بررسی اثر تراکم مرطوب بر کار مصرفی کمپرسور توربين‌های 11گازي - word (..doc) - عمران -

قسمتی از متن :

‏2

‏اولين همايش تخصصي ترموديناميك ايران

‏آبان 86- دانشگاه اصفهان

‏بررسی اثر تراکم مرطوب بر کار ‏مصرف‏ی کمپرسور توربين‏‌‏های گازي

‏نويد تدبيری رودي‏1‏ ،‏ علی اکبر عالم رجبي‏2*

‏1- کارشناس ارشد مهندسی مکانيک‏، diacoren@yahoo.com‏

‏2- ‏عهده‏‌‏دار‏ مكاتبات‏،‏ دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانيک‏،‏ rajabi@cc.iut.ac.ir

‏چکيده

‏يكي از راه‏‌‏كار‏‌‏هاي بالا بردن توان توليدي سيكل توربين‏‌‏هاي گازي، كاهش كار مصرفي كمپرسور آن است. بدين منظور تا كنون روش‏‌‏هاي متعددي پيشنهاد شده است. ‏تراکم مرطوب يکی از ساده ترين و مؤثرترين روش‌های افزايش توان سيکل توربين‌های گازی است كه علاوه بر نياز به سرمايه گذاری اوليه کم، عملكرد آن تا حدودی از شرايط ‏محيطی‏ مستقل است اما نياز به بررسي دقيقتری نسبت به ساير روش‌ها دارد. در مطالعه حاضر بدون توجه به آثار آيروديناميکی تزريق آب به ‏کمپرسور‏، اين جريان دوفازی بررسي و ‏با در نظر گرفتن شرايط واقعي و فرض‏‌‏هاي معقول براي تبخير يعني شرايط تبخير غير ايده‏‌‏ال، ‏آثار نرخ تراکم، قطر اوليه قطرات و ميزان آب تزريق شده بررسی و با حالت تبخير ايده‌آل مقايسه می‌شود.

‏واژه‏‌‏های کليدی:‏ تراکم مرطوب-‏ کمپرسور-‏ پاشش-‏ تزريق مِه-‏ توربين گاز

‏1- ‏مقدمه

‏يکی از موثرترين راه‏‌‏های افزايش توان خروجی سيکل توربين گازی، کاهش مقدار کار تراکم کمپرسور آن می‏‌‏باشد؛ چرا که کمپرسور، تقريباً ‏2‏/1 تا ‏3‏/‏2‏ کار توليدی ب‏ه ‏وسيله‏‌‏ی‏ توربين را مصرف می‏‌‏کند[1]‏.‏ ميزان کار مصرفی کمپرسور با افزايش دمای هوای ورودی به آن افزايش می‏‌‏يابد[2]‏.‏ افزايش دما از يک جهت ديگر هم می‏‌‏تواند باعث افت توان توليدی توسط سيکل توربين گازی گردد؛ ‏در دور ثابت‏ (که توسط فرکانس برق توليدی ديکته می‏‌‏شود)، دبی حجمی ‏هوای ‏تقريباً ثابتی در ‏کمپرسور‏ جريان دارد. افزايش دمای هوای ورودی ‏كه ‏با کاهش چگالی هوا‏ همراه است‏، ‏باعث جريان‏ ‏جرمی ‏کمتر سيال کاری در واحد زمان ‏در‏ داخل سيکل ‏مي‏‌‏شود و‏ اين ‏منجر يه‏ توليد توان کمتر می‏‌‏گردد. لذا به نظر می‏‌‏رسد که ‏خنک‏‌‏کاری‏ هوای ورودی روش مناسبی برای غلبه بر مشکل کاهش توان در فصول گرم باشد.

‏در طول زمان، روش‏‌‏های متفاوتی برای ‏خنک‏‌‏کاری‏ هوای ورودی بکار گرفته شده‏‌‏اند که می‏‌‏توان آنها را به روش‏‌‏های مستقيم و غيرمستقيم تقسيم‏‌‏بندی کرد. در روش‏‌‏های مستقيم، سيال ‏خنک‏‌‏کن‏ (که عمدتاً آب است)، با جريان هوای ورودی مخلوط شده، با تبخير در آن و گرفتن گرمای نهان تبخير مورد نياز از جريان هوا، باعث ‏خنک‏‌‏کاری‏ ‏آ‏ن می‏‌‏گردد. اين روش، به سرمايه گذاری اوليه کمی نياز دارد ولی برای بکارگيری آن در شرايط آب و هوايی متفاوت محدوديت وجود دارد‏ چرا‏ که حد اقل دمايی که هوا پس از ‏خنک‏‌‏کاری‏ در ورودی کمپرسور می‏‌‏تواند به آن برسد، دمای حباب‏ِ‏ تر هوا در آن شرايط است. لذا اگر رطوبت هوای ورودی زياد باشد، عليرغم زياد بودن دمای آن، بکار گيری روش مستقيم مقرون به صرفه نخواهد بود.

‏2

‏اولين همايش تخصصي ترموديناميك ايران

‏آبان 86- دانشگاه اصفهان

‏ا‏ز طرف ديگر، ‏خنک‏‌‏کاری‏ غير مستقيم، به شرايط هوای محيط وابسته نبوده و می‏‌‏توان دمای هوا را ‏صرف‏‌‏نظر‏ از شرايط ورودی به حد د‏ل‏خواه نزديک کرد. در اين روش، سيال ‏خنک‏‌‏کن‏ با جريان هوای ورودی مخلوط نمی‏‌‏شود. ‏خنک‏‌‏کاری‏ ورودی را می‏‌‏توان ب‏ه ‏طور ساده با نصب يک سيستم تبريد صنعتی در ‏مسير هواي ‏ورودی سيکل انجام داد. شايان ذکر است که نصب اين تجهيزات ‏مستلزم‏ سرمايه گذاری اوليه زياد ‏است‏ و پيچيدگی سيستم را بالا می‏‌‏برد.

‏تراکم مرطوب ب‏ه ‏عنوان گزينه‏‌‏ای که مزيت‏‌‏های هر دو سيستم را دارا می‏‌‏باشد، يکی از بهترين و جديدترين روش‏‌‏های ب‏ه ‏کار گرفته شده می‏‌‏باشد. با اين توضيح که اگر قطرات توليد شده بوسيله افشانه‏‌‏ها به درون کمپرسور راه يابند، از آنجايی که با تراکم هوا در داخل کمپرسور دمای آن نيز بالا می‏‌‏رود، ظرفيت آن برای تبخير مقدار بيشتری آب‏ در‏ داخل آن بالا رفته و قطرات ضمن تبخير در داخل کمپرسور، باعث ‏خنک‏‌‏کاری‏ هوا می‏‌‏گردند و اين وابستگی اين سيستم را به شرايط ورودی کاهش می‏‌‏دهد. در عين حال که همچون روش‏‌‏های مستقيم به سرمايه گذاری اوليه زيادی نياز ندارد‏.‏

‏در کل مزيت‏‌‏های اين سيستم به موارد بالا محدود نشده و می‏‌‏توان آنها را بطور خلاصه اين‏ ‏گونه بيان کرد:

‏افزايش دبی جرمی هوای ورودي

‏همانطور که گفته شد کاهش دمای ناشی از تبخير قطرات، چگالی هوا را بالا برده دبی جرمی سيال کاری افزوده می‏‌‏شود، از طرفی جرم خود آب اضافه شده، (که معمولاً تا %2 جرم هوای ورودی است) به جرم سيال کاری اضافه می‏‌‏شود. در نهايت از آنجايی که دمای هوای ورودی به محفظه احتراق کاهش يافته است، مقدار بيشتری سوخت نياز خواهد بود تا دمای ورودی به توربين، (که حد بالای آن توسط جنس پره‏‌‏ها تعيين می‏‌‏شود) ثابت باشد. اين سوخت اضافی با جريان ‏يافتن ‏در داخل توربين باعث توليد مقدار بيشتری توان خواهد شد.

‏کاهش کار کمپرسو‏ر

‏كار مصرفي كمپرسور به دو روش كاهش مي‏‌‏يابد: ‏يکی از طريق کاهش دمای هوای ورودی به آن و ديگری از طريق ‏خنک‏‌‏کاری‏ ميانی و نزديک کردن فرايند داخل کمپرسور به فرايند همدما که ‏يكي از ‏فرايند‏هاي‏ ايده‏‌‏آل برای تراکم کمپرسور توربين‏‌‏های گازی است[2]‏.

‏بهبود ظرفيت گرمايی ويژه ترکيب سيال کاري

‏از آنجايی که ظرفيت گرمايی بخار آب از ظرفيت گرمايی هوا بيشتر است با تزريق آب ‏به آن، ‏ظرفيت گرمايی کل مخلوط بالا می‏‌‏رود.

‏افزايش عمر اجزای داغ

‏اگر قرار است حجم خاصی از هوای داخل کمپرسور برای ‏خنک‏‌‏کاری‏ پره‏‌‏های توربين زيرکش شود، اين هوا ب‏ه ‏واسطه داشتن چگالی بيشتر‏،‏ جرم ‏و البته خواص انتقال حرارتی ‏بيشتر داشته و اين باعث ‏خنک‏‌‏کاری‏ بهتر می‏‌‏شود.

‏کاهش توليد Nox‏ در محفظه احترا‏ق

‏هم‏ ‏از طريق ‏کاهش دمای هوای خروجی ‏از کمپرسور و ‏کاهش توليد Nox‏ ‏های حرارتی و ‏هم به دليل‏ مرطوب شدن هوا.

‏شست و شوی پره‏‌‏های کمپرسور ب‏ه ‏وسيله آب تزريق شده قبل از تبخير قطرات

‏بهبود ناپايداري‏‌‏های سيستم

دانلود,مقاله,بررسی,اثر,تراکم,مرطوب,بر,کار,مصرفی,کمپرسور,توربين‌های,11گازي,دانلود

تصاویری از چند صفحه نخست فایل :

توجه فرمایید بدلیل تهیه ی تصویر با نرم افزار های خارجی متن نمایش داده شده در تصاویر ممکن است دارای اشکالاتی در نمایش برخی حروف باشد که در فایل اصلی بدون مشکل است