رفتن به مطلب
Amin

مرجع توربین

پست های پیشنهاد شده

توربينهاي گازي

 

مقدمه :

 

از زمان تولد توربينهاي گازي امروزي در مقايسه با ساير تجهيزات توليد قدرت , زمان زيادي نمي گذرد . با اين وجود امروزه اين تجهيزات به عنوان سامانه هاي مهمي در امر توليد قدرت مكانيكي مطرح مي باشند . از توليد انرژي برق گرفته تا پرواز هواپيماهاي مافوق صوت همگي مرهون استفاده از اين وسيله سودمند مي باشند . ظهور توربينهاي گازي باعث پيشرفت زيادي در رشته هاي مهندسي مكانيك , متالورژي و ساير علوم مربوطه گشته است . بطوري كه پيدايش سوپرآلياژهاي پايه نيكل و تيتانيوم به خاطر استفاده آنها در ساخت پره هاي ثابت و متحرك توربينها كه دماهاي بالايي در حدود 1500 درجه سانتيگراد و يا بيشتر را متحمل مي شوند, از سرعت بيشتري برخوردار شد . به همين خاطر امروزه به تكنولوژي توربينهاي گازي تكنولوژي مادر گفته مي شود و كشوري كه بتواند توربينهاي گازي را طراحي كند و بسازد هر چيز ديگري را هم مي تواند توليد كند .

 

 

 

همانطور كه بيان گرديد از اين تجهيزات در نيروگاهها براي توليد برق ( معمولا براي جبران بارپيك) موتورهاي جلوبرنده (هواپيما ,كشتيها و حتي خودروها) , در صنايع نفت و گاز براي به حركت درآوردن پمپها و كمپرسورها در خطوط انتقال فراورده ها و... استفاده مي شود كه امروزه كاربرد توربينهاي گازي در حال گسترش مي باشد .

 

 

 

اجزاي توربينهاي گازي :

 

به طور كلي كليه توربينهاي گازي از سه قسمت تشكيل

مي شوند :

 

 

 

1.كمپرسور 2.محفظه احتراق 3.توربين

 

 

 

كه بنا به كاربرد قسمتهاي ديگري نيز براي افزايش راندمان و كارايي به آنها اضافه مي شود . به عنوان مثال در برخي از موتورهاي هواپيماها قبل از كمپرسور از ديفيوزر و بعد از توربين از نازل استفاده مي شود . كه دراين رابطه بعدها مفصلاً بحث خواهد گرديد

 

سيكل توربينهاي گازي :

 

سيكل ترموديناميكي توربينهاي گازي سيكل استاندارد هوايي يا برايتون مي باشد كه در حالت ايده ال مطابق شكل زير شامل دو فرايند ايزنتروپيك در كمپرسور و توربين و دو فرايند ايزو بار در محفظه احتراق و دفع گازهاميباشد

gas%20turbine2.png

 

 

سيكلهاي توربينهاي گازي در دونوع باز و بسته مي باشند . در سيكل باز ( شكل فوق) گازهاي خروجي از توربين به درون اتمسفر تخليه مي شوند كه اين سيكل بيشتر در موتورهاي هواپيما مورد استفاده قرار مي گيرد . در نوع بسته كه عمدتاً در نيرو گاههاي برق مورد استفاده قرار مي گيرد گازهاي خروجي از توربين ( مرحله 4) از درون بخش دفع گرما (cooler ) عبور كرده و بعد از خنك شدن مجددا وارد كمپرسور گرديده و سيكل تكرار مي شود .

 

همانطوركه قبلا بيان گرديد توربينهاي گازي از نظر كاربردي به دو گروه صنعتي و هوايي تقسيم مي شوند كه نوع اول در صنعت و نوع دوم در هوانوردي مورد استفاده قرار مي گيريند . كه ذيلا در ارتباط با هركدام از آنها بحث خواهيم نمود .

 

توربينهاي گازي صنعتي :

 

منظور از توربينهاي گازي صنعتي اشاره به كاربرد آنها غير از بخش هوانوردي مي باشد . در شكل زير شمايي از يك واحد توليد نيروي برق توسط توربين گاز , نشان داده شده است .

 

gas%20turbine.jpg

 

 

شكل زير هم نوعي توربين گازي با ظرفيت توليدي 400 مگاوات را نمايش مي دهد.

 

gas%20turbine%20(1).jpg

 

توربينهاي گازي كه در صنعت برق مورد استفاده قرار مي گيرند داراي ظرفيتهاي متفاوتي مي باشند كه شكل قبل نوعي از اين توربينها با ظرفيت 400 مگاوات را نشان مي دهد.

 

توربينهاي گازي هوايي يا موتورهاي جت :

 

همانطور كه گفته شد سيكل توربينهاي گازي موتورهاي هواپيما شبيه به توربينهاي گازي صنعتي مي باشد بجز اينكه قبل از ورود هوا به كمپرسور از يك ديفيوزر و بعداز توربين از يك نازي براي بالا بردن سرعت گازهاي خروجي و حركت هواپيما به سمت جلو استفاده مي كنند . اين گازهاي پرسرعت بر هواي خارج از موتور نيرويي وارد مي كنند كه طبق قانون سوم نيوتن نيروي عكس العمل آن سبب حركت هواپيما به سمت جلو مي شود . شايان ذكر است كه نازل در هواپيماهاي جت از نوع متغير مي باشد . يعني دهانه آن با توجه به دبي (گذرجرمي) گازهاي خروجي قابل تغييرو تنظيم است .

 

موتورهاي هواپيما انواع مختلفي دارند كه به دو سته كلي تقسيم مي شوند :

 

 

 

1- موتورهاي پيستوني :

 

كه از نظر كاري شبيه به موتور خودروها مي باشند.

 

2- موتورهاي توربيني :

 

اين موتورها به سه دسته كلي توربوجت, توربوفن و توربوپراپ تقسيم بندي مي شوند.

 

توربوجتها اولين موتورهاي جت مي باشند كه امروزه به دليل مسائلي مثل صداي زياد و آلودگي محيط زيست بجز در موارد خاص استفاده اي از انها نمي شود . توربوفنها نوع پيشرفته موتورهاي توربوجت هستند . به اين صورت كه رديف اول كمپرسور در اين موتورها به عنوان فن عمل كرده و مقداري از هواي ورودي به موتور را از اطراف موتور by pass كرده كه اين عمل علاوه بر افزايش نيروي جلوبرندگي باعث كاهش صدا,آلودگي محيطي و ... مي شود .

 

در موتورهاي توربوفن با اتصال يك ملخ به گيربكس و سپس به كمپرسور , نيروي جلوبرندگي ايجاد مي شود . در اين حالت سعي مي شود كه بيشترين انرژي جنبشي گازها صرف چرخاندن توربين و از آنجا كمپرسور و در نتيجه ملخ شود . وجود گيربكس به اين خاطر است كه سرعت دوراني ملخ از حد معيني تجاوز نكند . يعني بايد سرعت انتهاي ملخ از عدد ماخ كوچكتر باشد . زيرا سرعتي بيش از اين سبب ايجاد ارتعاشات شديد و در نتيجه شكستگي ملخ مي شود.

 

موتورهاي توربوشفت نيز نوعي موتور توربوپراپ مي باشند كه از آنها جهت به حركت درآوردن هليكوپترها استفاده مي شود .بطور كلي موتورهاي توربوپراپ بدليل اينكه در ارتفاع پروازي كم از قدرت زيادي برخوردار هستند از آنها در هواپيماهاي ترابري استفاده مي شود ( مثل C130 )

 

 

 

آشنايي با برخي اصطلاحات مهم :

 

1- نيروي جلوبرندگي يا تراست (Thrust)

 

موتورجت بر اساس قانون سوم نيوتن نيروي تراست را توليد مي كند . يعني نيرويي به سمت عقب بر هوا وارد كرده و عكس العمل اين نيرو براي ما نيروي جلوبرندگي يا تراست را فراهم مي كند . از طرفي ميدانيم كه از قانون دوم نيوتن داريم :

 

با توجه به حقايق فوق مي توان اقدام به نوشتن دو نوع فرمول براي تراست نمود :

 

 

 

1- نت تراست (Net thrust)

 

اين نوع تراست به حالتي اطلاق مي شود كه هواي ورودي به موتور سرعت داشته باشد . به عبارت ديگر تقريباً مي توان گفت موتور در حركت باشد . در اينصورت فرمول آن به دو شكل زير خواهد بود :

 

- وقتي كه نازل در حالت choke نباشد :

 

gas%20turbine%20(1).gif

 

 

- وقتي كه نازل در حالت choke باشد :

 

gas%20turbine%20(2).gif

 

در فرمولهاي فوقجرم هواي ورودي به موتور,سرعت گازهاي خروجي از نازل , سرعت هواي ورودي به موتور , سطح مقطع نازل , و به ترتيب فشار استاتيك نازل و اتمسفر ميباشد .ضمناً در داخل موتور سوخت به هوا افزوده مي شود ولي به دليل نشتي هاي درون موتور از جرم آن صرف نظر مي شود .

 

 

 

1-2 گراس تراست(Gross thrust)

 

حالتي است كه سرعت هواي ورودي به موتور صفر بوده يعني در واقع موتور در حال سكون باشد .پس :

 

- وقتي كه نازل در حالت choke نباشد :

gas%20turbine%20(9).gif

 

 

- وقتي كه نازل در حالت choke باشد :

gas%20turbine%20(10).gif

 

فرمولهاي بدست آمده فوق مختص موتورهاي توربوجت بوده و براي ساير موتورهاي جت مقادير فوق از روابط پيچيده تري محاسبه مي شوند .

 

 

2-راندمان حرارتي (Thermal Efficiency)

 

به اين راندمان اصطلاحاً راندمان داخلي internal efficiency نيز مي گويند و عبارت است از نسبت بين انرژي سينتيك گازها و كل انرژي حرارتي سوخت .

gas%20turbine%20(11).gif

 

 

اين راندمان در موتورهاي جت حدود 35 درصد و بستگي به ضريب تراكم و درجه حرارت احتراق دارد و هرچه اين دو عامل زياد شوند, راندمان حرارتي نيزافزايش پيدا خواهد كرد .

 

 

3-راندمان جلوبرندگي(Propulsive Efficiency)

 

اين راندمان را مي توان بانسبت انرژي جلوبرندگي مفيد برمجموع اين انرژي وانرژي غيرمفيدجت تعريف نمود . به عبارتي ديگر, راندمان جلوبرندگي حاصل تقسيم كارانجام شده برروي هواپيما بر انرژي سينتيك گازها مي باشد .

 

gas%20turbine%20(12).gif

 

به سادگي مي توان ثابت كرد كه مقدار آن برابر است با :

gas%20turbine%20(13).gif

 

درفرمول فوق V سرعت هواپيماو سرعت گازهاي خروجي مي باشد و بنا به فرمول اگر اين مقدار كاهش يابد راندمان افزايش مي يابد . اين راندمان در موتورهاي جت 85 درصد است .

 

4-راندمان كلي (Overal Efficiency)

 

اين راندمان تلفيقي از دو راندمان قبل بوده به طوري كه مي توان ثابت كرد :

gas%20turbine%20(14).gif

 

و تعريف آن چنين است :

 

 

يعني , نسبت كار انجام بر هواپيما به انرژي ناشي از سوخت . راندمان كلي موتورهاي جت حدود 30 درصد است .

 

 

 

5-مصرف ويژه سوخت((Specific Fuel Consumption-SFC

 

منظور از اين واژه مقدار سوخت مصرفي(gr or lb) به ازاي واحد تراست

(N or lb) در ساعت است .

 

منبع:انجمن علمی مکانیک

  • Like 5

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

پژوهش گران شيوه اي را توسعه داده اند كه با استفاده از حسگرها و نرم افزار محاسباتي نيروهاي وارد شده به پره هاي توربين بادي را به طور مداوم بررسي مي كند. اين امر گامي است به سمت بهبود بازدهي توربين های بادي با استفاده از تنظيم وضعيت بسيار متغير باد. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.
)، اين پژوهش كه توسط مهندسين دانشگاه پردو و آزمايشگاه هاي ملي سانديا انجام شده است بخشي از تلاش براي توسعه ي سازه هاي توربين بادي هوشمندتر است.

090501154141.jpg

جاناتان وايت دانشجوي دكتراي دانشگاه پردو است كه همراه با داگلاس آدامز، استاد مهندسي مكانيك و مدير مركز يكپارچه سازي سامانه هاي پردو، سرپرستي اين پژوهش را به عهده داشت. جاناتان وايت گفت: "هدف نهايي ارسال اطلاعات از حسگرها به يك سيستم كنترل فعال است كه قسمت هايي را براي بهينه كردن بازدهي وارد سيستم مي كند."

اين سيستم مي تواند به بهبود قابليت اطمينان توربين نيز كمك كند. اين كار با استفاده از توليد اطلاعات بلادرنگ حیاتی براي سيستم كنترل به منظور جلوگيري از صدمات شديد به توربين در اثر بادهاي شديد انجام مي شود.

آدامز گفت: "انرژي بادي نقش رو به رشدي را در توليد انرژي الكتريكي ايفا مي كند. آمريكا هم اكنون بزرگترين استفاده كننده ي انرژي بادي در جهان است. سوال اين است كه چگونه مي توان بازدهي توربين هاي بادي را افزايش داد، قيمت تمام شده ي آن ها را كاهش داد و قابليت اطمينان آن ها را بالا برد؟"

اين مهندسين حسگرهايي با نام شتاب سنج هاي تك محوره و سه محوره را درون پره ي يك توربين بادي هنگام ساخت اين پره جاسازي كردند. اين پره روي يك توربين بادي تحقيقاتي در آزمايشگاه خدمات پژوهشي كشاورزي دپارتمان كشاورزي آمريكا، USDA، در بوشلند تگزاس آزمايش شد. افرادي از سانديا و USDA به اين توربين بادي تحقيقاتي در تگزاس نظارت دارند.

چنين حسگرهايي مي توانند در پره هاي توربين های آينده سودمند باشند كه اين پره ها داراي "سطوح كنترل" و باله هاي ساده اي هستند، شبيه آنچه كه در بال هاي هواپيما وجود دارد و با تغيير دادن مشخصه هاي ايروديناميكي پره ها امكان كنترل بهتر را فراهم مي كند. با توجه به اين كه اين باله ها در واكنش به تغييرات باد بايد بدون درنگ تغيير كنند،‌ ارسال داده هاي مداوم به حسگر بسيار ضروري خواهد بود.

خوزه زاياس، مدير بخش فن آوري هاي انرژي بادي سانديا، گفت: "اين يك نمونه ي عالي از همكاري بين يك آزمايشگاه ملي و يك موسسه ي آكادميك در جهت توسعه ي نوآوري ها با استفاده از مهارت هاي طرفين محسوب مي شود."

يافته هاي اين پژوهش نشان دهنده ي اين است كه استفاده از حسگرهاي سه تايي و نرم افزار "مدل ارزياب" كه توسط وايت نوشته شده است، با دقت زيادي مقدار نيروي وارد شده به پره ها را مشخص مي كند.

اين يافته ها در مقاله اي كه 4 مي در كنفرانس و نمايشگاه انرژي بادي 2009 شيكاگو ارائه شد، شرح داده شده است. اين مقاله توسط وايت، آدامز، زاياس و مارك رامسي (مهندسي از سانديا) نوشته شده است.

وايت گفت: "در صنعت نسبت به تشخيص بارها و نيروهاي وارد شده به پره هاي توربين و پيش بيني فرسودگي علاقه نشان داده مي شود و اين كار گامي است در جهت نايل شدن به اين خواسته."

اجزاي اصلي يك توربين بادي شامل پره هاي روتور، جعبه دنده و ژنراتور مي شود. پره هاي توربين بادي از فايبرگلاس و چوب "بالسا" ساخته مي شوند و گاهي اوقات با فيبر كربني تقويت مي گردند.

آدامز گفت: "هدف اصلي، به كارگيري ژنراتور و توربين به كارآمدترين شكل ممكن است اما اين كار دشوار است چون سرعت باد همواره در حال نوسان است. ما بايد بتوانيم ژنراتور يا پره ها را كنترل كنيم تا با كاهش دادن نيروهاي وارده به قطعات توربين حين بادهاي بسيار شديد و افزايش بار در بادهاي ضعيف، دريافت انرژي را بهتر كنيم. علاوه بر بهبود بازدهي، بايد قابليت اطمينان نيز بهتر شود. برج هاي توربين بادي 200 فوت (حدود 61 متر) يا بيشتر ارتفاع دارند، بنابراين تعمير و نگه داري قطعات آسيب ديده بسيار هزينه بر خواهد بود."

در يك سيستم هوشمند داده هاي حسگر بايد مورد استفاده قرار گيرد تا سرعت توربين با استفاده از افزايش خودكار انحناي پره بهتر كنترل شود، اين در حالي است كه به ژنراتور نيز فرمان داده مي شود كه حركت خود را اصلاح كند. داده هاي حسگر براي طراحي پره هاي انعطاف پذير نيز به كار گرفته خواهد شد.

رامسي از سانديا گفت: "تصور ما بر اين است كه سيستم هاي هوشمند گام بسيار بزرگ و رو به جلويي براي توربين ها خواهند بود. هنوز كارهاي زيادي هست كه بايد انجام شوند اما ما معتقديم كه نتيجه بسيار عالي خواهد بود. هدف ما ارائه ي محصولي پربازده و قابل اطمينان به صنعت برق است. ما در حال طراحی اساس توربين هاي بادي آينده هستيم."

حسگرها قادرند شتاب را در جهت هاي مختلف اندازه گيري كنند كه اين كار براي تعيين دقيق خمش و پيچش پره و لرزش هاي كوچك در نوك پره كه در نهايت موجب آسيب ديدگي مي شود، ضروري است.

