توربین

[amirs1987]

این یه فایل آموزشی:
اصول اساسی توربين
دانلود

 

[amirs1987]

توربین گازی

توربین گازی

توربین گازی
دانلود

 

[شهرام 59]

توربین

توربین و عملکرد

 

[شهرام 59]

توربین بادی و چگونگی عملکرد

 

[k_siroos]

توربین

توربین و عملکرد

توربین بادی و چگونگی عملکرد

پشتیبان

 

[P O U R I A]

توربین

توربین ها انواع مختلفی دارند که از مهمترین آنها می توان به توربین های بخار، توربین های گازی، توربین های احتراقی و توربین های بادی اشاره کرد که هر کدام بسته به موقعیت و نوع کاربرد در موارد گوناگون استفاده می شوند.


چکیده:

توربین ها انواع مختلفی دارند که از مهمترین آنها می توان بهتوربین های بخار، توربین های گازی، توربین های احتراقی و توربین های بادی اشاره کرد که هر کدام بسته به موقعیت و نوع کاربرد در موارد گوناگون استفاده می شوند. بازده توربین ها در بهترین حالت از 40% فراتر نمی رود و رنج توانی متفاوتی را دارا می باشند. از ضروریات ساختاری توربین ها نوع آلیاژ آنها بوده که از مسائل اصلی حین طراحی می باشد.
مقدمه:

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

 

[P O U R I A]

توربین بخار - توربین گازی

توربین بخار - توربین گازی

توربین بخار

​

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.

توربین بخار

​

​

توربین گازی

​

این توربین‌ها معمولاً دارای یک ورودی، فن، کمپرسور، محفظه متراکم کننده و یک نازل است. توربین گازی به طورگسترده ای اولا در تولید انرژی الکتریکی به ویژه در زمان اوج مصرف و همچنین در بار پایه و ثانیا به عنوان واحد پشتیبان واحدهای بزرگ بخار ، در مواقع اضطراری به کار می رود .در امریکا و انگلستان از این سیستم ها فقط در اوج مصرف استفاده می شود ، در حالیکه در عربستان سعودی ، به دلیل فراوانی سوخت ، در بار پایه نیز بهره برداری می شود . علت دیگر این موضوع ، نیازبه آب نداشتن برای سیستم های خنک کننده است که درمناطق صحرایی و کم آب ، موجب راحتی بهره برداری می شود .

​

نمایی از توربین گاز​

​

تجربه بزرگ خاموشی درامریکا سازندگان توربین گازی را برآن داشت که توربین های گازی را باقابلیت راه اندازی مستقل و بدون استفاده از منبع الکتریکی دیگری طراحی کنند . این نوع توربین های گازی در اغلب کشورهای دارای شبکه مطمئن تولید برق ، نصب شد ه و در حال بهره برداری است . این نوع سیکل های توربین گازی باید درشرایط اضطراری برای تولید برق اصلی وفقط در مدت چند ساعت استفاده شوند .در این رابطه ، توربین های گازی با طرح تک محوری ، به توان تولیدی حدود 130 تا150 مگاوات را می توانند تولید کنند ، البته هرروز مدل های جدیدی با توان تولیدی بالاتری ساخته می شود .توربین های گازی دارای شرایط کاری سخت می باشند و قطعاتی نظیر پره های توربین باید در درجه حرارت های بالا استحکام مناسبی داشته باشند.همچنین به دلیل اتمسفرشدیدا اکسیدکننده و خورنده توربین ها، قطعات مختلف توربین بویژه پره ها باید مقاومت بالایی در برابر خوردگی داغ و اکسیداسیون داشته باشند. تاکنون آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بهترین آلیاژها برای ساخت قطعات توربین بوده اند اما حتی با بهینه کردن ترکیب شیمیایی سوپر آلیاژها امکان دستیابی به کلیه خواص مطلوب فوق وجود ندارد لذا برای مقاوم سازی این آلیاژها در برابر خوردگی داغ، اکسیداسیون و سایش، پوشش هایی در سطح آنها صورت می گیرد . یک نوع از پوشش های کار آمد برای این منظور پوشش های سد حرارتی(Thermal Barrier Coatings) هستند که به اختصار پوشش های TBC نامیده می شوند. اغلب پوشش های TBC بر پایه زیرکونیا ( Zro2 ) می باشند که با افزودن ترکیباتی مثل ایتر یا (Y2o3 ) پایدار می گردند. Zro2 دارای هدایت حرارتی کم و ضریب انبساط حرارتی بالا می باشد و افزودن Y2o3 به آن موجب ایجاد مقاومت بیشتر در برابر شرایط سیکل حرارتی می گردد. با بکارگیری این پوشش ها و با استفاده از خاصیت هدایت حرارتی کم آنها راندمان توربین های گازی افزایش می یابد زیرا با حضور این پوششها دمای فلز پایه تا 170˚C کاهش پیدا میکند ودرنتیجه امکان افزایش دمای کاری توربین فراهم میشود.در حال حاضر تحقیقات برای توسعه اینگونه پوشش ها و همچنین بکارگیری نوع دیگری از پوشش های فلزی که بعنوان لایه bond coat بین فلز پایه و پوشش سرامیکی قرار می گیرند، درحال گسترش می باشد. لایه bond coat معمولا یک پوشش فلزی است که چسبندگی پوشش سرامیکی را به فلز پایه افزایش می دهد. درحال حاضر برروی سوپر آلیاژها ابتدا یک لایه از پوشش فلزی bond coat به ضخامت 80-150μm داده شده است و بر روی آن پوشش سد حرارتی با ضخامتی در حدود 300μm تا 2 mmبکار گرفته می شود.برنامه Industrrial Power Generation- IPG یک همکاری مشترک از سازندگان توربین گاز، دانشگاهها، شرکتهای گاز طبیعی، تولید کنندگان انرژی الکتریکی، آزمایشگاههای ملی و استفاده کنندگان صنعتی می باشد. همکاری فوق که شامل طیف وسیعی از مشارکت کنندگان مختلف است منابع و امکانات فنی- اقتصادی- تحقیقاتی مناسبی را برای ایجاد یک تحول اساسی در فن آوری توربین گاز فراهم می آورد. یکی از قدمهای اولیه این برنامه تولید پوشش سد حرارتی TBC برای توربینهای گاز بوده است.

 

[P O U R I A]

توربین احتراقی و توربین بادی

توربین احتراقی و توربین بادی

توربین احتراقی

​

توربین احتراقی در واقع یک موتور جت متصل به ژنراتور می باشد.توربین های احتراقی قادر به کار کردن با گاز طبیعی یا نفت تقطیر شده می باشند.کارایی آنها در مجموع بین 25 تا 30 درصد است .این نیروگاه ها برای ظرفیت 10 تا 100 مگاوات طراحی و غالبا به صورت جفتی ساخته می شوند (دو توربین احتراقی به یک ژنراتور متصل می گردد)و تاسیسات آنها شامل چندین بخش است .هزینه سرمایه گذاری آنها پایین است ولی قیمت سوخت آنها بالاست. توربین های احتراقی می توانند در عرض چند دقیقه شروع به کار کنند و با تغییر تعداد واحدهایی که در خط تولید برق هستند برای ظرفیت های مختلف مورد استفاده قرار گیرند .به دلیل قیمت بالای سوخت و سرعت راه اندازی،توربین های احتراقی معمولا برای اوقات پر مصرف و تامین بار ذخیره به کار گرفته می شوند .میزان کارکرد سالانه آنها 10 درصد یا کمتر می باشد

توربین بادی

​

به منظور شناخت دقیق محدودیتها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در کشور، ضرورری است .میزان بهره برداری از پتانسیلهای موجود انرژی و روند تحولات حاملهای انرژیهای تجدیدپذیر در کشور نیز به روش علمی و دقیق محاسبه و ارزیابی گردد. کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.
با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربین های بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو
کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور
عدم آلودگی محیط زیست در کشورهای پیشرفته نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا،اسپانیا، انگلستان، و بسیاری کشورهای دیگر، توربین های بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هایی نیز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه می باشد.
در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم می باشد.مولدهای برق بادی می تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه های گازی و بخاری باشند. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بیش از 45 سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33%، در حدود 6500 مگاوات می باشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات می باشد. در توربین های بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.
استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.
از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

مزرعه بادی (منجیل- رودبار – هرزویل)
توربین بادی کوچک:

از توربین های بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربین ها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربین بادی متوسط:

عموماً تولید این توربین ها بین 250-10 کیلووات است. از این توربین ها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربین بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربین ها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

 

[P O U R I A]

کلیاتی در رابطه با توربین ها

کلیاتی در رابطه با توربین ها

کلیاتی در رابطه با توربین ها
این فایل به صورت پاورپوینت بوده و مباحث زیر در آن کنجانده شده است:
تعریف توربین
سیالات مورد استفاده در توربین ها
توربین های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز
تاریخچه توربین های گازی
توربین گازی
چینش اجزای توربین های گازی
توربین گازی تک محوری
توربین گازی دو محوری به همراه یک توربین قدرت
توربین گازی سه محوری به همراه یک توربین قدرت
توربین گازی دو محوری
توربین های گازی با چرخه بسته
تاثیرات زیست محیطی استفاده از توربین ها
کنترل موتور در توربین ها

توربین های مورد استفاده در صنایع نفت و گازتوربین :

توربین های بخار(steam turbines)
این نوع توربین ها از قدیمی ترین توربین های مورد استفاده در صنعت می باشند. در این نوع توربین ها، از نیروی بخار (که در دیگ بخار تولید می شود) جهت بحرکت در آوردن توربین ها استفاده می شود.
این توربین ها به دلایل زیر کمتر مورد استفاده اند:
۱-به دیگ بخار و وسایل دیگر نیاز دارند.
۲-هزینه نگهداری بالایی دارند.

توربین های گازی(gas turbines)
در این نوع توربین ها مقداری سوخت(عمدتا گاز طبیعی) و هوای فشرده در محفظه احتراق می سوزد. در اثر سوختن و ایجاد حرارت حجم گاز افزایش می یابد.گاز با حجم زیاد و فشار و دمای معین به تیغه های توربین برخورد می کند و سبب چرخش توربین می شود.به دلیل اهمیت بالای توربین های گازی در صنعت نفت و گاز ، در ادامه به طور عمده این نوع توربین ها بررسی می شوند.