عنوان: پایان نامه اصول کارکرد توربین گازی، مهندسي مکانیک
رشته: پروژه پایانی دوره کارشناسی،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: 133
بهمرا فایل پاورپوینت جهت ارائه پایان نامه
چکیده:
در این پروژه در رابطه با توربين گاز از لحاظ مراحل كار و نحوة عملكرد و قسمت های تشکیل دهنده توربین گازی و ترتيب قرار گرفتن اجزاء و همچنین درباره كمپرسور های استفاده شده در توربينهاي گاز صنعتي و انواع کمپرسور ها و اجزای تشکیل دهنده کمپرسور وسیستم احتراق واجزای آن و… . سيكل ترموديناميكي توربين گاز و نگرش كلي بر توربينهاي گاز و تاریخچه توربین گاز و مقايسه نيروگاه گازي با نيروگاههاي ديگر از مباحث مورد بررسی شده در این پروژه هستند. و همچنین در قسمتهایی از این پروژه به خوبی درباره روشهای افزایش قدرت و راندمان توربین گاز و سیکلهای توربین گاز با گرمکن مجدد وتوربینهای گازی با بازیافت وروشهای تولید بخار و توربین گاز باتزریق بخار و فعالیت های انجام شده در قسمت fog و در پایان به اثرات سرمایش هوای ورودی بر روی اجزای سیستم توربین گاز به خوبی بحث شده است.
فهرست مطالب
عنوان
فصل اول: كليات و اجزاء توربين گاز
1-1- مقدمه
1-1-1- كمپرسو
1-1-2- سيستم احترا
1-1-2-1- محفظه احتراق
1-1-2-2- نازل سوخت
1-1-2-3- جرقه زن
1-1-2-4- شعله بين
1-1-2- 5 – لوله هاي مرتبطة شعله
1-1-2-6- قطعه انتقال دهندة گاز داغ
1-1-3- توربين گاز
1-2- اجزاء فرعي توربين گاز
1-2-1- اجزاء راهانداز
1-2-2- جعبه دنده
1-2-3- كوپلينگ
1-2-4- كلاچها
1-2-5- ياتاقانها
1-2-5-1- ياتاقان تراست با بار
1-2-5-2- ياتاقان تراست بيبار
1-2-6- اجزاء ديگر
1-3- سيستمهاي فرعي توربين گاز
1-3-1- سيستم روغنكاري
1-3-2- سيستم آب خنك كن
1-3-3- سيستم سوخت توربين هاي گازي
1-3-4- سيستم هواي خنك كن
1-4- كنترل و حفاظت توربين گاز
1-5- مزايا و معايب توربين گاز
فصل دوم: سيكل ترموديناميكي توربين گاز
2-1- نگرش كلي بر توربينهاي گاز
2-2- مقايسه نيروگاه گازي با نيروگاههاي ديگر
2-3- فرآيند توربينهاي گاز
2-4- سيكل استاندارد هوايي (براتيون)
2-5- نسبت فشار براي حداكثر كار خالص ويژه سيكل نظري
2-6- سيكل عملي براتيون
2-7- راندمان محفظه احتراق
2-8- بازده پلي تروپيك
2-9ـ تعيين معادله راندمان پلي تروپيك
2-10- نسبت فشار براي حداكثر كار خروجي در سيكل عملي توربين گاز
2-11- نسبت فشار براي حداكثر راندمان حرارتي سيكل عملي
فصل سوم: روشهاي افزايش قدرت و راندمان توربين گاز
3-1- معرفی
3-2- توربين گاز با بازياب
3-2-1- توربين گاز همراه با بازياب حرارتي (مبدل حرارتي)
3-2-2- روش توليد بخار با استفاده از بويلرهاي بازياب
3-3- سيكل توربين گاز با گرمكن مجدد
3-4- توربين گاز با تزريق بخار
3-4-1ـ توربين گاز با تزريق بخار به ورودي توربين گاز
3-4-2- توربين گاز با تزريق بخار به خروجي كمپرسور
3-5- توربين گاز با خنككاري
3-5-1- خنككاري مياني
3-5-2- خنككاري بوسيله پاشش آب به ورودي كمپرسور
3-5-3- خنككاري هواي ورودي به توربين بوسيله سيستم ذخيره يخ
3-5-4- خنك كاري هواي ورودي به كمپرسور به وسيله چيلر تراكمي