همچنين اين حسگرها دو نوع شتاب را اندازه مي گيرند. نوع اول شتاب ديناميكي است كه از بادهاي شديد و ناگهاني حاصل مي شود در حالي كه نوع دوم يعني شتاب استاتيكي در اثر جاذبه ي زمين و بادهاي يكنواخت ايجاد مي شود. لازم است كه هر دو شتاب به منظور برآورد نيروهاي وارده به پره ها به دقت اندازه گيري شوند. داده هاي حسگر به خوبي نشان مي دهد كه پره در اثر باد به چه ميزان دچار خمش و پيچش شده است.

اين پژوهش در حال پيشرفت است و مهندسين هم اكنون در حال پيگيري كاربرد سيستم خود در پره هاي توربين آينده و پيشرفته اي هستند كه بسيار خميده تر از پره هاي كنوني هستند. اين شكل پيچيده تر به كارگيري اين شيوه را جالب توجه تر مي كند.

در سال 2008 آمريكا 8358 مگاوات به ظرفيت انرژي بادي خود اضافه كرد كه اين به معني ساخت هزاران توربين جديد است چون هر توربين بادي به طور ميانگين 1.5 مگاوات توليد مي كند. اين ظرفيت جديد، كل انرژي بادي نصب شده ي آمريكا را به 25170 مگاوات افزايش داد كه از ظرفيت آلمان به عنوان بزرگترين استفاده كننده ي انرژي بادي پيشي گرفت.

آدامز گفت: "هدف ما انجام دو كار است - افزايش قابليت اطمينان و جلوگيري از بروز نقص - و كوتاه ترين راه براي رسيدن به اين توانايي ها، بررسي مداوم نيروهاي وارد شده به پره ها توسط باد است."

اين پژوهش به واسطه ي آزمايشگاه هاي ملي سانديا مورد حمايت دپارتمان انرژي آمريكا قرار گرفت.

  • Like 2

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

لطفا منبع رو ذکر کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر
لطفا منبع رو ذکر کنید.

اولش لینک خبر ذکر شده الکترونیوز

  • Like 2

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

بصورت دسته بندی زمانی تاریخچه توربین گازی و موتور جت را میتوان بصورت زیر نشان داد

یکصدوپنجاه سال پیش از میلاد : الکساندریا توربین هوای داغ را برای به حرکت درآوردن اجسامی در جشنهای مذهبی ساخت

هزاروپانصدوده میلادی : لئوناردو داوینچی توربین هوای داغ را برای به حرکت در آوردن و چرخاندن گوشت برای بریان کردن آن استفاده کرد

هزاروهفتصدونود : جان باربر انگلیسی مشخصات توربین گازی را با ارائه دادن الگوی سیکل ترمو دینامیکی توصیف کرد و آنرا برای موتور جت پیشنهاد کرد

هزاروهشتصدوهفت : جورج کالی موتور هوای داغ با توربین نوع عکس العملی را اختراع کرد که این موتور نحوه کارش همانند توربین های گاز امروزی بود

هزاروهشتصدوهجده : جیمز ژول فیزیکدان انگلیسی تئوری سیکل توربین گازی را بررسی و ارائه داد که با نام سیکل ژول معروف است

هزاروهشتصدوبیست وچهار : کارنو مقدمات اولیه تئوری موتور جت (توربین گاز) را ارائه کرد

هزاروهشتصدوبیست و هفت : رابرت استرلینگ برای موتور هایی که در سیکل هوای داغ کار میکنند مبدل حرارتی را اختراع کرد

هزاروهشتصدوسی و هفت : برسون اولین توربین گازی با کمپرسور چرخشی را طراحی کرد

هزاروهشتصدوچهل و شش : بوردن استفاده از کمپرسور و توربین چند مرحله ای را پیشنهاد کرد

هزاروهشتصدوهفتادودو : استالز اولین توربین گازی امروزی را طراحی کرد هزاروهشتصدوهشتادوچهار : چارلز پارسون طراحی توربین گازی را با جزییات بیشتری ارائه داد

هزارونهصدودو : موس دستگاه آزمایش توربین گازی را در دانشگاه کرنل نصب کرد

هزارونهصدوپنج : سوسیتی اولین توربین گازی را که 4 % بازدهی داشت را در پاریس راه اندازی کرد

هزارونهصدوهشت : هلزورس اولین توربین گازی را با حجم ثابت ساخت

هزارونهصدوبیست : شرکت تیسن توربین گازی هلزورس را به عنوان موتور قطار ایالتی بکار برد

هزارونهصدوسی : فرانک ویتل اولین طرح توربین گازی جت را ارائه داد

هزارونهصدوچهل : توربین گازی با سیکل بسته بکار گرفته شد

هزارونهصدو یک : هواپیما با موتور توربین گازی ساخته شده توسط فرانک ویتل به پرواز در آمد

هزارونهصدوچهل و هشت : توربین گازی با سیکل نیمه باز در سوییس آزمایش شد

هزارونهصدوپنجاه و شش : سیکل بسته با سوخت پودر زغال آزمایش شد

هزارونهصدوپنجاه ونه : رزمناو نیروی دریایی سلطنتی انگلیس با بکار گیری سیکل ترکیبی بخار و توربین گاز آزمایش شد

هزارونهصدوشصت : شرکت جنرال الکتریک واحد ترکیبی بخار و گاز را بکار گرفت هزارونهصدوشصت و یک :

انگلیسی ها هاور کرافت با موتور توربین گاز را بکار بردند

هزارونهصدوشصت و دو : شبکه تولید برق انگلستان واحد گازی به ظرفیت 17.5 مگاوات را آزمایش کرد

  • Like 6

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر
turbine002.jpg
  • Like 3

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر
%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A8%DB%8C%D9%86_%DA%AF%D8%A7%D8%B2%DB%8C.jpg
  • Like 2

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

این پست سیکل ترکیبی ربطی به عنوان تاپیک نداره اگه میتونین توی یه تاپیک به عنوان انواع نیروگاه جداش کنین

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر
این پست سیکل ترکیبی ربطی به عنوان تاپیک نداره اگه میتونین توی یه تاپیک به عنوان انواع نیروگاه جداش کنین

 

ممنون ساوارنا خانم از تذکرت .لطفا اگر باز موضوعی این چنینی بود منو در جریان بذار :w139:

 

پست را به تاپیک زیر منتقل کردم

 

انواع نیروگاه

  • Like 1

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

آناليز تنش سه بعدي و تخمين عمر خزشي پره توربين گازي از جنس سوپر آلياژ

 

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

  • Like 3

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

چگونگي تشخيص عيب در توربين هاي گاز

 

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

  • Like 4

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر
turbine002.jpg

 

من احتیاج به کتاب استاندارد ansi این توربین دارم ...

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

تست غیرمخرب قطعات توربین گاز

 

تکنیکهای بازدید و تست غیرمخرب به منظور تعیین میزان انطباق با مشخصات طراحی یا کشف آسیبها سالها است که به فعلیت درآمده است. این تستها اساس تمام عملیات کنترل کیفی را تشکیل می‌دهد.

بعضی از تکنیکهای در دسترس آسان و آموزش و فراگیری آنها نیز آسان است. بقیه آنها فوق‌العاده پیچیده بوده و نیازمند تجهیزات مناسب و تکنیسینها یا مهندسان بسیار آموزش دیده جهت بکارگیری آنهاست. تفسیر نتایج تست اغلب بنوبه خود قلمروی تخصصی است.

اساساً تکنیک‌های تست غیرمخرب برای پیدا کردن قطعات آسیب‌دیده بکار می‌رفتند در حالی که از آسیب رساندن به قطعات سالم اجتناب می شد. اخیراً شرایطی فراهم شده که تامل بیشتری در چهارچوب آشکارسازی ترکهای مویی یا عیوب و آسیبها صورت گیرد که لزوماً کاربرد مستمر چنین قطعاتی از ماشین‌آلات را اگر چه به مدت محدود منتفی نمی‌کند. این امر بخصوص در کاربردهایی صادق است که ناظر بر کاربرد صنعتی توربین‌های گاز و متعلقات مربوطه است.

طی سالهای اولیه معرفی موتور توربین گاز هواپیما به قلمرو تولید برق تجاری، معیارهای بازرسی بر اساس قوانین سختگیرانه صنعت هوایی در طی تعمیرات اساسی به قطعات اعمال می شد. هزینه‌های بازرسی بسیار بالا بود و کاربرد مجدد قطعاتی که مرز کاربرد مجاز قرار می‌گرفت قویاً با محدودیت مواجه بود. بلوغ صنعت منتج به ارزیابی مجدد حدود قابلیت کاربرد شد.

صنعت هواپیمایی را باید به لحاظ توسعه و کاربرد تکنیکهای تست غیرمخرب در قطعات واجد اعتبار خاص دانست. همان اصول در صنعت اتمی نیز لحاظ می‌شود.

