مرجع توربین

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

5-1 "سیستم آب بندی توربین" "Gland Sealing System"

جهت جلوگیری از نشت هوا و بخار بین قطعات ثابت و متحرک توربین که دارای فشارهای مختلفی هستند از سیستم آب بندی استفاده می شود. برای مثال جایی که شفت توربین از دیواره انتهایی پوسته آن بیرون می آید. زمانی که فشار پوسته بیشتر از فشار اتمسفر باشد نشت عمده بخار به بیرون رخ می دهد. و زمانی که فشار پوسته زیر فشار اتمسفر باشد هوای محیط به داخل پوسته وارد خواهد شد و سیستم آب بندی به منظور جلوگیری از ورود هوا به پوسته و کندانسور طراحی می شود.

از آن جا که بخش عمده ای از بخار نشتی از طبقات توربین عبور نمی کنند یک افت در قدرت خروجی توربین رخ می دهد.

در اکثر توربین بخارهای بزرگ معمولاً از لابیرنتها برای آب بندی استفاده می شود. همچنین آب بندهای آبی و رینگ های زغالی نیز در توربین های قدیمی مورد استفاده قرار می گرفتند.

- لابیرنتها یا تیغه های آب بندی:

لابیرنتها در مقابل بخار پایداری بیشتری نسبت به رینگ های زغالی دارند. آب بندهای لابیرنتی شامل یک رینگ با یک سری فین های ردیف می باشند که تشکیل یک حلقه محدود کننده می دهند. بخار وارد این حلقه شده و سرعت آن را افزایش می یابد و بدلیل منبسط شدن انرژی جنبشی نیز بالا می رود.

شکل (1-4) سیستم آب بندی بخار توربین

به این نوع آب بندها، آب بندهای بخاری نیز گفته می شود. تیغه های (فین ها) فوق با تیغه های قرار گرفته به روی محور تشکیل فواصل شعاعی داده و داخل یکدیگر فرو می روند. بخار یا هوا هنگام عبور از این فواصل افت فشار پیدا کرده و بدلیل ایجاد خلاء نسبی بخار یا هوا به داخل محفظه توربین مکیده شده و مانع خروج بخار از توربین و ورود هوا به توربین می شود.

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

- آب بندهای زغالی:

از این آب بندها برای فشار و درجه حرارتهای پائین استفاده می شود. این نوع آب بندها تشکیل شده اند از دو نیم حلقه زغالی که داخل شیارهای پوسته آب بندی قرار می گیرند و محور را همین زغال ها در برمی گیرند.

- آب بندهای آبی:

در توربین های فشار ضعیف اغلب به منظور جلوگیری از نفوذ هوا به داخل توربین از این نوع آب بندها استفاده می شود. این نوع آب بندها دارای پروانه ای برای پمپاژ آب و ارسال آن با فشار مناسب حول محور توربین، می باشد. برای راه اندازی اولیّه از یک پمپ یدکی استفاده می کنیم چرا که پروانه روی محور سوار است و در ابتدای راه اندازی سرعت چرخش محور صفر می باشد.

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

7-1 «سیستم های خلاء گیری»

اژکتورهای بخار

اژکتورهای بخار برای خارج کردن هوا و سایر گازهائیکه کندانسه نمی شوند و همراه با بخار وارد کندانسور می شوند، به کار می رود. اژکتورها به صورت چند مرحله ای طراحی می شوند. در هر مرحله از اژکتور یک مرحله از کندانسور وجود دارد که در این مرحله بخار مخلوط با هوا را کندانسه می کند و بخار کندانسه شده به کندانسور برمی گردد. آب خنک کننده کندانسورهای مرحله ای از پمپ Extraction pump تأمین می شود. در بارهای کم و هنگام راه اندازی دستگاه، بخار کافی کندانسه شده برای تامین آب مورد نیاز وجود ندارد لذا بوسیله یک شیر جریان مجدد، جریان آب افزایش پیدا می کند و موجب می شود بخار بعد از عبور از کندانسورهای مرحله ای به کندانسور اصلی برگردد.

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

8-1 تخلیه بخار از قسمتهای مختلف توربین (دریناژ)

بعد از چند مرحله توربین هنگامی که فشار و درجه حرارت بخار کاهش یافت یک مقدار از بخار توسط یک لوله از توربین گرفته می شود. بعد از چند مرحله دوباره یک انشعاب دیگر می گیرند، در نتیجه چندین مجاری انشعاب بخار در طول ردیف های پره ها گرفته می شود.