3-5-5- خنك كاري هواي ورودي به كمپرسور به وسيله چيلر جذبي
3-6- مقايسهكلي روشهاي موجود وانتخاب روشهاي مفيدبه منظورافزايش قدرت خروجي ازتوربينگاز
فصل چهارم: فعاليتهاي انجام شده در زمينه سيستم Fog
4ـ1ـ Mee Industries Inc
4ـ2ـ Henry Vogt
4ـ3ـ Premier Industries Ins
فصل پنجم: اثرات سرمايش هواي ورودي بر روي اجزاي سيستم توربين گاز
5-1- تاثير سرمايش هوا بر روي كمپرسور توربين گاز
5-1-1- دماي خروجي از كمپرسور
5ـ1ـ2ـ كار كمپرسو
5-1-3- نسبت فشار
5-1-4- شرايط كاركرد
5-1-5- افت دما در رابطه مافوق صوت
5-2- تاثير سرمايش هوا بر روي اتاق احتراق
5-3- تاثير سرمايش هوا بر روي توربين
5-3-1- دماي خروجي از توربين
5-3-2- كار خالص توربين
5-4- تاثير سرمايش بر روي راندمان كلي توربين گاز
5-5- عوارض جانبي و عوامل تاثير گذار بر تور بين گاز
5-5-1- تاثير ارتفاع
5-5-2- افت فشار ورودي
نتیجه گیری
ضمائم وپيوستها
منابع
فهرست اشکال
عنوان
شكل 1-1: اجزاء اصلي ساختماني توربين گاز
شكل 1-2: نماي كلي جانبي يك توربين گاز AEG
شكل 1-3: محور کمپرسور
شكل 1-4: نمایی از کمپرسور
شكل1-5: پره های ثابت کمپرسور
شكل 1-6: محفظه احتراق
شكل 1-7: نحوه قرارگيري اتاقهاي احتراق در يك توربين گاز
شكل 1-8: شكل يك قطعه انتقال دهنده
شكل 1-9: مجموعه يك اتاق احتراق به همراه يك قطعه انتقال دهنده
شكل 1-10: مجموعه كامل يك اتاق احتراق
شكل 1-11: مقطع طولي محور يك توربين گاز
شكل 1-12: ديسكها وچرخ پرههاي متحرك توربين گازي ميتسوبيشي (85 مگاواتي)
شكل 1-13: مقطع طولي توربين گاز ميتوبيشي
شكل 1-14: ترتيب قرار گرفتن اجزاء فرعي مهم واحد گازي
شكل1-15: پيوست ( 1 ) نماي كلي از اتاق احتراق توربين ويك محفظه احتراق در توربين گاز
شكل 1-16: پيوست(2) نماي كلي از اتاق احتراق توربين
شكل1-17: پيوست(3) تصوير محفظه احتراق از نوع لولهاي حلقوي كه در صنايع هواپيماسازي داراي كاربرد است.
شكل 2-1: يك توربين گاز معمولي را با مشخص كردن اجزاء نشان ميدهد.
شكل 2-2: مقايسه ميزان حرارت در چهار نمونه سيكل داده شده را نشان ميدهد.
شكل 2-3: شماتيك كلي يك توربين گاز با سيكل ساده مدار باز
شكل 2-4: نماي كلي يك توربين گاز بطور ساده
شكل 2-5: توبين گاز نوع GELM350 به همراه آن
شكل 2-6: نمودار (P-V) سيكل براتيون
شكل 2-7: نمودار (T-S) سيكل براتيون
شكل 2-8: منحني تغييرات راندمان حرارتي سيكل براتيون بر حسب فشار
شكل 2-9: دياگرام نسبت فشار بر حسب نسبت دما براي ماكزيمم كار خالص
شكل2-10: دياگرام تغييرات كار خالص نسبت فشار با ثابت آدياباتيك
شكل2-11: دياگرام T-S سيكل واقعي برايتون
شكل 2-12دياگرام عملكرد نشاندهنده تاثير نسبت فشار و درجه حرارت ورودي توربين بر روي سيكل ساده
شكل 2-13: تراكم چند مرحلهاي
شكل 2-14ک تراكم در يك طبقه كوچك
شكل2-15: استنباط در يك طبقه كوچك
شكل2-16: تغييرات راندمان ايزنتروپيك كمپرسور و توربين بر حسب نسبت فشار
شكل2-17: رابطه بين راندمان ايزنتروپيك و پلي تروپيك با نسبت فشار
شكل 2-18: رابطه بين راندمان ايزنتروپيك كلي را با نسبت فشار نشان ميدهد.