معیارهای بازرسی که بر قطعات توربینهای گاز زمینی اعمال می‌شود صرفنظر از اینکه مشتقاتی از موتورهای جت هوایی بوده یا بطور مشخص بعنوان توربینهای گاز صنعتی طراحی شده است مانند صنایع فوق‌الاشاره نیاز به سختگیری ندارد. ملاحظات اقتصادی در تصمیم‌گیری راجع به اینکه قطعه‌ای مناسب ادامه کاربرد است یا خیر. اهمیت خواهد داشت. تستهایی که تعیین‌کننده قابلیت کاربرد است معمولاً محدود به قطعاتی است که نیاز به این اقدام در آنها مشهود باشد.

روش اساسی متعارف عبارتست از بازدید چشمی و قضاوت در خصوص ظاهر قطعه که احیاناً با اندازه‌گیری ابعادی همراه است. اما بناچار بعضی از ویژگیهای حیاتی را نمی‌توان مستقیماً بدون تخریب قطعه اندازه گرفت. خوشبختانه اغلب ویژگیها را می‌‌توان به طور مستقیم اندازه‌گیری کرد یا از ویژگی شناخته شده یا قابل اندازه‌گیری دیگر استنباط کرد. بر این اساس انجام تست غیرمخرب ابزاری قوی برای بهبود قابلیت اطمینان محصول همزمان با کاهش هزینه‌ها شده است.

امروزه تکنیکهای نسبتاً عدیده‌ای در دسترس است که بازدیدکنندگان، کارکنان کنترل کیفی و مهندسان کارگاه را در وظایف مربوطه کمک می‌کند. هزینه ابزار لازم از حد غیرقابل ملاحظه برای تامین جعبه ابزار تست مایع نافذ تا چندین صد هزار دلار برای کاربردهای تخصصی نظیر ابزارهای بازدید فلوئورسنتی، تلویزیونی، مجموعه‌های غوطه‌وری اولتراسونیک به کمک کامپیوتر و غیره متغیر است. در این مبحث ابزارهای پیچیده که در سیستم‌های تولیدی تخصصی بکار می‌رود مورد بحث قرار نمی‌گیرد.

● روشهای بازدید و تست غیرمخرب:

روشها به قرار زیرند و مواردی که با ٭ مشخص شده کاربردهای محدودی در کار تعمیراتی دارد:

- بازدید چشمی

- تست سختی

- بازدید مایع نافذ

- بازدید ذره مغناطیسی

- بازدید جریان سرگردان

- بازدید رادیوگرافیک

- بازدید اولتراسونیک

- بازدیدهای حرارتی

- تست نشتی

٭ بازدید با تصویر‌گیری سه بعدی

٭ بازدید از طریق انتشارات صوتی

٭ بازدید میکروویو

● بازدید چشمی

تاکنون معمولترین روش بازدید عبارت بوده است از بازدید چشمی و قضاوت در مورد نتایج آن توسط کارکنان آموزش‌دیده بازدید چشمی قطعات از طریق شیشه درشت‌نما تسهیل می‌شود. گزارشات مربوطه شامل تفسیر مشاهدات است که اغلب با منحنی‌ها تکمیل می‌شود. حسب اقتضا عکسهایی نیز از قطعات گرفته می‌شود که ضمیمه گزارش می‌شود.

گسترش معاینات چشمی برداشت اندازه‌گیریها و مقایسه با نقشه‌ها و / یا مشخصات فنی است.

بازدیدهای چشمی اولین ابزار مهم در انجام تست غیرمخرب است که به وسیله متخصص آموزش دیده انجام می‌شود و در آمادگی و اجرای کار تعمیراتی امری اجتناب‌ناپذیر است.

● تست سختی:

انواع مختلفی از تستهای سختی وجود دارد که همگی برای تعیین ویژگیهای فیزیکی ماده مورد آزمایش بکار می‌رود. در بسیاری از موارد اعمال آن محدود به بازدید قطعات در مقطع اورهال، یا تعمیرات است. کاربرد آن در تعمیرات دوره‌ای محدود است. نتایج سختی در قطعات توربین می‌تواند تغییراتی را در ویژگیهای فیزیکی بعضی از موارد نشان دهد.

● تستهای مختلف بصورت زیر قابل تقسیم است:

- تستهای سختی استاتیک، (تستهای سختی برینل،‌ نوپ، راکول و ویکرز). سختی از طریق تعیین عمق فرورفتگی ناشی از فشردن ساچمه کروی، مخروطی یا هرم شکل درداخل سطح فلز تحت بار معین اندازه‌گیری می‌شود.

- تست برگشت (انعکاس): اندازه‌گیری ارتفاع برگشت یک جسم یا جرم و ابعاد استاندارد. این روش هنگامی بکار می‌رود که ایجاد فرورفتگیهای تیز در سطح قابل تحمل نباشد.

سایر روشها برای تکمیل مبحث در زیر لیست می‌شود اگر چه کاربرد آنها در کارهای تعمیراتی محدود است.

- آزمایشات خراش

- آزمایشات میرابی

- آزمایشات سایش

- آزمایشات خوردگی● تست با استفاده از نفوذ مایع:

شاید یکی از روشهایی است که بیشترین کاربرد را در آزمایش غیرمخرب دارد و محدود است به آشکارسازی ترکها در خلل و فرج موجود در سطح مواد جامد. این روش مبتنی است بر خاصیت مویینگی مایع که به حفره‌های موجود در سطح یک قطعه از ماده وارد می‌شود. امکان آشکارسازی ترکها، ناخالصیها و تخلخلی در سطح تمام انواع مواد صرفنظر از ابعاد، ترکیب شیمیایی یا شکل آن فراهم می‌شود.

● تعریف کلی:

▪ دو نوع متداول از سیستمهای بازدید بکمک مایع نافذ در دسترس است:

- سیستم رنگ مرئی

- سیستم نفوذ فلوئورسنت که نیاز به منبع نوری ماوراء بنفش (سیاه) دارد.

سیستم‌های مذکور بنوبه خود به قابل شستشو توسط آب و قابل تمیز کردن توسط حلال تقسیم می‌شود.

تمام این سیستم‌ها به چهار مرحله نیاز دارند که بعد از آن بازدیدهای چشمی صورت می‌گیرد:

۱- آماده‌سازی سطح: تمیز کردن قطعه مورد آزمایش برای حصول نتایج قابل قبول الزا‌م‌آور است.

۲- کاربرد مایع نافذ: یک لایه از مایع نافذ اعمال می‌شود و برای مدت کافی جهت نفوذ بداخل خلل و فرج باقی‌ می‌ماند.

۳- پاک کردن مایع نافذ: مایع نافذ اضافی بوسیله روشی که توسط فرآیند معین می‌شود پاک می‌شود. (پاک کردن، شستشو یا تمیز کاری با حلال). پاک کردن یکنواخت برای امکان بازدید موثر ضروری است.

۴- ظهور: ظاهر‌کننده مایع روی ناحیه مورد بازدید اعمال می‌شود. اگر بطور مناسب اعمال شود، مایع نافذی را که در داخل خلل و فرج سطح باقی‌مانده جذب می‌کند و آنرا به سطح می‌آورد که در آنصورت قابل آشکارسازی است.

۵- بازدید چشمی بعد از مرحله ظهور است. در حالت سیستمهای رنگ مرئی، ترکهای مویی در صورت وجود در زیر نور خوب براحتی قابل مشاهده است. مایعات نافذ فلوئورسنت نیاز به ناحیه تاریک تحت منبع نوری ماوراء بنفش دارند.

سیستمهای مختلف بلحاظ حساسیت و کاربرد اقتصادی متفاوت هستند. جعبه ابزاری که قابل حمل به محل بازدید است مورد توجه خاص مهندسان تعمیرات است. این جعبه‌ها محتوی قوطیهای افشان برای پاشش پاک‌کننده، مایع نافذ و ظاهر‌کننده است. جعبه‌ ابزارها برای بازدید توسط رنگ مرئی و مایع نافذ فلوئورسنت در دسترس است. هر دو روش مبتنی بر روش برداشت حلال است. روش مایع نافذ فلوئورسنت جهت راه‌اندازی منبع نوری ماوراء بنفش نیاز به برق دارد. روش رنگ مرئی درکنار زمینه سفید حالت تباین نوری (معمولاً قرمز) ایجاد خواهد کرد که حتی در نور کم بشدت مرئی است. لیکن این روش بلحاظ حساسیت دارای محدودیت است و مایع نافذ فلوئورسنت هنگامی که ماده باید بلحاظ ترکها و خلل وفرج ظریف مورد بازدید قرار گیرد. ترجیح دارد.

تفسیر نتایج بازدید نیاز به آموزش تخصصی دارد تا نتایج سازگار و قابل اطمینان حاصل شود.