این انشعاب بخار برای تغذیه هیترها گرفته شده و برای گرم کردن آب تغدیه شونده به دیگ مورد استفاده قرار می گیرند.

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

9-1 یاتاقان های توربین و سیستم روغنکاری:

توربین به روش هیدرو دینامیکی روغن کاری می شود روغن ورودی به یاتاقان ها تحت فشار 3-105(bar) می باشد. در اثر چرخش محور در قسمت های معینی از یاتاقان، در محفظه بین محور و یاتاقان، در زیر محور فیلم روغنی با فشار فوق العاده بالایی تشکیل می شود تا بتواند وزن محور را خنثی کند به این ترتیب بین یاتاقان و محور هیچ گونه تماس فلز با فلز نخواهد بود و اصطکاک و خوردگی به میزان بسیار زیادی کاهش می یابد و به مقدار خیلی ناچیزی می رسد.

یاتاقان ژورنال کامل:

این یاتاقان از دو نیمه که سطح داخلی آنها بابیت ریزی شده، تشکیل یافته است. این دو نیمه فوقانی و تحتانی روی یکدیگر قرار گرغفته و توسط پیچ هایی محکم می شوند. روغن روغن کاری از طریق شیاری در طرفین یاتاقان وارد محوطه روغن کاری محور می شود و بابیت یاتاقان در محل این دو شیار، لبه دار شده و به صورت ورودی روغن در می آید تا به این وسیله روغن بهتر در حد فاصل محور و بابیت قرار گیرد. بعد از روغن کاری محور روغن به صورت محوری از دو طرف یاتاقان خارج می شود. در دو طرف یاتاقان رینگ های نگهدارنده روی پوسته زیرین یاتاقان پیچ می شوند تا از خروج و پاشیدن روغن به بیرون جلوگیری شود.

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

یاتاقان ژورنال سه لبه ای:

این یاتاقان دارای سه سطح حمل کننده بار است. تشکیل فیلم روغن در این سه سطح پایداری بیشتری دارد این یاتاقان برای بارهای بزرگ مناسب است و پایداری فیلم روغن در آن نسبت به نوع قبلی بیشتر است. خود یاتاقان از نظر اندازه کوچکتر از سایر یاتاقان ها می باشد. بعد از سوار کردن یاتاقان، سطح زیرین آن به اندازه35-25 درجه از سطح افق می چرخد، زیرا که لازم است در هنگام توقف توربین یا چرخش با دور آهسته، محور در قسمت استوانه ای زیرین قرار گیرد.

شکل (1-6) یاتاقان ژورنال سه لبه ای

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

یاتاقان ژورنال پاکتی:

دارای دو نیمه کاملاً مشابه است در این یاتاقان نیز قابلیّت پایداری فیلم روغن خوب است و برای بارهای متوسط و بزرگ مناسب می باشد. فضای روغن کاری در مجرای ورودی روغن روغن کاری برابر202-109 درصد (%) قطر یاتاقان است.

شکل (1-7) یاتاقان ژورنال پاکتی

spow · 20 تیر، ۱۳۸۹

یاتاقان ژورنال چند لقمه ای:

در محورهایی که قطر و وزن آنها زیاد است، مشکلات روغن کاری بیشتر می شود. برای این گونه محورها از یاتاقان های چند لقمه ای استفاده می شود. زیرا که حجم روغن روغنکاری زیاد است و روغن مناسبی بین محور و یاتاقان برای تحمل وزن سنگین محور و محیط بزرگتر آن لازم است که ایجاد گردد. هر قطعه یا لقمه (Segment) به طور جداگانه روی پوسته زیرین یاتاقان نصب می شود و هر کدام یک شیار جداگانه برای روغن دارند. قطعات زیرین و کناری این یاتاقان دارای اتصالات روغن بالابر (Jacking oil) هستند و دیگر قطعات علاوه بر نقش روغن کاری عمل نگهدارنده محور را نیز انجام می دهند.

یاتاقان خنثی کننده نیروی محوری (تراست):

برای تحمل و خنثی سازی نیروهای محوری اعمالی از طرف محور توربین از این یاتاقان استفاده می شود. یاتاقان تراست محور را از نظر لقی محوری پره ها هنگام بهره برداری و حالت های پایدار و ناپایدار در وضعیت درست نگه می دارد.

این یاتاقان شامل سه قسمت اصلی می باشد:

1- لقمه ای یاتاقان (Segment)

2- بدنه یاتاقان

3- رینگ های فلزی

لقمه های یاتاقان تراست در دو طرف یک دیسک (Collar) که روی محور توربین پیش بینی شده است، قرار دارند. بدنه یاتاقان نقش مقاومت در برابر نیروهای محوری و انتقال آن را به عهده دارد.

