دانلود مقاله نگرش کلی بر توربین‌های گاز

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله نگرش کلی بر توربین‌های گاز دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:80

فهرست مطالب:

1-6-نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی در سیکل عملی توربین گاز

1-10- نسبت فشار برای حداکثر راندمان حرارتی سیکل عملی

1-سیستم‌های ذخیره‌سازی سرما

2- سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری :

2-1- سیستم Air Washer

2-2- سیستم خنک‌کننده Media

2 ـ3 ـ سیستم فشار قوی Fog (High Pressure Fogging)

سیستم ‌های خنک کننده‌ی برودتی (چیلیری)

3 – 1 – چیلرهای تراکمی

4 -1- مشخصات فنی توربین گاز جزیره‌ی کیش

4-1-1-منحنی عملکرد توربین گاز جزیره‌ی کیش

4-2- تأثیر سرمایش هوا برروی کمپرسور توربین گاز

4-2-1- دمای خروجی از کمپرسور

4-2-2- کار کمپرسور

4-2 -3- نسبت فشار

4-2-4- شرایط کارکرد

4-2-5- افت دما در طبقه‌ی مافوق صوت

4-3- تأثیر سرمایش هوا بروی اتاق احتراق

4-3 -1- دمای خروجی از اتاق احتراق

4- 3- 1- 1- فرمول سوخت

4-3-1-2- معادله‌ی احتراق استوکیومتریک(نظری)