● بازدید به روش ذره مغناطیسی:

روش دیگری است که بطور گسترده کاربرد دارد که اغلب به روش «شاردهی مغناطیسی» نیز موسوم است. این روش امکان می‌دهد که سطح و خلل و فرج آن در مواد فرومغناطیس قرار گیرند. این روش مبتنی است بر جذب ذرات فرومغناطیس به خلل و فرج در قطعه مغناطیس شده عمل جذب به علت تشکیل شار مغناطیسی در خلل و فرج ایجاد می‌شود که در مسیر طبیعی میدان مغناطیسی اعمال شده بر قطعات قرار می‌گیرد. میدان مذکور ذرات مغناطیسی را که بطور متفرق روی سطح ماده قرار گرفته‌اند جمع‌آوری و نگهداری می‌کند و تشکیل پروفیلی از خلل و فرج را باعث می‌شود. تست با ذرات مغناطیسی نیاز به منبع مغناطیس کننده و نیروی فرومغناطیسی دارد. بسیاری از آلیاژهای آهن، نیکل و کبالت را می‌توان با این روش بازدید کرد. مواد غیر فرومغناطیسی (نظیر فولادهای آستنیتی، آلومینیوم، مس، سرب و غیره) را نمی‌توان با این روش بازدید کرد.

درعمل هم از جریان الکتریکی مستقیم و هم متناوب تکفاز درولتاژهای پایین می‌توان استفاده کرد. برای اجرای این روش بعد از اینکه قطعه یا بخشی از آن بخوبی مغناطیس شد، ماده فرومغناطیس (بصورت پودر) روی سطح پخش شده و به خلل و فرج جذب می‌شود.

حساسیت روش بستگی خواهد داشت به جهت میدان مغناطیسی اعمال شده درارتباط با جهت خلل و فرج و قدرت میدان. خللی و فرجی که در عمق باشد همیشه قابل آشکارسازی نیست، اگر چه که کارکنان خبره تعمیراتی اغلب می‌توانند استنباطهای کاملاً مستدلی از شاخصهای سطح بعمل آورند.

ذرات فرومغناطیسی که بعنوان ماده نشاندهنده بکار می‌رود می‌تواند بصورت پودر خشک یا محلول مایع بکار گرفته شود. این مواد به رنگهای مختلف و حاوی فلوئورسنت در دسترس هستند. انتخاب آنها همیشه مرتبط است با حساسیت مورد لزوم و سهولت کاربرد.

در تمام قطعاتی که به وسیله روش ذره مغناطیسی بازدید می‌شود مقداری مغناطیسی باقی می‌ماند. این پدیده اغلب قابل اغماض است. لیکن در بعضی کاربردها مغناطیس‌زدایی صورت می‌گیرد. این موارد شامل کاربرد قطعه در مجاورت ابزار اینسترومنتی است که مغناطیسی بودن ممکن است در عملکرد نرمال مربوطه تداخل و اختلال ایجاد کند یا در جایی که ذراتی نظیر ذرات ناشی از عملیات ماشینکاری یا سایش قطعات نظیر دندانه‌های چرخ‌دنده یاتاقان‌ها ممکن است جذب شده و مشکلاتی را ایجاد کند.● بازدید بوسیله جریان سرگردان (Eddy Current)

در این روش اصل القاء الکترومغناطیسی از طریق روشهای تست جریان سرگردان اعمال می‌شود. این روش میتواند در ارتباط با فلزات وقطعات فلزی که هادی الکتریسیته است بکار رود.

روشهای بازدید جریان سرگردان برای موارد زیر بکار می‌رود:

۱) آشکارسازی ترکها، ذره‌ها، حفره‌ها

۲) اندازه‌گیری ضخامت فلز هادی و ضخامت پوششهای غیرهادی در سطوح هادی

۳) اندازه‌گیری سختی مرتبط با هدایت الکتریکی و قابلیت نفوذ مغناطیسی

دو آیتم اول اهمیت بیشتری دارد.

پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی اینسترومنتی موقعیت‌های مهمی را برای بازدید پره‌های ثابت و متحرک کمپرسور و توربین یا سایر متعلقات بحرانی درمحل از نظر وجود ترکها یا آسیبهای دیگر ایجاد کرده و نیز امکان چک کردن ضخامت باقیمانده پوشش و یا فلز پایه‌دار را در قطعات تحت تنش بالا در توربین بعد از بهره‌برداری طولانی یا مواجه با خوردگی مکانیکی و شیمیایی فراهم آورده است.

درعمل گمانه (مارپیچی) در مجاورت قطعه مورد مطالعه قرار داده می‌شود. جریان متناوب در مارپیچ یا جریان تحریک القاء الکترومغناطیسی را در قطعه تولید می‌کند که بنوبه خود جریانات سرگردانی را موجب می‌شود که در داخل حلقه‌های بسته جریان می‌یابد. هرگونه خلل و فرج، ترک، تغییری را در گذر جریان سرگردان باعث می‌شود که در نتیجه میدان الکترومغناطیسی مربوطه را تغییر داده که بنوبه خود از طریق ملاحظه اثر میدان روی مارپیچ تحریک قابل کنترل است. با تغییر فاصله قطعه، محور دوار نسبت به مارپیچ تغییراتی معادل ایجاد خواهد کرد.

نتایج تست جریان سرگردان بوسیله قابلیت هدایت الکتریکی قطعه تحت بازدید، قابلیت نفوذ مغناطیسی مربوطه، آثار لبه‌ها، آثار سطحی تحت تاثیر قرار می‌گیرد.

قابلیت انعطاف روشهای جریان سرگردان امکان کاربرد آنرا برای بازدیدهای مختلف فراهم می‌آورد لیکن حساسیت ذاتی آن نیازمند تفسیر دقیق برای حصول نتایج معنی‌دار برای بازدید‌کننده است.

● بازدید رادیو گرافیک:

رادیوگرافی روش بازدید غیرمخربی است که امکان ثبت شرایط فیزیکی قطعه مورد آزمایش را فراهم می‌آورد.

در رادیوگرافی متعارف قطعه در معرض اشعه X یا گاما قرار می‌گیرد و آن بخش از تشعشع که بوسیله قطعه جذب نشده روی فیلم ثبت یا بر پرده فلوئورسنت ملاحظه می‌شود.

اختلاف دردانسیته، تغییرات در ضخامت یا ترکیب ماده موجب اختلاف در جذب تشعشع نفوذ‌کننده می‌شود.

تصویر ثبت شده دو بعدی است و تغییرات در دانسیته، ضخامت یا ترکیب ماده مورد آزمایش بصورت سایه‌های خاکستری ثبت می‌شود.

متداولترین کاربرد بازدید رادیو گرافیک در آشکارسازی ترکهای مویی داخلی در ریخته‌گریها و قطعات آهنگری شده، قطعات ساخته شده و درزهای جوش است.

رادیوگرافی محدودیتهای خود را دارد. آسیبهای بزرگ آسانتر از آسیبهای کوچک قابل آشکار‌سازی است. استقرار مناسب اشعه تابانیده شده در آشکارسازی ترک، اهمیت زیاد دارد و چنانچه بیش از یک عکس از جهات مختلف گرفته شود. معمولاً تضمین بیشتری را برقرار می‌کند.تجهیزات رادیوگرافی قابل حمل ازشرکتهای متخصص در این امر قابل دسترسی است. بازدید با فلوئور مبتنی است بر همان اساس رادیوگرافی دستگاه بازدید با فلوئور و سکوپ، ماشین اشعه X است که قابلیت تولید تشعشع مستمر رادارد. قطعه مورد آزمایش بین کانال اشعه X و پرده فلوئورسنت قرار داده می‌شود که تصویری با زمان واقعی را ایجاد می‌کند. مزیت اصلی عبارتست از امکان بازدید قطعه مورد آزمایش از هر زاویه برای یاقین ترکهای مویی. کار با اشعه X یا گاما مخاطره‌آمیز است. فرایندهای ایمنی مناسب باید قویاً رعایت شود تا از تشعشع ذاتاً مخاطره‌آمیز جلوگیری شود.

● بازدید اولتراسونیک

این روش از انعکاس امواج صوتی که در داخل قطعه مورد آزمایش فرستاده می‌شود و ترکهای مویی نزدیک سطح یاواقع در مقاطعی از سطح را آشکار می‌کند.

تست اولتراسونیک روش غیرمخرب بسیار متداول و موثر است. علاوه بر آشکارسازی ترکهای مویی داخلی، تست اولتراسونیک برای اندازه‌گیری ضخامت و گستره و گستره خوردگی نیز می‌تواند بکار رود.

تجهیزات بازدید اولتراسونیک قابلیت کنترل موارد زیر را دارد:

- انعکاس انرژی از فصل مشترک فلز- گاز (ترکها، حفره‌ها، اتصالات،‌ اشکالات و غیره)

- میرایی امواج صوتی از طریق جذب و پخش (ساختارهای غیرهمگون)

فرکانس مورد کاربرد بین ۱ تا ۲۵ مگاهرتز است که بحدکافی بالاتر از محدوده شنوایی انسان است. ارتعاش مکانیکی وارد بر قطعه مورد آزمایش ایجاد آسیب برای آن نمی‌کند زیرا تنشهای حاصله بسیار کمتر از حدود الاستیک است.وسیله مورد استفاده تشکیل شده است از مولد سیگنال الکترونیکی، مبدل انتقال‌دهنده، گمانه که امواج اولتراسونیک را منتشر می‌کند که به وسیله ولتاژ متناوب مولد سیگنال تحریک می‌شود. مبدل دریافت‌کننده برای جداسازی و تبدیل امواج اولتراسونیک دریافتی، اتصالات مکانیکی لازم برای کوپله کردن مبدلها به قطعه مورد آزمایش و واحد نمایش یا ثبت.