شکل (1-8) یاتاقان تراست

**soheiiil** · 5 مرداد، ۱۳۸۹

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد.

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.

توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند

همچنين مي توانيد براي درك بهتر چگونكي عملكرد يك توربين بادي به انيميشني كه به همين منظور تهيه شده توجه كنيد تا با چگونگي چرخش پره ها٬ شفت و انتقال نيروي مكانيكي به ژنراتور و در كل نحوه عملكرد يك توربين بادي آشنا شويد.

توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند :

1- توربينهاي با محور افقي (كه در شكل زير نمونه اي از اين نوع توربين ها را مشاهده مي كنيد)

2- توربينهاي با محور عمودي .

مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.

داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد:

1- باد سنج (Anemometer): اين وسيله سرعت باد را اندازه گرفته و اطلاعات حاصل از آنرا به كنترل كننده ها انتقال مي دهد.

2- پره ها (Blades) : بيشتر توربين ها داراي دو يا سه پره مي باشند. وزش باد بر روي پره ها باعث بلند كردن و چرخش پره ها مي شود.

3- ترمز (Brake) : از اين وسيله براي توقف روتور در مواقع اضطراري استفاده مي شود. عمل ترمز كردن مي تواند بصورت مكانيكي ٬ الكتريكي يا هيدروليكي انجام گيرد.

4- كنترولر (Controller) : كنترولر ها وقتي كه سرعت باد به 8 تا 16 mph ميرسد ما شين را٬ راه اندازي مي كنند و وقتي سرعت از 65 mph بيشتر مي شود دستور خاموش شدن ماشين را مي دهند. اين عمل از آن جهت صورت ميگيرد كه توربين ها قادر نيستند زماني كه سرعت باد به 65 mph مي رسد حركت كنند زيرا ژنراتور به سرعت به حرارت بسيار بالايي خواهد رسيد.

5- گيربكس (Gear box) : چرخ دنده ها به شفت سرعت پايين متصل هستند و آنها از طرف ديگر همانطور كه در شكل مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل مي باشند و افزايش سرعت چرخش از 30 تا 60 rpm به سرعتي حدود 1200 تا 1500 rpm را ايجاد مي كنند. اين افزايش سرعت براي توليد برق توسط ژنراتور الزاميست. هزينه ساخت گيربكس ها بالاست درضمن گير بكس ها بسيار سنگين هستند. مهندسان در حال انجام تحقيقات گسترده اي مي باشند تا درايو هاي مستقيمي كشف نمايد و ژنراتورها را با سرعت كمتري به چرخش درآورند تا نيازي به گيربكس نداشته باشند.

6- ژنراتور (Generator) : كه وظيفه آن توليد برق متناوب مي باشد.

7- شفت با سرعت بالا (High-speed shaft) : كه وظيفه آن به حركت در اوردن ژنراتور مي باشد.

8- شفت با سرعت پايين (Low-speed shaft) : رتور حول اين محور چرخيده و سرعت چرخش آن 30 تا 60 دور در دقيقه مي باشد.

9- روتور (Rotor) : بال ها و هاب به روتور متصل هستند.

10- برج (Tower) : برج ها از فولاد هايي كه به شكل لوله درآمده اند ساخته مي شوند. توربين هايي كه بر روي برج هايي با ارتفاع بيشتر نصب شده اند انرژي بيشتري دريافت مي كنند.

11- جهت باد (Wind direction) : توربين هايي كه از اين فن آوري استفاده مي كنند در خلاف جهت باد نيز كار مي كنند در حالي كه توربين هاي معمولي فقط جهت وزش باد به پره هاي آن بايد از روبرو باشد.

12- باد نما (Wind vane) : وسيله اي است كه جهت وزش باد را اندازه گيري مي كند و كمك مي كند تا جهت توربين نسبت به باد در وضعيت مناسبي قرار داشته باشد.

13- درايو انحراف (Yaw drive) : وسيله ايست كه وضعيت توربين را هنگاميكه باد در خلاف جهت مي وزد كنترول مي كند و زماني استفاده مي شود كه قرار است روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گيرد اما زماني كه باد در جهت توربين مي وزد نيازي به استفاده از اين وسيله نمي باشد.

14- موتور انحراف (Yaw motor) : براي به حركت در آوردن درايو انحراف مورد استفاده قرار مي گيرد.