4-3-1-3- معادله‌ی احتراق واقعی

4-3-1-4- محاسبه‌ی نسبت هوا به سوخت واقعی

4-3-1-5- ارزش حرارتی پائین سوخت

4-3-1-6- محاسبه‌ی دمای شعله

4-4- تأثیر سرمایش هوا بروی توربین

4-4-1-دمای خروجی از توربین

4-4-2- کار خالص توربین

4-5- تأثیر سرمایش بروی بویلر بازیاب

4-5-1- میزان و شرایط بخار تولیدی

4-6-تأثیر سرمایش بر روی راندمان کلی توربین گاز

4-7-عوارض جانبی و عوامل تأثیرگذار بر توربین گاز

4-7-1- تأثیر ارتفاع

4-7-2- افت فشار ورودی

4-7-3- افت فشار خروجی

4-7-4- بویلر بازیاب

5-1- وضعیت آب و هوایی جزیره کیش

5-2- وضعیت تقاضای الکتریسیته در جزیره کیش

5-3- لزوم نصب سیستم سرمایش هوای ورودی برای جزیره کیش

5-4- روند محاسبه بار سرمایش

5-4-1- روش‌های محاسبه بار سرمایش

5-4-1-1- روش نمودار سایکومتریک

5-4-1-2- قانون اول برای مخلوط‌های گاز – بخار

5-5- نمایش تحولات سرمایش هوا

5- 6 – محاسبه بار سرمایش

5- 7 – انتخاب بار سرمایش مودر نیاز برای طراحی سیستم

5- 7 – 1- طراحی سیستم با بار سرمایش ماکزیمم

5- 7 – 2- طراحی سیستم براساس مقدار متوسط بار سرمایش

5- 8 – قدرت اضافی تولید شده در اثر فرایند سرمایش

5- 9 – بررسی روند تقطیر آب

5- 10 – تغییرات بخار تولیدی در اثر فرایند سرمایش

5- 11 – تأثیر افت فشار بروی قدرت و راندمان

5- 12 – مسیر پیشنهادی عبور هوا

5- 13 – شماتیک کلی سیستم پیشنهاد شده

5- 14 – انتخاب چیلر جذبی لیتیم برماید

امکان سنجی اقتصادی طرح

سرمایش هوای ورودی

6 – 1- هزینه‌ی چیلر

6 ـ 2 ـ هزینه‌ی کویل‌های سرمایش

6-3-هزینه‌ی پمپ‌ها

6-4- هزینه‌ی تجهیزات متفرقه

6 ـ 5ـ هزینه‌ی تعمیر و نگه‌داری سالیانه

6 ـ6 ـ محاسبه‌ی دوره‌ی بازگشت سرمایه

6 ـ 7 ـ عوامل انتخاب نهایی بار سرمایش

6 ـ 8 ـ جایگزینی واحد جدید تولید قدرت

6 ـ 9ـ مقایسه مصرف سوخت

1- نگرش کلی بر توربین‌های گاز
دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیکن با وسعت کاربردی که از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ی تکنیک مطرح کرده است . زمینه‌های کاربرد توربین‌های گاز در نیروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردی که فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است می‌باشد. همچنین‌ به عنوان پشتیبان واحد بخار و نیز مواقعی که شبکه سراسری برق از دست می‌رود یعنی در خاموشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مضافاً این‌که توربوکمپرسورها که از انرژی حاصله روی محور توربین برای تراکم و بالا بردن فشار گاز استفاده می‌شود، در سکوهای دریایی ، هواپیماها و ترن‌ها استفاده می‌شود .
مختصری از سرگذشت توربین‌های گاز از سال 1791 میلادی تا به امروز به‌شرح زیر می‌باشد .
اولین نمونه توربین گاز در سال 1791 توسط Jonh  Barber ساخته شد . نمونه بعدی در سال 1872 توسط Stolze ساخته شد که شامل یک کمپرسور جریان محوری چند مرحله‌ای به هم‌راه یک توربین عکس‌العملی چند مرحله‌ای بود که یک اتاق احتراق نیز در آن قرار داشت . اولین نمونه آمریکایی آن در 24 ژوئن 1895 توسط Charles  G.Guritis  ساخته شد. اما اولین بهره‌برداری و تست واقعی از توربین گاز در سال 1900 م بوسیله Stolz صورت گرفت که راندمان آن بسیار پایین بود . در همین سال ها در پاریس یک توربین گاز بوسیله برادرانArmangand ساخته شد که دارای نسبت فشار تقریبی 4 و چرخ کوریتس به ابعاد 5/93 سانتی‌متر قطر با سرعت rpm 4250 بود که دمای ورودی به توربین حدود  560اندازه‌گیری شد و راندمان آن در حدود 3% بود. H.Holzwarth  اولین توربین گاز با بهره اقتصادی بالا را طراحی کرد، که در آن از سیکل احتراق بدون پیش‌تراکم استفاده می‌‌شد و قسمت اصلی یک ماشین دوار با تراکم متناوب بود.
هم‌چنین Stanford  سال 1919 یک توربین گاز که دارای سوپر شارژر بود، ساخت که در هواپیما نیز از آن استفاده شد. اولین توربین گازی که برای تولید قدرت مورد استفاده قرار گرفت به‌وسیله Brown Boveri  ساخته شد. وی از یک توربین گاز برای راندن هواپیما استفاده کرد. هم‌چنین در سال 1939 م، وی یک توربین گاز با خروجی MW 4 ساخت که بر اساس سیکل ساده طراحی شده بود و کارکرد پایینی داشت. این توربین تنها به مدت 1200 ساعت مورد بهره‌برداری قرارگرفت و عیوب مکانیکی فراوان داشت . از جمله اصلاحات وی برروی توربین ، بالا بردن راندمان آن به میزان 18% بود.
در انگلستان گروهی به سرپرستی Whittle در سال‌‌ 1936 ‌م یک کمپرسور سانتریفوژ‌تک مرحله‌ای با ورودی دوطرفه و یک توربین تک‌ مرحله‌ای کوپل شده به ‌آن را به هم‌‌راه یک اتاق طراحی کردند. اما با تست این موتور نتایج چندان راضی‌کننده‌ای به‌دست نیامد. در سال 1935‌م در آلمان شخصی به‌نام Hans  Von یک توربوجت با کمپرسور سانتریفوژ ساخت که از مزایای خوبی نسبت به نمونه‌های قبلی برخوردار بود. در آمریکا کمپانیAlis Chalmers اصلاحات فراوانی برروی راندمان توربین‌های گاز و کمپرسورها انجام داد و راندمان کمپرسور را به 70% - 65% و راندمان توربین را به 65% -60% رسانید.
در سال 1941‌م کمپانی  British  Wellond یک توربوجت ساخت که در هواپیما مورد استفاده قرار گرفت . این توربوجت با آب خنک‌کاری می‌شد. در سال 1942‌م کمپانی German Jumo یک توربوجت ساخت که در جنگ جهانی دوم نیز از آن استفاده شد. در این سال‌ها استفاده از موتور توربوجت برای هواپیماها رشد فزاینده‌ای به خود گرفت و هواپیماهای جنگی بسیاری در آمریکا، آلمان و انگلیس ساخته شد. در سال 1941‌م در سوئیس از یک توربین گاز برای راه‌اندازی لوکوموتیو استفاده شد که دارای قدرت 1700 اسب بخار و راندمان 4/18% به هم‌راه بازیاب حرارتی بود.
در سال 1950‌م کمپانی  Rovet Car از توربین گاز در اتومبیل‌ها استفاده کرد که شامل کمپرسور سانتریفوژ، توربین تک‌مرحله‌ای جهت گرداندن کمپرسور و توربین قدرت جداگانه بود که از مبدل حرارتی نیز در آن استفاده شد. در سال 1962‌م کمپانی General Motors یک توربین گاز به هم‌اه بازیاب ساخت که مصرف سوخت آن نسبت به نمونه مشابه 36% کاهش داشت .
در سال 1979‌م با توافق بین سازندگان بزرگ توربین گاز، استانداردی جهت کاهش میزان NOx  وCO دود خروجی ازتوربین گاز نوشته شد . در خلال سال‌های بعد تغییرات فراوانی در نوع سوخت، متریال  روش‌های خنک‌کاری و کاهش نویز و سر و صدا به‌وسیله شرکت   NASA  صورت گرفت.
در 15 سال گذشته توربین گاز، خدمات فزآینده‌ای را در صنعت و کاربردهای پتروشیمی در سراسر جهان ارائه داده است. انسجام ، وزن کم و امکان کاربرد سوخت چندگانه موجب استفاده از توربین گاز در سکوهای دریایی نیز شده‌است .
امروزه توربین‌های گازی وجود دارند که با گاز طبیعی ، سوخت دیزل ، نفت ،متان ، گازهای حرارتی ارزش پایین ، نفت گاز تقطیر‌شده و حتی فضولات کار می‌کنند و روز به روز تلاش‌ها در جهت تکمیل و اصلاح عملکرد آن ادامه دارد.

