چرا توربین گازی – نحوه عملکرد توربین گازی و بخار

۰۴ بهمن ۱۳۸۸

تعداد نظرات: 86

تعداد بازدید: 604

نحوه عملکرد توربین های گازی و اجزای مختلف آن

از زمان تولد اولین توربین گازی به شکل امروزی در مقایسه با سایر تجهیزات تولید قدرت، زمان زیادی نمی‌گذرد. با این وجود امروزه این تجهیزات به عنوان سامانه‌های مهمی در امر تولید قدرت مكانیكی مطرح می‌باشند.

از تولید انرژی برق گرفته تا پرواز هواپیماهای مافوق صوت همگی مرهون استفاده از این وسیله سودمند می‌باشند. ظهور توربین‌های گازی باعث پیشرفت زیادی در رشته‌های مهندسی مكانیك، متالوژی و سایر علوم مربوطه گشته است.

پیدایش سوپرآلیاژهای پایه نیكل و تیتانیوم به خاطر استفاده آنها در ساخت پره‌های ثابت و متحرك توربین‌ها كه دماهای بالایی در حدود 1500 درجه سانتیگراد و یا بیشتر را متحمل می‌شوند، از سرعت بیشتری برخوردار شد.

به همین خاطر امروزه به تكنولوژی توربین‌های گازی تكنولوژی مادر گفته می‌شود و كشوری كه بتواند توربین‌های گازی را طراحی كند و بسازد، هر چیز دیگری را هم می‌تواند تولید كند.

اجزای توربین گازی

كمپرسور، محفظه احتراق، توربین گازی كه بنا به كاربرد، قسمت‌های دیگری نیز برای افزایش راندمان و كارایی به آنها اضافه می‌شود. نحوه کارکرد توربین‌های گازی بدین ترتیب است که کمپرسور در حال گردش با دور زیاد، هوای محیط را مکیده و فشار آن را به چندین برابر فشار محیط(حدود 10 برابر)‌ می‌رساند.

ضمن اینکه نسبتاً درجه حرارت آن نیز افزایش می‌یابد. هوای فشرده شده از کمپرسور خارج و به درون محفظه یا محفظه‌های احتراق هدایت می‌شوند. در داخل اتاق احتراق شعله دائمی‌ برقرار است و سوخت (گاز، گازوئیل و یا بعضاً مازوت) نیز با فشار مناسبی به درون آن پاشیده می‌شود.

سوخت به همراه هوای فشرده در مجاورت شعله، آتش می‌گیرد و گاز داغی با حجم زیاد که دمای آن به 1800 درجه سانتیگراد نیز می‌رسد، تولید می‌گردد.

گاز حاصل که نتیجه یک احتراق کامل بدون تولید دوده است، به سبب محدودیت‌های تکنولوژیکی مستقیماً قابل ارسال به توربین نمی‌باشد و لازم است خنک گردد.

این کار توسط هوای اضافی ورودی به اتاق احتراق، از طریق کمپرسور، انجام می‌گیرد.

گاز داغ مناسب از نظر درجه حرارت، وارد توربین شده و بخش اعظم انرژی خود را به صورت انرژی مکانیکی دورانی، به توربین منتقل می‌کند و خود از طریق اگزوز خارج می‌گردد.

بخشی از انرژی دورانی حاصله از توربین گازی به مصرف گرداندن کمپرسور و مابقی برای گردش ژنراتور به کار می‌رود. ژنراتوری که یا به صورت مستقیم و یا از طریق جعبه دنده با توربین هم محور و کوپله است، با میدان الکتریکی گردان خود،در استاتور، جریان الکتریسته با ولتاژ از پیش طراحی شده تولید می‌کند.

نحوه راه اندازی توربین بخار

توربین های بخار انرژی حرارتی بخار را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند عبور بخار از نازل ها از فشار بالاتر به فشار پایین به شکلی که فشار استاتیک بخار را به فشار دینامیک تبدیل کند چندان سخت نیست. وقتی بخار با سرعت زیاد حرکت می کند انرژی مکانیکی در بخار نهفته است و توربین بخار باید آن را استخراج کند؛ این کار به دو صورت ضربه ای یا عکس العملی انجام می گیرد.

تمام توربین ها حداقل یک طبقه ضربه ای دارند چون بخار در ابتدا وارد تعدادی نازل ساکن واقع در پوسته توربین می شود طبقات مختلف درست مثل پمپ ها با افت فشار در طبقات راندمان بهتر می شود، تعداد طبقات توربین های نیروگاهی، بیست یا بیشتر در انواع فشار قوی و ده یا بیشتر در انواع فشار ضعیف است با افت فشار، بخار در طبقات، به تدریج منبسط می شود و حجم بخار به شدت افزایش می یابد. به همین دلیل سازنده مجبور است طبقات بعدی توربین را خیلی بزرگتر در نظر بگیرد.

اجزای توربین بخار

توربین بخار حداقل دو زیرکش دارند زیرکش بخار فشار قوی معمولا برای گرم کردن آب تغذیه بین دی اریتور و اکونومایزر یا بویلر صنعتی استفاده می شود بخار این زیرکش حتی می تواند توربين اضطراری را بچرخاند.

بخار فشار متوسط را می توان در دی اریتور یا جاهای دیگر استفاده نمود زیرکش بخار فشار ضعیف را می توان در واحد برای گرمایش ساختمان و بازگرمایش کندانسیت پس از خروج از کندانسور استفاده نمود توربین ها و موتورهای بخار، انرژی بخار را بدون کندانسه کردن آن استخراج می کنند.

این خیلی مهم است چون قطرات آب می توانند به شدت به آن آسیب بزنند توربینی که با بخار اشباع کار میکند فقط گرمای سوپرهیت را جذب می کند. محتوای انرژی بخار پس از گذر از طبقه اول برابر مقدار آن در ورودی توربین است تا زمانی که توربین انرژی زیادی از بخار نگیرد همچنان سوپرهیت باقی می ماند عمل سوپرهیت در بویلر صنعتی بخار برای تولید توان بیشتر صورت می گیرد.

ظرفیت توربین های گازی قابل ارائه به شرح ذیل می باشند:

Gas turbine No	Output power (MW)
1	2
2	5.25
3	6.75
4	7.9

توجه : مشهد بویلر در حال حاضر خدمات فروش توربین بخار را ندارد و دوستان علاقه مند به خرید توربین و میکرو توربین گازی و تولید برق پراکنده می توانند به شرکت همکار (شرکت پویا انرژی ) مراجعه نمایند: