تجهیزات جانبی توربین گاز
توربین گاز دارای 3 قسمت اصلی : کمپرسور ، پره های توربین و محفظه احتراق بوده و تجهیزات جانبی را شامل می شود که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
انواع پمپ ها (پمپ روغنکاری (اصلی و کمکی) ، پمپ هیدرولیک (اصلی و کمکی) ، سوخت مایع ، سیستم خنک کن و … )
انواع فن ها (فن کوپه های ، فن هیترها ، فن بخارات روغن و … )
کمپرسور هوا (اصلی و کمکی)
سیستم راه انداز (موتور کرنکینگ ، تورک کانورتر و …)
گیربکس
سیستم فاگ
و …
در این مقاله با برخی از این تجهیزات جانبی توربین گاز آشنا می شویم :
بلید ولو (Bleed valve) :
در کمپرسور های جریان محوری برای جلوگیری از پدیده سرژ و استال در زمان راه اندازی که کمپرسور در بار نامی قرار ندارد از مراحل میانی کمپرسور ، هوا برداشت میکنند تا گردابه های هوایی منجر به ویبریشن شدید کمپرسور نشود و سیستم حفاظت باعث تریپ توربین گاز نگردد.
برای برداشت این هوا از بلید والو ها استفاده میشود که متناسب با طراحی کمپرسور ، تعداد و محل دقیق برداشت های هوا مشخص میگردد.
این والوها در طول زمان راه اندازی باز هستند و پس از رسیدن به دور نامی و بار نامی کمپرسور ، فرمان بسته شدن برای والوها صادر شده و فشار سازی کمپرسور کامل میگردد. لازم به ذکر است هر کدام از بلید والو ها دارای والو دستی ایزوله (عکس بالا سمت راست) هستند.
سیستم محرک بلید والوها هوای فشرده کمپرسور میباشد. به طوری که بعد از رسیدن توربین گاز به دور نامی قادر به بستن والو است. برای باز شدن نیز از فنر استفاده میشود.
تورک کانورتر (Torque converter) :
در صنعت در جايي كه انتقال نيرو – گشتاور و يا توان مورد نياز باشد و افزايش يا كاهش آنها مورد نظر باشد.
از وسايل مختلفي همچون كلاچ – گيربكس – تسمه كوپلينگ (هيدروليك) استفاده مي گردد و تمام موارد فوق مي توانند خروجي متغير با ورودي داشته باشند.
تسمه به نسبت قطر ديسك محرك به قطر ديسك متحرك گشتاور انتقالي را تغيير مي دهد در گيربكس توربین گاز كه براي انتقال توان استفاده مي گردد مي توان با تغيير دادن چرخ دنده ها گشتاور خروجي را نسبت به ورودي متغير ساخت و عموماً به دو دسته افزاينده و يا كاهنده تقسيم بندي مي گردند.
كوپلينگ ها به انواع صلب – ارتجاعي (فلزي – لاستيكي – هيدروليك) تقسيم مي گردند و از نوع هيدروليك آن مي توان براي تغيير گشتاور در خروجي استفاده نمود.
تورك كانورتر نوعي كوپلينگ هيدروليك و از تجهیزات جانبی توربین گاز می باشد.
این تجهیز وظيفه دارد پس از اينكه گشتاور اوليه از طريق موتور Cranking به آن داده شد توربين را با دور بسيار كم (حدود 40 دور در دقيقه) بچرخاند (به جهت احتمال Bending محور نوربين بر اثر مدتي از مدار خارج بودن) و همچنين در زمان دور دادن واحد تا دور حدود 1800rpm گشتاور موتور را به محور توربين انتقال مي دهد.
ویدئوی نحوه کارکرد تورک کانورتر
برای آموزش کامل تورک کانورتر و نحوه مونتاژ و دمونتاژ آن به این محصول مراجعه کنید.
تورک ادجاستر (Torque adjuster) :
در مراحل راه اندازی و برای کنترل سرعت و شتاب توربین گاز ، میزان گشتاور انتقالی از تورک کانورتر توسط موتور تورک ادجاستر که از تجهیزات جانبی توربین گاز است، کنترل می شود. سه سطح انتقال گشتاور وجود دارد که شامل حداقل و متوسط و حداکثر خواهد بود.
