طراحي مفهومي توربين گاز صنعتي مشتق‌شده از توربوفن‌هاي دو و سه محوره

كارشناسي ارشد

چكيده: توربين‌هاي گاز صنعتي به منظور توليد توان در نيروگاه‌ها وتقويت فشار در ايستگاه‌هاي پمپاژ خطوط انتقال نفت و گاز كاربردهاي وسيعي دارند. ساخت توربين‌هاي گاز صنعتي هزينه‌ي بالايي را به دنبال دارد. از اين رو در سال‌هاي اخير ساخت توربين‌هاي گاز صنعتي مشتق‌شده از موتورهاي صنايع هوايي مورد توجه قرار گرفته است. جهت نيل به فراهم آوردن اين موضوع، بخش تامين توان كمپرسور توربين گاز موتور هوايي جدا شده و با اعمال تغييراتي در موتور، آن را به موتور صنعتي تبديل مي‌كنند. يكي از مزاياي اين كار اين است كه بخش تامين توان كمپرسور توربين گاز موتور هوايي داراي بازده‌ي بالاتري است و موجب مي‌شود كه بازده‌ي سيكل توربين گاز صنعتي نيز بالاتر شود. در كار حاضر، يك موتور هوايي با پيكربندي دو محوره و يك موتور هوايي با پيكربندي سه محوره مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. به اين منظور، موتورهاي هوايي GE90 و Trent 800 مورد استفاده قرار گرفته و از آن‌ها براي طراحي توربين گاز صنعتي استفاده شده است. اين موتورها به ترتيب متعلق به شركت جنرال‌الكتريك آمريكا و شركت رولزرويس انگلستان مي‌باشند، كه هر دو موتور به عنوان عامل پيشرانش هواپيماي Boeing 777 استفاده شده‌اند. موتور هوايي GE90 داراي پيكربندي دو محوره و موتور Trent 800 داراي پيكربندي سه محوره مي‌باشند. به منظور مدل‌سازي موتورهاي هوايي و صنعتي از نرم‌افزار GasTurb استفاده شده است. روش‌هاي متفاوتي را مي‌توان براي تبديل موتور هوايي به صنعتي مورد استفاده قرار داد. كاربرد اين روش‌ها به عوامل مختلفي نظير پيكربندي موتور هوايي، نوع كاربرد موتور مشتق‌شده، امكانات و ... بستگي دارد. در اين مطالعه، براي تبديل موتور هوايي GE90، چهار روش و براي تبديل موتور هوايي Trent 800، دو روش مختلف بررسي شده و نتايج آن‌ها ارائه گرديده است. از مهم‌ترين تغييرات ايجاد شده، حذف فن مي‌باشد. حال مي‌توان براي بهبود عملكرد موتور مشتق‌شده، يك يا دو طبقه كمپرسور را جايگزين فن حذف شده نمود. براي توليد توان نيز مي‌توان از توربين فشار ضعيف موتور هوايي استفاده نمود و يا از چند طبقه توربين توان بهره برد. طراحي‌هاي مختلف اين موتورهاي صنعتي مشتق‌شده مورد بحث قرار گرفته و عملكرد آن‌ها با هم مقايسه شده است. با توجه به تغييرات اعمال شده و روش‌هاي به كار برده شده در اين پايان‌نامه، بيشترين توان محوري قابل حصول از موتور صنعتي مشتق‌شده از موتور هوايي GE90، 17/51 مگاوات و بيشترين توان محوري قابل حصول از موتور صنعتي مشتق‌شده از موتور هوايي Trent 800، 58/60 مگاوات محاسبه شده است.

189951

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر محمد اخلاقي