حـامد · 23 مرداد، ۱۳۸۹

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 12 شهریور، ۱۳۸۹

توربین

واژهٔ توربین برای اولین بار به وسیله ( Claude Burdin )۱۷۹۰-۱۸۷۳ در سال ۱۸۲۸ به وجود آمد که از لغت یونانی به معنی چرخنده یا سر گردان مشتق شده‌است. توربین موتوری چرخنده‌است که می‌تواند از یک سیال انرژی به‌دست آورد.

ساده‌ترین توربین‌ها یک بخش چرخنده و تعدادی پره دارند که به بخش اصلی متصل شده‌است سیال به پره‌ها برخورد می‌کند و بدین ترتیب از انرژی ناشی از متحرک بودن آن استفاده می‌کند به عنوان اولین توربین‌ها می‌توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد.

توربین‌های گاز، بخار و آب معمولاً پوشش محافظی در اطراف پره‌هایشان دارند که سیال را کنترل می‌کنند پوشش‌ها و پره‌ها می‌توانند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که هر کدام برای نوع سیال و بازده متفاوت است.

کمپرسور یا پمپ دستگاهی مشابه توربین است ولی با عملکرد بر عکس به طوری که این دستگاه انرژی را می‌گیرد و باعث حرکت یک سیال می‌شود.

انواع توربین

توربین‌های بخار:

برای تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی که از ذغال سنگ، نفت و انرژی هسته‌ای استفاده می‌کنند به کار برده می‌شوند روزی از آنها برای هدایت وسایل نقلیه مانند کشتی استفاده می‌شد.

توربین‌های گازی:

این توربین‌ها معمولاً دارای یک ورودی، فن، کمپرسور، محفظه متراکم کننده و یک نازل است.

توربین‌های ترانسونیک:

جریان گاز در اکثر توربین‌ها همواره سرعتی زیر صفر دارد در این نوع توربین‌ها سرعت گاز هنگام خروج بالاتر از صفر است. این توربین‌ها در فشار بالاتری کار می‌کند ولی معمولاً بازده کمی دارند و خیلی هم مرسوم نیستند.

توربین‌های کنترا رتاتینگ:

دو توربین که یکی بالا دیگری پایین در جهت مخالف هم می‌چرخند این سیستم پیچیدگی‌هایی دارد که تولید آن را کاهش می‌دهد.

توربین‌های سرامیک:

توربین‌های با فشار بالا که از آلیاژ نیکل و فولاد ساخته شده‌اند معمولا دارای سیستم‌های خنک کننده پیچیده هستند اخیرا پره‌های سرامیکی روی توربین‌های گازی امتحان شده‌است.

ما در این مقاله به تفصیل توربین بخار و توربین گازی را توضیح می دهیم .

توربین های بخار

توربين بخار يك دستگاه مكانيكي است كه انرژي گرمائي از بخار تحت فشار دريافت و آنرا به كار مكانيكي مفيد تبديل مي‌كند. توربين بخار تقريباً جانشين موتور بخار پيستوني، كه توسط توماس نيوكامن Thomas New Comen اختراع شد و توسط جيمز وات James watt توسعه يافت، شد. توربين بخار براي به حركت درآوردن ژنراتور برق بسيار مناسب است و 86 درصد برق در جهان از طريق استفاده از اين توربين توليد مي‌شود. اين توربين نوعي موتور حرارتي است كه بيشتر راندمان ترموديناميكي را از استفاده چند مرحله‌اي انبساط بخار آب دريافت مي‌كند.

یکی از بهترین گزینه ها برای ساخت نیروگاههای حرارتی استفاده از توربین های بخار است چون این توربین ها عمر طولانی دارند و با توجه به اینکه در حرارت و فشار کمتری در مقایسه با توربین های گازی کار می کنند عمر طولانی تری هم دارند و نیز کمتر به تعمیرات اساسی نیاز دارند . از این رو می توان از آنها بعنوان توربین های برای تولید برق پایه کمک گرفت .