تست اولتراسونیک از مزایای عدیده‌ای برخوردار است که اهم آنها بقرار زیر است:

- قدرت نفوذ بالا که امکان بازدید قطعات طویل و بزرگ را فراهم می‌آورد (محورهای توربین و غیره)

- حساسیت بالا که امکان آشکار سازی ترکهای ریز بسیار کوچک را فراهم می‌آورد.

- دقت عالی در تعیین موقعیت ترکهای ریز در داخل قطعه مورد آزمایش

- صرفاً از یک رویه (سطح) قابل اعمال است و لذا قابلیت انطباق بیشتری دارد.

- قابلیت حمل و نقل

- معایب عمده عبارتست از ضرورت برای تکنیسینهای مجرب برای ارایه تفسیر دقیق و نیاز به تنظیم دقیق و مکرر با توجه به استانداردهای مرجع

● بازدید حرارتی:

روشهایی که از ابزارهای حساس‌کننده حرارت استفاده می‌کنند برای آشکارسازی پروفیل توزیع دماو ترکهای مویی در قطعه ماشین بکار می‌روند. این امر از طریق کاربرد روشهای تماسی یا غیر تماسی قابل انجام است.

بسته به تجهیزات انیسترومنتی مورد کاربرد و هدف از این بازدید. نشانه‌ها با چشم قابل ملاحظه یا ثبت است. رفتار دینامیکی بدنه‌ها و قطعات ماشین‌آلات قابل مطالعه است.

بازدید‌های حرارتی ابزار مفیدی در تعمیرات پیشگیرانه در توربینهای گاز و نیز متعلقات سیستم اگزوز مربوطه است.

● اصل‌نگاری (holography)

فرآیندی است که تصویری سه بعدی از یک جسم ایجاد می‌کند، از دو مرحله تشکیل شده است. مرحله اول ثبت تصویر سه بعدی است که بعد از آن بازیابی تصویر جسم بعمل می آید.

سپس این تصویر می‌تواند بعنوان ثبت سه بعدی جسم بکار رود که امکان مطالعه پاسخ مربوط به تنشهای متغیر و غیره را فراهم می‌آورد.

امروزه دو روش مرسوم است: اصل‌نگاری نوری با کاربرد پرتوهای لیزری و اصل‌نگاری صوتی (آکوستیک) که از امواج صوتی اولتراسونیک استفاده می‌کند.

مثالهایی از کاربرد آن عبارتند از مطالعه و تحلیل ارتعاش ناشی از خمش‌های استاتیکی و دینامیکی پره‌های توربین، بازدید جوشکاریها در مخازن تحت فشار و غیره. فرآیندی است که در بعضی از بازدیدهای مربوط به فرآیند ساخت پیچیده و در تحقیق و توسعه بکار می رود و در کارهای تعمیراتی اهمیت کمی دارد.

● انتشارهای صوتی:

اجسامی که در معرض تنش هستند سیگنال‌هایی را که بوسیله خلل و فرج تولید می‌شود صادر می‌کنند. این سیگنال‌ها ممکن است مستمر یا با مدت زمان فوق‌العاده کوتاه باشد.

● انجام تست غیرمخرب در پروسه تعمیرات:

- قابلیت دسترسی به قطعه‌ای که باید در محل چک شود تاثیر عمده در روش معاینه منتخب دارد. اغلب اگر بازدید بعنوان بخشی از تعمیرات برنامه‌ریزی شده صورت می‌گیرد دسترسی قطعه بسیار محدودتر از زمانی است که بازدید طی توقف ناشی از آسیب یا اورهال انجام می‌شود. بعنوان مثال، پره‌های توربین می‌تواند با کاربرد بورسکوپ بطور چشمی معاینه شود یا بسته به طراحی توربین اولین و آخرین طبقات می‌تواند در پریود تعمیراتی که توقف برنامه‌ریزی شده‌ای به این منظور در نظر گرفته نشده بطور مستقیم معاینه شود. از سوی دیگر چنانچه در یک پریود تعمیراتی نیاز به توقف گسترده شامل دمونتاژ پره‌ها باشد. انجام بازدید با احتمال قوی شامل بازدید چشمی وسیع پره‌ها و معاینه آنها به کمک ماده نافذ فلوئورسنت خواهد شد.

- نظافت عامل دیگری است که می‌تواند بر تکنیک غیرمخرب خاص که در طی تعمیرات درمحل بکار می‌رود تاثیر بگذارد. بعنوان مثال رسوبات روی قطعات واقع در مسیر داغ ناشی از فرآیند احتراق براحتی قابل زدودن نیست. این رسوبات گرایش به احتباس مایعات نافذ دارند که تفسیر نتایج هر تست را مشکل می‌کند. در چنین شرایطی انتخاب ماده نافذ مرئی بجای ماده نافذ فلوئورسنت ممکن است نتیجه بهتری بدهد یا در صورت امکان، انتخاب سیستم تست نظیر ذرات مغناطیسی ممکن است صورت گیرد زیرا نسبت به رسوبات احتراق حساس نیست.

طی چند سال گذشته بازدید لبه‌های حمله و پشتی پره‌های توربین و کمپرسور از نظر وجود ترک تحول عمده‌ای را در بازدید محلی این قطعات بوجود آورده است. گمانه‌های ویژه‌ای در دسترس است که امکان بازدید محلی از طریق مجاری دسترسی موجود در پوسته‌ها را بدون نیاز به دمونتاژ فراهم می‌آورد. این فرآیند نه تنها هزینه بازدید‌های روتین را کاهش داده بلکه اطمینان بهره‌برداران را نیز افزایش می‌دهد.

همانطور که قبلاً اشاره شد بازدید چشمی متداولترین روش بوده و موثرترین روش در تعیین شرایط قطعات برای ادامه کاربرد است. گزارش مکتوب دقیق و تفصیلی از شرایط موجود ضروری است. این بازدید می‌تواند وجود حفره، خوردگی، آسیب ناشی از ضربه یا حتی نشانه‌های وجود ترک را آشکار کند.

انجام تست، با مایع نافذ در محل ساده‌ترین روش برای انجام بوده و جهت آشکارسازی ترکها در بسیاری از قطعات توربین موثر است. معولاً بهترین روش برای اغلب قطعات است اعم از اینکه در حالت مونتاژ شده بود یا در حین اجرای تعمیرات اساسی دمونتاژ شده باشد.

بازدید با رادیوگرافی نیز در کارهای تعمیراتی محلی مفید است لیکن کاربرد آن بیشتر در ارتباط با چک کردن کارهای تعمیراتی نظیر جوشکاری است. تست اولتراسونیک نیز گهگاه بدین منظور بکار می‌رود.

نهایتاً اینکه اگر چه بازدید چشمی و نیز مایع نافذ، روشهای غیرمخرب قابل اجرا در محل است لیکن روش انتخابی برای اجرای بازدید خاص باید بیشترین انطباق را برای آن منظور داشته باشد. این امر اغلب به وسیله سازنده در اسناد تعمیراتی مربوطه ارایه شده یا باید بوسیله سازمان اجراکننده تست انتخاب شود.

  • Like 1

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

سلام دوستان عزیز

 

 

انتخاب و تعويض روغن هاي توربين

 

در پاسخ به اين سئوال كه عمر روغن توربين چقدر است بايد گفت هر تخمين دقيق يا هر تلاشي در اين رابطه بستگي به متغييرات و فاكتورهاي زيادي دارد كه اين امر را غيرممكن مي سازد. براي مثال سازندگان روغن توربين، عـمــــر روغن توربين هاي گازي را5 تا15 سال تخمين مي زنند.

عوامل اصلي تاثير گذاردر طول عمرروغن توربين عبارتند از: آب، گرما، آلودگي، ساعات كاركرد و دفعات تعميرات.

ولي مساله غيرقابل انكاردر مورداين قبيل روغنها اين است كه روغنهاي توربـين كه ازكيفيت بالايي برخوردار بوده وبطور دقيق آزمايش ونگهداري شده اند بيشتر از روغنهاي بي كيفيت دوام مي آورند.

براي اينكه اهميت روغن توربين ازنظر اقتصادي بيشتر روشن شود به بيان چنـد مثال مـــي پردازيم: تصور كنيد در يك توربيـــن، فولادي با وزن بيش از100 تن با سرعت 3600rpm درحال چرخش است و بوسيله ياتاقان هايي كه در بالشتكي از روغن با ضخامت كمتر از موي انسان حمايت مي شود.