1-2- مقایسه نیروگاه گازی با نیروگاه‌های دیگر
شکل (1-2) مقایسه میزان حرارت در چهار نمونه سیکل داده شده را نشان می‌دهد.


باتوجه به شکل (1-2) بدیهی است که هرچه درجه حرارت توربین افزایش می‌یابد میزان حرارت بیش‌تر جلب توجه می‌کند.
بعضی از عوامل قابل ملاحظه در تصمیم‌گیری برای انتخاب نوع نیروگاه که متناسب با نیازهای موجود باشند، عبارتند از:
1-     هزینه سرمایه‌گذاری
2-     زمان لازم از برنامه‌ریزی و طراحل تا اتمام کار هزینه‌های تعمیراتی و هزینه‌های سوخت.
توربین گاز کم‌ترین هزینه تعمیراتی و سرمایه‌گذاری را دارد. هم‌چنین سریع‌تر از هر نوع نیروگاه دیگری اتمام می‌یابد و به مرحله بهره‌برداری می‌رسد.
از معایب آن می‌توان به اتلاف حرارتی زیاد اشاره کرد
طراحی هر توربین گاز باید در برگیرنده معیارهای اساسی براساس ملاحظات بهره‌برداری باشد. بعضی از معیارهای عمده عبارتند از :
1-    راندمان بالا
2-     قابلیت اطمینان بالا و در نتیجه قابلیت دسترسی بالا
3-     سهولت سرویس
4-    سهولت نصب و تست
5-    تطابق با استانداردهای مربوط به شرایط محیط
6-    ترکیب سیستم‌های کمکی و کنترل که در نتیجه درجه قابلیت اطمینان بالایی را به‌دست می‌دهند.
7-     قابلیت انعطاف در تطابق با سرویس‌ها و نیز سوخت‌های مختلف
نگاهی به هریک از این ملاک‌ها مصرف‌کننده را قادر خواهد ساخت که درک بهتری از هر یک از لوازم پیدا بنماید.