اما عیب عمده آنها این است که اولا دستگاههای پر حجم و بزرگی هستند جای زیادی را اشغال می کنند و ثانیا دیر وارد مدار می شوند و مدتی برای پیش گرم کردن =WARM UP آنها باید زمان صرف شود . از همه اینها گذشته توربین های بخاز نیاز به نصب دیگ های بخار =BOILER دارند که این نیز خودش نیاز به تاسیسات و فضای فراوان دارد . ونیز تاسیساتی برای تصفیه آب مورد نیاز برای تغذیه دیگ بخار که همه آنها مستلزم صرف هزینه و فضای لازم است . اما با این حال استفاده از توربین های بخار یک سرمایه گذاری دائمی و با ارزش است

تاريخچه

اولين دستگاهي را كه ممكن است آنرا به عنوان توربين بخار به حساب آورد چيزي كه بهتر از يك اسباب به نظر مي‌رسيد بود كه توسط قهرمان اسكندريه در مصر رومي ساخته شد. اولين توربين بخار واقعي در سال 1551 در مصر عثماني توسط تقي‌الدين اختراع شد. در سال 1629 توربين ديگري به وسيله يك فرد ايتاليايي بنام Giovanni Branca ساخته شد. بهرحال اين توربين‌هاي بخار اوليه با مدل جديد بسيار متفاوت بودند. مدل جديد توربين در سال 1884 توسط يك مهندس انگليسي به نام چارلز پارلز Charles Parsons اختراع شد. اولين مدل توربين او به يك دينام وصل شد كه 5/7 كيلووات برق توليد كرد. اختراع وي به ثبت رسيد و سپس توربين وي توسط يك فرد آمريكايي بنام جرج وستينگهاس توسعه يافت.

تعدادي توربين متفاوت ساخته شدند و به خوبي با بخار عمل كردند. توربين de laval turbine كه توسط Gustaf de laval اختراع شد راندمان بخار را افزايش داد. اين توربين ساده‌تر، ارزان‌تر بود و مي‌توانست با هرگونه فشار بخار عمل كند.

spow · 12 شهریور، ۱۳۸۹

انواع توربين

توربين‌هاي بخار با ظرفيت‌هاي مختلف ساخته مي‌شدند. از توربين‌هاي باظرفيت يك اسب بخار (75/0 كيلووات) كه براي پمپ‌ها و كمپرسورها و غيره تا توربين‌هاي دو ميليون اسب بخار (000/500/1 كيلووات) كه براي توليد برق مورد استفاده قرار مي‌گيرند. توربين‌هاي بخار از نظر عملكرد طبقه‌بندي مي‌شوند.

توربين‌هاي ايمپالس (Impulse)

يك توربين ايمپالس چند نازل ثابت دارد كه بخار را به ژيگلورهاي با سرعت بالا هدايت مي‌كنند. اين ژيگلورها حاوي انرژي جنبشي قابل توجه هستند كه از طريق تيغه‌هاي رتور كه شبيه بيلچه‌ مي‌باشند اين انرژي را به شفت انتقال مي‌دهند، در توربين‌هاي ايمپالس انبساط بخار فقط در نازل‌ها اتفاق مي‌افتد.

انواع توربين‌هاي ايمپالس به قرار زير هستند:

توربين بانكي - Banki Turbine

توربين كرارد - Girard Turbine

توربين پلتون - pelton Turbine

توربين تورگو - Turgo Turbine

توربين‌هاي ري اكشن (Reaction)

در توربين ري‌اكشن تيغه‌هاي رتور به حالتي قرار مي‌گيرند كه باعث همگرائي نازل‌ها مي‌شوند. در اين نوع توربين از نيروي ري‌اكشن (عكس‌العمل) استفاده مي‌شود.

انواع توربين‌هاي ري‌اكشن به قرار زير هستند:

توربين فورنيرون - Fourneyron Turbine

توربين فرانسيس - Francis Turbine

توربين تامسون - Thompson Turbine

توربين كاپلان - Kaplan Turbine

توربين پروپيلر - Propeller Turbine

انواع توربين‌هاي بخار شامل: توربين هاي متراكم كننده،‌ غير متراكم كننده، با حرارت مجدد، كششي و القائي است. توربين‌هاي غير متراكم اغلب براي كاربردهاي بخار فرآيند استفاده مي‌شوند. فشار تخليه گاز به وسيله شير تنظيم كننده متناسب با نياز فشار بخار كنترل مي‌شود. اين توربين‌ها معمولاً در پالايشگاهها واحدهاي حرارتي، كارخانه‌هاي كاغذسازي و دستگاههاي آب شيرين كن و در مكان‌هائي كه مقادير زيادي بخار كم فشار بايستي در دسترس وجود داشته باشد يافت مي‌شود.