اگر روغن وظيفه خود را خوب انجام ندهد خســـارت زيادي وارد شـــده و ممكن است در يك نيروگاه خسارت مالي به ميليونها دلار برسد. يك نيروگاه معـــمولي تقريباً 50MWhr دلار در زمانهايي (non peak) كه پيـــك نداريم و1000MWhr دلار در زمانهاي پيك الكتريسته مي فروشد. انتخاب و نگهداري بد روغنـــهاي توربين منجر به كاهش و هدررفتن توليدبه ميزان500 هزار دلار در روز مـي شود. يكــي ديگر از مسائل اساسي كه به عنوان بخشي از فرآيند انتخاب ارزيابي مي شود، خدمات و تعهد فروشندگان است كه بايد در زمان تهيه روغن براي توربيــن هاي بخار، گازي، آبي و هوايي در نظر گرفته شود.

 

نحوه انتخاب روغن توربين

 

دانستن خواص فيزيكي و شيميايي روغنهاي توربين در مقايسه با ساير روغنها قبل از وارد شدن به فرآيــند انتخاب، اهــميت زيادي دارد. در توربـــين هاي بخار، گازي و آبي از دسته اي از روغنها استفاده مي شود كه روغنهاي R&O نامـيده مي شود. (ضدزنگ و ضد اكسيداسيون.)

شكل هندسي توربين، چرخ هاي عملياتي، دفعات تعميرات، دماي عملياتي و در معرض آلودگي قرار گرفتن عواملي هســـتند كه در انتــــخاب روغن براي يك توربين بايد در نظر گرفته شود. روغن توربين داراي عمري طولانـــــي بوده و در مخزن هايي با ظرفيت بين1000 تا20000 گالن نگهــداري مي شود و مقــــادير جبران كاهش روغن توربين كه تقريباً5 درصد در سال است از همان نوع روغـن اوليه مي بايست تامين شود.

يكي از عوامل اصلي تعيين كننده روغن توربين ثبات اكســـــيداسيون آن است. پايداري در برابر اكسيداسيون به حــــرارت، هــواي موجود در آب و ذرات آلاينده بستگي دارد. ادتيـــــوهايي كه به روغنهاي توربين به منظور بالا رفــتن عمر آن افزوده مي شوند عبــــارتند از بازدارنده هـــاي اكسيداســــيون و زنگ زدگي و Demulsibility .

برعكس عملـــــكرد روغن موتورهاي بنزيني و گازوئيلي روغنهاي توربين طوري فرموله مي شوند كه آب به درون آنها وارد شود. همـــــچنين روغـــنهاي توربين برعكس روغنهاي موتور نيازي به تعويــــض در زمانهاي منظم و مكــرر نداشته و همچنين به اين دسته از روانكارها افزودني پاك كننده اضافه نمي شود.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

بررسي روغنهاي توربين در انواع توربين ها

 

انواع توربين ها عبارتند از: بخار، گازي، آبي و هوايي.

 

توربين هاي بخار: روغن توربيــــــني كه خوب نگهداري شده و با روغن مناسـب ساخته شده باشد1 تا15 سال عمر مفيد خواهد داشت. زماني كه روغن توربين بخار زودتر از موعد مقرر، نامناسب شود به علت اكسيد شدن بر اثر آلودگــــــي آب است.

آب از مقاومت روغن توربين در برابر اكسيداسيون مي كاهد و به تشكـــيل ذرات كمك مي كند و در واقع همانند يك كاتاليست اكسيد كننده عمل مي كند. آب از راههاي گوناگون وارد سيستم روغنكاري توربين هاي بخار مي شود. به عـــنوان مثال از طريق نشتي gland . چون شنت توربين از ميان محفظه توربين (Turbine casing) عبور مي كند آب نفوذ مي كند. در نتيجه وضعيت gland seal فشار بخار سيلـــــينگ و محل vacuum condenser تاثير بســـزايي در مقدار آب ورودي به سيستم روغنكاري خواهد داشت.

همچنين حرارت نيز بدليل افزايش اكسيداسيون عمر روغــــن توربــــين را پايين مي آورد. به طور معمول در عملكرد توربين بخار، درجه حرارت ياتاقانها 71ـــ تا69 درجــه سانتيگراد و دماي مخزن روغن69 درجه سانتيگراد است. به ميزان هر 10 درجه سانتــــيگراد بالاتر از 60 درجه سانتيــــگراد مقدار اكسيداسيون 21 برابر مي شود. يك روغن با پايه معدني در حرارت هاي بالاي82 درجه سانتـــيگراد به سرعت شروع به اكسيد شدن مي كند.

البته ياتاقانهاي گرد (Tin-babbited) تا دمـاي121 درجه سانتيگراد تحــمل دمايي دارند كه اين عدد كمي بيش از محدوده دماي روغنهاي توربين مي باشد.

توربين هاي گازي: علت اصلي خراب شدن زود هنگام روغن در بيشتر توربيــــن هاي گازي دماي زياد عمليات است. پس براي توربين هــاي گازي مي بايـــست روغنهاي توربين مقاوم در برابر حرارت انتــخاب شود واحدهاي بـــزرگ امـــروزي روغن را در محدوده دمايي بين71 تا121 درجه سانتيگراد روغن را مورد اسـتفاده قرار مي دهند.

به همين جهت OEM تاكيد دارد كه آزمايشهاي RPVOT - ASTM D2272 و TEST- ASTM D943 و آزمايش هايي براي اندازه گيري پايداري اكسيداسيون در روغن توربين هاي گازي انجام گيرد تا پايداري اكسيداسيون روغن در دمــاهــاي بالا اندازه گيري شود.

از اواسط دهه1990 اصول نوين روانكاري توربين هاي گازي مطرح شد. اين اصول عبارتند از: چرخه هاي عملياتي، مشخصه هاي روغنكاري و ... .

توربين هاي آبي: عمده گريدهايي از روغن توربيــن كه در اين توربيــــن ها مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از ISO VG 46، 68 . با توجه به حضور دائمي آب در اين سيستم ها، خاصيت هاي Demulsibility، R&O (جدايش از آب) و پايداري هيدروليكي ازجمله پارامترهاي كليدي درانتخاب روغنهاي مورد استفاده هستند.

توربين هاي بادي: اين قبيل توربين ها احتياج به روغن توربيني دارند كه پايداري زيادي در برابر اكسيداسيون داشته باشد. در اين نوع توربين ها روغــــن به طور مستقيم با سطح فلزي در تماس است كه دمايي در حدود316 تا 204 درجه سانتيگراد دارند. همچنين دماي مخزن روغن نيز بين121 تا71 درجه سانتـــيگراد است.

علاوه بر اينكه روغن در توربين هاي گازي براي روانكاري به كار مي رود، بــراي انتقال حرارت به مخزن روغن نيز مورد استفاده قــرار مي گيرد. همچنين سيـكل چرخشي اين روغنها، استرس گرمايي واكسيدكنندگي قابل توجهي را به روغن وارد مي كند.

كليه موارد ذكر شده لزوم استفاده از روغنهاي بسيار مرغوب را الزامي مي كند.

توربين هاي بادي با مخازن روغن بسيار كوچكتري كار مـي كنند ظرفــيت مخازن اين توربين ها بطور معمول كمتر از 50 Gal است. سرعت روتر اين توربيـــنها بين 8000 rpm تا 20000 rpm است و با ياتاقانهاي غلـــتنده محافظت مي شوند. روغنهايي كه براي اين توربين ها فرموله شده اند داراي پايه سنتزي هستند.

 

سيستم Flushing در روغنهاي توربين

 

 

 

سيستم Flushing روغن توربين و فيلـ‌ــــتراسيون داخلــــي آن بايد در ارتباط با انتخاب نوع روغن توربين بيان شود. در اينجا2 نوع Flushing مطرح مــــي شود يكي Flush جابجايي و ديگر Flush سريع.

Flush جابجايي همزمان با تعويض روغن انجام مي شود و Flush سريع بـــراي خارج كردن آلودگي هايي طراحي شده كه از طريق انتقال و بكارانداختـــــن يك توربين جديد وارد مي شود. در Flushهاي جابجايي براي خارج كـــردن روغــــن اكسيدشــده كه باتخليـــــه خارج نشـــده است از يك روغن جداگانه استــفاده مي شود. اين نوع Flash در فاصله زماني معين براي خارج كردن آلودگــي قابل حل و غيرقابل حل كه بوسيله ***** خارج نمي شوند بكار گرفته مي شود.البته OEM هاي توربين در بيشتر مــــواقع Flushin با سرعت بالايا ســريع راتــوصيه مي كنندو اعتقاد دارند اين نوع Flushing زمان و هزينه را كاهش مي دهد.