سه سطح انتقال گشتاور توسط تعدادی لیمیت سوئیچ کنترل می شود (برای حداقل ،برای متوسط و برای حداکثر میزان انتقال گشتاور).
پره های انتقال گشتاور نباید کاملا بسته باشد به دلیل اینکه فشار زیادی در انتقال گشتاور وجود دارد و در مجموعه انتقال تورک نباید گردش روغن قطع گردد. لذا سوئیچهایی برای حفاظت در این نقطه طراحی گردیده است.
گیربکس (Gearbox) :
یکی دیگر از تجهیزات جانبی توربین گاز که از طراحی های بسیار مفید شرکت GE می باشد وجود جعبه دنده برای چهار مصرف مهم در مجموعه توربین گاز است. به طوری که پمپ اصلی روغن ، کمپرسور اصلی هوای اتمایزینگ ، پمپ گازوئیل و پمپ اصلی هیدرولیک به جعبه دنده متصل هستند و با چرخش شفت اصلی ، این تجهیزات وظیفه خود را انجام میدهند. همچنین انتقال گشتاور از موتور راه انداز به شفت اصلی نیز توسط جعبه دنده صورت میگیرد.
لازم به ذکر است تجهیزات های اصلی همگی دارای سیستم کمکی نیز هستند که در زمان راه اندازی و یا معیوب بودن تجهیز اصلی در مدار قرار می گیرند.
تعداد دور هر یک از تجهیزات نام برده با توجه به چرخ دنده های موجود در داخل جعبه دنده مشخص میشود به طور مثال در توربین فریم 9 GE :
پمپ اصلی روغن : ۱۲۰۰ دور بر دقیقه
پمپ اصلی هیدرولیک : ۱۲۶۰ دور بر دقیقه
کمپرسور اصلی هوای اتمایزینگ : ۵۵۰۰۰ دور بر دقیقه
پمپ گازوئیل : ۷۵۰ دور بر دقیقه
کرنکینگ موتور : ۳۰۰۰ دور بر دقیقه
سیستم راچت (Ratchet system) :
از دیگر تجهیزات جانبی توربین گاز می توان به سیستم راچت اشاره کرد.
وقتی توربین خاموش میشود ، محور آن داغ است و اگر به حالت ثابت بین یاتاقان ها قرار بگیرد ، دچار خمش میشود . سیستم راچت و جکینگ برای جلوگیری از خمش روتور واحد پس از توقف از طریق چرخاندن روتور به تناوب تا زمان سرد شدن کامل حدود 60 ساعت در مدار میباشد. این سیستم پس از صفر شدن دور واحد ابتدا جکینگ ها را به مدار می آورد و سپس راچت باعث چرخش شفت به میزان یک هشتم دور در هر دقیقه میشود.
سیستم فاگ
دمای هوای ورودی در توربین های گاز نقش بسیار مهمی در میزان تولید و راندمان اسمی توربین دارد.
یک سیستم سرمایش ورودی گزینه ای مفید و کاربردی در مورد توربین های گازی است که در ماه های گرم سال و در مناطقی با رطوبت پایین مورد بهره برداری قرار میگیرد. هوای سرد چگالتر بوده لذا دبی جرمی و نسبت فشار کمپرسور را بالاتر می برد.
در نتیجه توان خروجی و راندمان افزایش می یابد.
اندیس یک شرایط ورودی و اندیس دو شرایط خروجی هستند همچنین DB حباب خشک و WB حباب تر است.
در توربین های گازی شرکت GE کارایی کولر تبخیری 85 درصد است لذا :
مثال : دمای محیط 100 درجه فارنهایت و رطوبت نسبی 32 درصد است. با توجه به نمودار WB برابر با 75 درجه فارنهایت است.
لذا دمای خروجی به 21 درجه فارنهایت در خط انتالپی ثابت خواهد رسید.
اگر علاقمند به یادگیری مباحث بیشتر در زمینه توربین گاز هستید به قسمت فروشگاه سر بزنید و آموزش های مرتبط را تهیه فرمایید.