- توربين‌هاي متراكم كننده اغلب در نيروگاهها مخصوصاً نيروگاههاي هسته‌اي وجود دارند. اين توربين‌ها بخار را در حالت بسيار متراكم تخليه مي‌كنند. اين نوع توربين‌ها آب در حال تراكم در آخرين توربين به مواد گران‌تر احتياج دارد، در غير اينصورت خوردگي تيغه‌هاي توربين‌ها مسائل بزرگي به وجود مي‌آورد. اين مواد بهرحال به دلائل مختلف در نيروگاههاي هسته‌اي بسيار معمول است.

- توربين‌هاي با حرارت مجدد نيز تقريباً به طور انحصار در نيروگاهها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در اين نوع توربين جريان بخار از بخش فشار زياد در داخل توربين خارج مي‌شود و براي افزايش حرارت آن به بويلر (ديگ بخار) برمي‌گردد. اين بخار سپس به بخش فشار متوسط توربين برمي‌گردد و در آنجا منبسط مي‌شود.

- توربيـن‌هـاي اكستركتينگ (Extracting Turbines) در بسيـــاري از مــوارد مخصوصــاً در بخش‌هاي توليدي مانند صنعت كاغذسازي كه به بخار با فشار و حرارت معين نياز دارند بسيار معمول است. در اين نوع توربين، بخار از يك نقطه توربين با درجه حرارت و فشار مطلوب دريافت مي‌شود و يا به سيستم گرم‌كننده آب تغذيه بويلر ارسال مي‌شود. افزايش گرماي سيستم گرم كننده آب تغذيه بويلر باعث بهبود راندمان توربين خواهد شد.

- توربين‌هاي كروزينگ (Cruising Turbines)

اين توربين‌ها در دهه‌هاي 1950 و 1960 در نيروي دريائي آمريكا استفاده شد. توربين‌هاي كروزينگ براي سرعت‌هاي كم و متوسط طراحي شد.

- توربين‌هاي معكوس (Reversing Turbines) داراي يك يا چند سري تيغه هستند كه در جهت عكس محور اصلي قرار مي‌گيرند. ترتيب دريچه‌ها به صورتي است كه باعث مي‌شود خط اصلي بخار به طرف تيغه‌هاي جلو بسته مي‌شود و به طرف تيغه‌هاي معكوس باز مي‌گردد. تيغه‌هاي معكوس روي همان شفت تيغه‌هاي جلوئي نصب شده‌اند. توربين‌هاي بخار معكوس زماني در صنعت دريائي مورد استفاده قرار مي‌گرفت.

توربين هاي گازي

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 . توربين هاي گازي داراي شرايط کاري سخت مي باشند و قطعاتي نظير پره هاي توربين بايد در درجه حرارت هاي بالا استحکام مناسبي داشته باشند.همچنين به دليل اتمسفرشديدا اکسيدکننده و خورنده توربين ها، قطعات مختلف توربين بويژه پره ها بايد مقاومت بالايي در برابر خوردگي داغ و اکسيداسيون داشته باشند. تاکنون آلياژهاي پايه نيکل و پايه کبالت بهترين آلياژها براي ساخت قطعات توربين بوده اند اما حتي با بهينه کردن ترکيب شيميايي سوپر آلياژها امکان دستيابي به کليه خواص مطلوب فوق وجود ندارد لذا براي مقاوم سازي اين آلياژها در برابر خوردگي داغ، اکسيداسيون و سايش، پوشش هايي در سطح آنها صورت مي گيرد . يک نوع از پوشش هاي کار آمد براي اين منظور پوشش هاي سد حرارتي (Thermal Barrier Coatings) هستند که به اختصار پوشش هاي TBC ناميده مي شوند.

اغلب پوشش هاي TBC بر پايه زيرکونيا ( Zro2 ) مي باشند که با افزودن ترکيباتي مثل ايتر يا (Y2o3 ) پايدار مي گردند. Zro2 داراي هدايت حرارتي کم و ضريب انبساط حرارتي بالا مي باشد و افزودن Y2o3 به آن موجب ايجاد مقاومت بيشتر در برابر شرايط سيکل حرارتي مي گردد. با بکارگيري اين پوشش ها و با استفاده از خاصيت هدايت حرارتي کم آنها راندمان توربين هاي گازي افزايش مي يابد زيرا با حضور اين پوششها دماي فلز پايه تا 170˚C کاهش پيدا ميکند ودرنتيجه امکان افزايش دماي کاري توربين فراهم ميشود.

در حال حاضر تحقيقات براي توسعه اينگونه پوشش ها و همچنين بکارگيري نوع ديگري از پوشش هاي فلزي که بعنوان لايه bond coat بين فلز پايه و پوشش سراميکي قرار مي گيرند، درحال گسترش مي باشد.