در آخر بايد به اين مطلب اشاره كرد كه روغنهاي استانداردي كه براي توربيـــن هاي بخار، گازي و آبي ساخته شده اند از روغنهاي پايه با كيفيت بالا و درصــد كمي از افزودني هاي مورد نياز و عـــــموماً ISO VG 32، 46، 68 OEM تشكيل شده اند. روغن پايه اي با كيفيت شناخته مي شود كه داراي درصد زياد اشباع و درصد پايين آروماتيك ها وسولفورو نيتروژن باشد.همچنين افزودنيها كه عموماً بازدارنده اكسيداسيون و خوردگي (R&O) هستند مي بايست با دقــــــت مورد آزمايش قرار گرفته و در يك فرآيند به شدت كنترل شده و در شرايـــط خاص با روغن مخلوط شوند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

سلام دوستان عزیز:icon_gol:

سلسله مطالبی که درادامه خواهد امد مطالب اموزشی توربین های بخار به عنوان یکی از پرکاربردترین ودرعین حال با راندمان خوب ومطلوب تیپ توربینهای استفاده شده درصنایع مختلف میباشد

امیدوارم مطالب این تاپیک برای دوستان عزیز مفید باشه

درصورت داشتن سوال ویا مطلب مرتبط درهمین تاپیک مطرح کنید تا درصورتی که جوابی داشته باشیم درخدمت باشیم یا بقیه دوستان هم از فایلهاتون استفاده کنن

توربینهای بخار به صورت عمده در نیروگاههای حرارتیThermal powerplants مورد استفاده قرار میگیرند

  • Like 4

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

توربین بخار:

 

توربین بخار ماشین حرارتی است که انرژی گرمایی بخار فوق گرم (Super heat) خروجی از دیگ بخار را به کار مکانیکی تبدیل می کند. انرژی فشاری بخار ورودی به توربین پس از برخورد به پره های آن به انرژی جنبشی تبدیل می شود، یعنی با انبساط بخار کار مکانیکی صورت می گیرد.

 

1-1 انواع توربین:

تقسیم بندی های مختلفی برای توربین های بخار وجود دارد، که عبارتند از:

الف) تقسیم بندی بر اساس نوع طبقات توربین:

1- توربین با طبقات عکس العملی

2- توربین با طبقات ضربه ای

 

ب) براساس تعداد مراحل انبساط:

1- توربین های تک مرحله ای (Single stage turbine)

2- توربین های دو مرحله ای (Double stage turbine)

3- توربین های چند مرحله ای (Multi stage turbine)

 

8kuwj9088fo03ew86pea.jpg

 

شکل (1-1) طبقه بندی توربین ها براساس تعداد مراحل انبساط

 

ج) براساس جهت جریان بخار:

1- توربین های محوری (Axial turbine) که در این نوع توربین جریان بخار در امتداد شفت می باشد.

2- توربین های شعاعی (Radial turbine)، جهت جریان در این ها عمود بر شفت توربین است.

3- توربین های جریان مختلط(Mixed systems): جریان در این توربین ها مخلوطی از جریان محوری و شعاعی است.

 

rt3urhq9y7rqohlg2hex.jpg

 

شکل (1-2) طبقه بندی توربین ها براساس جریان بخار

 

د) بر اساس تعداد پوسته های توربین:

1- توربین های یک پوسته

2- توربین های دو پوسته یا بیشتر

ه) بر اساس نوع جریان:

1- یک جریانه (Single Flow)

2- دو جریانه (Double Flow)

3- جریان برگشتی (Reversed Flow)

و) بر اساس سرعت موتور:

1- با سرعت کم (سرعت های کمتر از 3000 rpm)

2- با سرعت نرمال(3000 rpm)

3- با سرعت زیاد (بیشتر از 3000 rpm)

  • Like 5

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

از تقسیم بندی های دیگر توربین می توان موارد زیر را نام برد:

بر اساس فشار وارد به توربین- قدرت تولیدی توربین- فشار پشت توربین و...

 

2-1 پوسته یا سیلندر توربین:

پوسته توربین معمولاً از جنس فولاد آلیاژدار است و باید شکل نسبتاً ساده ای داشته باشد یعنی باید از پوسته های گوشه دار با ضخامت زیاد و تغییر انحنا اجتناب کرد تا بتوان از تمرکز تنش های حرارتی و مکانیکی در نقاط مختلف پوسته ممانعت کرد.

از آنجا که پوسته، یک محفظه تحت فشار است باید بتواند حداکثر فشار تولید شده در داخل آن را تحمل کند بدین منظور باید پوسته در جهت طولی صلب باشد تا هم مانع از خم شدن آن گردد و هم لقی بین قطعات ثابت و متحرک حفظ شود.

معمولاً پوسته به صورت دو نیمه ساخته می شود: نیمه فوقانی و نیمه تحتانی

این دو نیمه در سطح افق توسط فلانچ افقی و تعدادی پیچ و مهره به یکدیگر اتصال داده می شوند پوسته باید طوری طراحی شود که در نقاط معینی فضای کافی بین پوسته و پرّه ها جهت اخذ بخار زیرکش وجود داشته باشد.

سیلندرهای یک توربین با توجه به فشار بخار ورودی شان به سه نوع فشار قوی(Hp)، فشار متوسط(Ip) و فشار ضعیف (Lp) تقسیم شده اند.

هنگامی که فشار بخار زیاد باشد سیلندر یا پوسته فشار قوی دو جداره ساخته می شود (توربین های دو پوسته) تا بدین وسیله سرعت راه اندازی توربین افزایش یابد.

 

 

bicsjvjq79v193k9053e.jpg

 

 

شکل (1-3) پوسته توربین

  • Like 5

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

rgaxuoylmrwq351nzzq8.jpg

 

پوسته داخلی یا نگهدارنده پره های ثابت:

کار اصلی پوسته توربین تحمل نیروهای ناشی از فشار و اختلاف دما و نیز نگهدارنده پره های ثابت است. برای جلوگیری از طراحی پیچیده معمولاً علاوه بر پوسته خارجی از یک پوسته دیگر جهت نگهداری پرّه ها استفاده می شود که پوسته داخلی نام دارد.

به روی این پوسته پرّه های ثابت نصب شده است و پوسته داخلی در چند نقطه روی پوسته خارجی قرار می گیرد لذا پوسته خارجی نازک تر است.

پوسته داخلی در دمایی بالاتر از دمای پوسته خار جی قرار دارد. برای جلوگیری از ایجاد نیروهای ناشی از انبساط حر ارتی باید دو پوسته طوری قرار بگیرند که بتوانند آزادانه روی یکدیگر منبسط شده و حالت هم محوری خودشان را در تمام شرایط بهره برداری حفظ کنند.

  • Like 5

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

4-1 "والوهای توربین "

 

1. شیرهای جدا کننده:

معمولی ترین نوع این شیرها شیر موازی کشوئی (Paralel- Slide) می باشد که شامل دو دیسک کشویی بوده که به طرف داخل یا خارج محل نشست پیچ پیچانده می شود.

2. شیر کنترل یا تنظیم کننده:

برای تغییر جریان بخار به کار می رود. این شیرها با دست یا موتور الکتریکی باز و بسته می شوند.

3. شیرهای اطمینان:

برای ایمنی در مقابل افزایش بیش از حد بخار، شیرهای خلاص کننده یا اطمینان نصب می شوند. هنگامی که فشار از حد مجازش افزایش یابد، این شیرها به طور اتوماتیک باز می شوند و تا زمانی که دوباره فشار افت کرده و به حد مجاز برسد، باز می مانند.

4. شیرهای فشار شکن:

وقتی در محلی فشار مورد لزوم کمتر از فشار منبع باشد از شیر فشارشکن (Reducing valves) استفاده می کنند. که خروجی فشار به طور اتوماتیک در حد تعیین شده تنظیم می کند.

5. شیر متوقف کننده اضطراری:

برای بستن سریع بخار توربین، شیر متوقف کننده اضطراری نصب می نمایند. زمانی که دستگاه کنترل حفاظت عمل می کند فوراً بطور اتوماتیک بسته می شوند.

6. شیرهای تخلیه:

این نوع شیرها مخصوصاً برای کنترل تخلیه یک قسمت یا خط لوله که دارای فشار می باشد ساخته شده است و همیشه دو شیر بطور سری بسته می شوند بنابراین ممکن است شیر اولی را کاملاً باز کنیم که جریان را در شیر دومی کنترل کند. این کار برای جلوگیری از صدمه دیدن محل نشت هر دو شیر می باشد.

7. شیرهای یکطرفه:

برای جلوگیری از برگشت بخار، شیرهای یک طرفه در مسیر لوله نصب می کنند که اگر سیال به طور معکوس جریان یابد شیر بطور اتوماتیک بسته خواهد شد.

  • Like 4

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

برای ارسال دیدگاه یک حساب کاربری ایجاد کنید یا وارد حساب خود شوید

برای اینکه بتوانید دیدگاهی ارسال کنید نیاز دارید که کاربر سایت شوید

ایجاد یک حساب کاربری

برای حساب کاربری جدید در سایت ما ثبت نام کنید. عضویت خیلی ساده است !

ثبت نام یک حساب کاربری جدید

ورود به حساب کاربری

دارای حساب کاربری هستید؟ از اینجا وارد شوید

ورود به حساب کاربری

×