شكل2-19: تغييرات rp براي ماكزيمم شدن راندمان حرارتي سيكلعملي برايتون برحسب دماي حداكثر سيكل به ازاي مقادير مختلف راندمان كمپرسور و توربين
شكل2-20 تغييرات راندمانحرارتي سيكل ساده توربين گاز برحسب تغييرات نسبت فشار دماهاي مختلفورودي توربين
شكل2-21: تغييرات راندمانحرارتي سيكل برحسب نسبت فشاربراي مقادير مختلف راندمان كمپرسور و توربين
شكل2-22: تغييرات راندمانحرارتي برحسب نسبت فشاربراي دماهاي مختلف ورودي كمپرسور
شكل3-1: روشهاي افزايش قدرت خروجي از توربينهاي گاز
شكل 3-2: مسير جريان هوا و گاز در توربين گاز با بازياب حرارتي
شكل 3-3: شكل توربين گاز با بازياب حرارتي بر روي نمودارهاي (P-V) و (T-S)
شكل 3-4: تغييرات راندمان حرارتي توربين گاز بر حسب نسبت فشار براي مقادير مختلف راندمان بازياب
شكل 3-5: شماتيك بويلر بازياب حرارتي كه سيكل آب و بخار ورودي و خروجي آن نشان داده شده است
شكل 3-6: شماتيك توربين گاز به همراه بويلر بازياب و توربين بخار
شكل 3-7: نمودار اثر نسبت فشار و درجه حرارت ورودي توربين گاز در سيكل تركيبي
شكل 3-8:دياگرام توربين گاز با گرمكن مجدد
شكل3-9: دياگرام (T-S) سيكل توربين گاز با گرمكن مجدد
شكل 3-10: دياگرام اثر نسبت فشار و درجه حرارت ورودي توربين در سيكل با گرمايش مجدد
شكل 3-11: شماتيك توليد و تزريق بخار به ورودي توربين گاز
شكل 3-12: شماتيك سيكل توربين گاز به همراه تزريق بخار به هواي خروجي كمپرسور
شكل 3-13: دياگرام نشان دهنده اثر نسبت
شكل3-14: دياگرام نشان دهنده اثر نسبت
شكل 3-15: شماتيك سيكل توربين گاز با خنككن مياني و دياگرام (T-S)
شكل3-16: تغييرات كار خالص نمودار سيكل توربين گاز با خنك كن مياني بر حسب تغييرات نسبت فشار به ازاء مقادير مختلف راندمان خنك كن مياني
شكل3-17: نشان دهنده اثر نسبت فشار و درجه حرارت ورودي توربين بر روي سيكل خنك كاري مياني
شكل3-18: پاشش آب به ورودي كمپرسور توسط نازلها
شكل3-19: نمايش فرآيند اسپري آب سرد بر روي دياگرام سايكومتريم
شكل3-20: سيكل توربين گاز به همراه سيستم ذخيره يخ
شكل3-21: سيكل توربين گاز به همراه چيلر تراكمي
شكل3-22: مقايسه كار خالص خروجي بر حسب نسبت فشار در سيكلهاي مختلف
شكل 3-23: مقايسه راندمان حرارتي بر حسب نسبت فشار در سيكلهاي مختلف
شكل 4ـ1: شماتيك سيستم ذخيرة يخ
كليات و اجزاء توربين گاز
مقدمه
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:
1- كمپرسور
2- اتاق احتراق
3- توربين
ترتيب قرار گرفتن اجزاء فوق ؛ در رابطه با يكديگر در شكل زير بوضوح پيدا است :
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 ميگردد)؛ 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.
این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.