لايه bond coat معمولا يک پوشش فلزي است که چسبندگي پوشش سراميکي را به فلز پايه افزايش مي دهد. درحال حاضر برروي سوپر آلياژها ابتدا يک لايه از پوشش فلزي bond coat به ضخامت 80-150μm داده شده است و بر روي آن پوشش سد حرارتي با ضخامتي در حدود 300μm تا 2 mmبکار گرفته مي شود.

برنامه (Industrrial Power Generation) IPG يک همکاري مشترک از سازندگان توربين گاز، دانشگاهها، شرکتهاي گاز طبيعي، توليد کنندگان انرژي الکتريکي، آزمايشگاههاي ملي و استفاده کنندگان صنعتي مي باشد. همکاري فوق که شامل طيف وسيعي از مشارکت کنندگان مختلف است منابع و امکانات فني- اقتصادي- تحقيقاتي مناسبي را براي ايجاد يک تحول اساسي در فن آوري توربين گاز فراهم مي آورد. يکي از قدمهاي اوليه اين برنامه توليد پوشش سد حرارتي TBC براي توربينهاي گاز بوده است.

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.

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 .

spow · 12 شهریور، ۱۳۸۹

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 گازها مي باشد.

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.

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

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.

spow · 12 شهریور، ۱۳۸۹

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 (سی 130)

توربین های گازی پیشرفته امروزی

توربین های گازی جدید ی که برای موارد تولید انرژی الکتریکی طراحی شده و بکار می روند ، در حالت کلی از نظر اندازه ، مواد به کاررفته در اجزای مختلف و فناوری ، تغییرات اساسی یافته اند . مشخصات کلی به قرار زیر است :

1) توان تولید برق درحدود 150 مگاوات در 60 هرتز یا 200 مگاوات در 50 هرتز

2) دمای گاز ورودی توربین در حدود Cº1260 و نسبت فشار کمپرسور 1: 16؛

3) کارایی کل واحد با گاز طبیعی حدود 35 درصد و در صورت استفاده از سیکل ترکیبی ،47 درصد.

مشخصات کلی توربین گازی سری قبلی این مدل ، 100 مگاوات ، Cº 1100و

33 درصد است .چند نمونه از توربین های گازی پیشرفته ای که سازندگان توربین گازی در کشورهای مختلف ارائه داده اند به قرارزیر است :

مدل GT13E2 ساخت شرکت ABB درسال 1995 در هلند به بهره برداری رسید . توان خالص تولید ی این توربین در 50 هرتز با سوخت گاز طبیعی برابر 164 مگاوات در کارایی 7/35 درصد و با سوخت مایع برابر 161 مگاوات در کارایی 4/35 درصد است . نسبت فشار کمپرسور این واحد برابر 15:1 است . در این نمونه 72 مشعل در محیط محفظه ی احتراق قرار گرفته است که این نوع مشعل ، ظرفیت تولید گاز NOx بسیار کمتری دارد . مقدار NOx تولید شده با سوخت گاز ، کمتر از PPm 25 و با سوخت مایع و تزریق آب ، کمتراز PPm 42 است . دمای ورودی گاز به توربین ºC 1100 و خروجی ºC 525 است .

این توبین 5 مرحله پره دارد که در دو ردیف اول روتور ، و سه ردیف ثابت ، که در آنها سیستم خنک کننده نیز تعبیه شده است . سیستم خنک کننده ، در ریشه پره های دو ردیف آخرنیز نصب شده است. جنرال الکتریک و شرکت اروپایی توربین گازی به طور مشترک ، مدل F 9001 MS را با فرکانس 50 هرتز ارائه داده اند که در نیرو گاه جنویلرس فرانسه ازآن استفاده می شود .

توان تولید ی این واحد 215 مگاوات در کارایی 35 درصد است . توان تولید ی مدل جدید تری ازاین سری به 226 مگاوات افزایش یافته است . کمپرسور این توربین گازی دارای 18 مرحله با نسبت فشار 20:1 و محفظه ی احتراق مجهز به 18 مشعل با سیستم کنترل NOx است .

توربین ، از نوع سه مرحله ای است که در دوردیف اول ، خنک کاری انجام می شود . دمای ورودی توربین ºC 1288 است . از مدل 60 هرتز که FA 7001 MS نامیده

می شود ، در نیروگاه نیو مارتین فلوریدا بهره برداری می شود . توان تولیدی این توربین 149 مگاوات با NOx کمتر از PPm 25 با سوخت گاز طبیعی است . کارایی این واحد با سیکل ترکیبی 47 درصد است . این واحد ها ی بزرگ با کارایی بالا که برای زمانهای حداکثر بار طراحی شده است ، قابلیت مانور بالایی دارند .

