or combustor ) که بین کمپرسور و توربین قرار دارد سوزانده می شود. فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 8 انرژی خروجی از توربین گازی به بازده اجزای زیر بستگی دارد: کمپرسور محفظه احتراق توربین هرچه این اجزا بازده بالاتری داشته باشند، توربین بازده گرمایی بالاتری داشته و انرژی بالاتری تولید خواهد کرد. توربین های گازی در طول 50 سال گذشته کاملا توسعه یافته اند و امروزه توربین های پیشرفته ای که طی فرآیندهای پلی تروپیک عمل می کنند بازده ای بالاتر از %90 دارند! در یک دسته بندی خاص می توان توربین های گازی را در دو دسته زیر طبقه بندی کرد: توربین گازی با چرخه ساده( simple cycle gas turbine ) که دارای اجزای زیر است: کمپرسور محفظه احتراق توربین توربین گازی با چرخه پیچیده( complex cycle gas turbine ) که علاوه بر اجزای فوق دارای اجزای زیر نیز است: سرد کننده میانی( intercoolers ) جهت کاهش انرژی مصرفی در هنگام فشرده سازی در کمپرسور دوباره گرم کن( re-heaters ) جهت افزایش توان خروجی توربین مبدل گرمایی( heat exchangers ) جهت تبادل گرمای توربین با محیط و ثابت نگه داشتن دمای سیستم فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 9 چینش اجزای توربین های گازی( gas turbine layouts ) در طی سال های اخیر چینش های مختلفی برای اجزای توربین های گازی بدست آمده است.برخی از این چینش ها برای مقاصدی مانند تولید نیرو مناسب اند که در آن سرعت قسمت بار( load ) (که دراینجا ژنراتوراست) ثابت است ، مناسب اند. برخی دیگر نیز در مواردی که در آن سرعت قسمت بار(پمپ و یا کمپرسور) متغیر است کاربرد دارند. در حالت کلی چینش اجزای توربین به صورت های زیر است: 1-توربین گازی تک محوری 2-توربین گازی دو محوری به همراه یک توربین قدرت 3- توربین گازی سه محوری به همراه یک توربین قدرت 4- توربین گازی دو محوری در ادامه هریک از چینش های فوق بررسی می شوند و مزایا و معایب آن ها بیان می شود. فصل 1 آشنایی با توربین های گازی 10 توربین گازی تک محوری( single-shaft gas turbine ) یک توربین گازی تک محوری همانطور که در شکل روبرو نیز دیده می شود دارای یک کمپرسور، یک محفظه احتراق و یک توربین است. کمپرسور هوا را فشرده کرده و فشار آن را افزایش می دهد. در ادامه این هوای فشرده وارد یک محفظه احتراق می شود و در آنجا توسط سوختی که در حال سوختن است گرم می شود.در ادامه گاز پرفشار و داغ در توربین منبسط می شود و مقداری انرژی را به توربین منتقل می کند. قسمتی از انرژی خروجی توربین توسط محوری که توربین را به کمپرسور متصل می کند ، به کمپرسور منتقل می شود و مجددا در فرآیند فشرده سازی هوا مورد استفاده قرار می گیرد.قسمتی از انرژی خروجی توربین نیز که باقی می ماند جهت چرخاندن بار(مانند ژنراتور) مورد استفاده قرار می گیرد. توربین های گازی تک محوری بیشتر برای فرآیند هایی مناسب اند که در آن سرعت ثابت است(مانند تولید الکتریسیته توسط ژنراتور). توربین های گازی تک محوری دارای این مزیت اند که به دلیل استفاده زیاد از انرژی در کمپرسور از افزایش بیش از حد سرعت و در نتیجه جدا شدن ژنراتور از محور جلوگیری می کنند. فصل 1 آشنایی با توربین های گازی