توربین گازی جنویلوس از لحظه آغاز راه اندازی تا رسیدن به شرایط تولید با ظرفیت کافی فقط به 12 دقیقه زمان نیاز دارد و چون هزینه تولید این واحد پایین است ، انتظار

می رود که از آن در سیکل های ترکیبی استفاده شود. در این صورت ، تولید الکتریسیته برای بار پایه صورت می گیرد و تعداد دفعات راه اندازی و از کاراندازی آن کاهش خواهد یافت . با تغییر روش استفاده و با بهره برداری بهینه ، ویژگیهای تعمیراتی نیز تغییر خواهد کرد که در این صورت باید به این موارد نیز در طراحی توجه شود .

لازم است ذکر شود که در صورت استفاده در بار پایه ، خروج واحد از شبکه بدون برنامه ریزی قبلی ، ضررمالی قابل توجهی را به دنبال خواهد داشت .

spow · 14 شهریور، ۱۳۸۹

سلام دوستان عزیز

دانلود کتاب روغنکاری (روانکاری)توربین درقرن بیست ویکم طبق استانداردهای ASTM

امیدوارم به درد دوستان عزیز بخوره

موفق باشیم

William R. Herguth, Thomas M. Warne - Turbine Lubrication in the 21st Century

Publisher: ASTM International | 2001-01 | ISBN: 0803128851 | PDF | 116 pages | 5.92 MB

This comprehensive ASTM publication presents the latest information on new generation turbine lubricants and how to obtain maximum value from these oils.

Eight peer-reviewed papers cover:

Current and future directions for some synthetic, ester- and hydrocarbon-based fluids.

History of development and current state of base oil technology, including new processing methods for the production of more stable turbine oils.

Performance advantages of using Group II and Group III base oils.

Turbine oil quality and field application requirements.

New technology for monitoring antioxidant oil analysis.

Please appreciate my work to rock these links:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

No another mirrors

manmasoud · 4 مهر، ۱۳۸۹

با سلام به همگي

يه سئوال داشتم آيا كسي در مورد شركتهايي كه توانايي بازرسي توربين ها و تشخيص مشكلات توربين هاي رو دراند اطلاعي داره ؟ ممنون مي شم اگه اطلاعاتي در اين مورد دارين پيام بگذارين.

spow · 7 آبان، ۱۳۸۹

باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي‌باشد. تابش نرژي نامساوي خورشيد در عرض‌هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين باعث تغيير دما و فشار شده و در نتيجه باد ايجاد مي‌شود. به علاوه اتمسفر كره زمين به دليل چرخش، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه باعث ايجاد باد مي‌شود. انرژي باد طبيعتي نوساني و متناوب داشته و وزش دائمي ندارد.

از انرژي هاي بادي جهت توليد الكتريسيته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي توان استفاده نمود. استفاده از انرژي بادي در توربين هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي شوند از نوع توربين هاي سريع محور افقي مي باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره ها زياد مي شود.

توربينهاي بادي چگونه كار مي كنند ؟

توربين هاي بادي انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل مي نمايند و اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد مي شود. توربين هاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار مي كنند. انرژي باد دو يا سه پره اي را كه بدور روتور توربين بادي قرار گرفته اند را بچرخش در مي آورد. روتور به يك شفت مركزي متصل مي باشد كه با چرخش آن ژنراتور نيز به چرخش در آمده و الكتريسيته توليد مي شود.

توربين هاي بادي بر روي برج هاي بلندي نصب شده اند تا بيشترين انرژي ممكن را دريافت كنند بلندي اين برج ها به 30 تا 40 متر بالاتر از سطح زمين مي رسند. توربين هاي بادي در باد هايي با سرعت كم يا زياد و در طوفان ها كاملا مفيد مي باشند

توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند :

1- توربينهاي با محور افقي (كه در شكل زير نمونه اي از اين نوع توربين ها را مشاهده مي كنيد)

2- توربينهاي با محور عمودي .

مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود، و يا مي‌توان آنها را به يك ” شبكه قدرت تسهيلاتي “ وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتائيك تركيب كرد. عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتباطات استفاده مي‌كنند ، هرچند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند مقياس كاربردي انرژي باد، معمولا ً‌تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند.

داخل توربين بادي به چه صورت مي باشد: