نگرش کلی بر توربین‌های گاز
بخشی از مقاله
دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیکن با وسعت کاربردی که از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ی تکنیک مطرح کرده است . زمینه‌های کاربرد توربین‌های گاز در نیروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردی که فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است میباشد. همچنین به عنوان پشتیبان واحد بخار و نیز مواقعی که شبکه سراسری برق از دست می‌رود یعنی در خاموشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مضافاً این‌که توربوکمپرسورها که از انرژی حاصله روی محور توربین برای تراکم و بالا بردن فشار گاز استفاده می‌شود، در سکوهای دریایی ، هواپیماها و ترن‌ها استفاده می‌شود .
مختصری از سرگذشت توربین‌های گاز از سال ۱۷۹۱ میلادی تا به امروز به‌شرح زیر میباشد .
اولین نمونه توربین گاز در سال ۱۷۹۱ توسط Jonh Barber ساخته شد . نمونه بعدی در سال ۱۸۷۲ توسط Stolze ساخته شد که شامل یک کمپرسور جریان محوری چند مرحله‌ای به هم‌راه یک توربین عکس‌العملی چند مرحله‌ای بود که یک اتاق احتراق نیز در آن قرار داشت . اولین نمونه آمریکایی آن در ۲۴ ژوئن ۱۸۹۵ توسط Charles G.Guritis ساخته شد. اما اولین بهره‌برداری و تست واقعی از توربین گاز در سال ۱۹۰۰ م بوسیله Stolz صورت گرفت که راندمان آن بسیار پایین بود . در همین سال ها در پاریس یک توربین گاز بوسیله برادرانArmangand ساخته شد که دارای نسبت فشار تقریبی ۴ و چرخ کوریتس به ابعاد ۵/۹۳ سانتی‌متر قطر با سرعت rpm 4250 بود که دمای ورودی به توربین حدود ۵۶۰اندازه‌گیری شد و راندمان آن در حدود ۳% بود. H.Holzwarth اولین توربین گاز با بهره اقتصادی بالا را طراحی کرد، که در آن از سیکل احتراق بدون پیش‌تراکم استفاده می‌‌شد و قسمت اصلی یک ماشین دوار با تراکم متناوب بود.
همچنین Stanford سال ۱۹۱۹ یک توربین گاز که دارای سوپر شارژر بود، ساخت که در هواپیما نیز از آن استفاده شد. اولین توربین گازی که برای تولید قدرت مورد استفاده قرار گرفت به‌وسیله Brown Boveri ساخته شد. وی از یک توربین گاز برای راندن هواپیما استفاده کرد. همچنین در سال ۱۹۳۹ م، وی یک توربین گاز با خروجی MW 4 ساخت که بر اساس سیکل ساده طراحی شده بود و کارکرد پایینی داشت. این توربین تنها به مدت ۱۲۰۰ ساعت مورد بهره‌برداری قرارگرفت و عیوب مکانیکی فراوان داشت . از جمله اصلاحات وی برروی توربین ، بالا بردن راندمان آن به میزان ۱۸% بود.
فهرست مطالب:
۱-۶-نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی در سیکل عملی توربین گاز
۱-۱۰- نسبت فشار برای حداکثر راندمان حرارتی سیکل عملی
۱-سیستم‌های ذخیره‌سازی سرما
۲- سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری :
۲-۱- سیستم Air Washer
۲-۲- سیستم خنک‌کننده Media
۲ ـ۳ ـ سیستم فشار قوی Fog (High Pressure Fogging)
سیستم های خنک کننده‌ی برودتی (چیلیری)
۳ – ۱ – چیلرهای تراکمی
۴ -۱- مشخصات فنی توربین گاز جزیره‌ی کیش
۴-۱-۱-منحنی عملکرد توربین گاز جزیره‌ی کیش
۴-۲- تأثیر سرمایش هوا برروی کمپرسور توربین گاز
۴-۲-۱- دمای خروجی از کمپرسور
۴-۲-۲- کار کمپرسور
۴-۲ -۳- نسبت فشار
۴-۲-۴- شرایط کارکرد
۴-۲-۵- افت دما در طبقه‌ی مافوق صوت
۴-۳- تأثیر سرمایش هوا بروی اتاق احتراق
۴-۳ -۱- دمای خروجی از اتاق احتراق
۴- ۳- ۱- ۱- فرمول سوخت
۴-۳-۱-۲- معادله‌ی احتراق استوکیومتریک(نظری)
۴-۳-۱-۳- معادله‌ی احتراق واقعی
۴-۳-۱-۴- محاسبه‌ی نسبت هوا به سوخت واقعی
۴-۳-۱-۵- ارزش حرارتی پائین سوخت
۴-۳-۱-۶- محاسبه‌ی دمای شعله
۴-۴- تأثیر سرمایش هوا بروی توربین
۴-۴-۱-دمای خروجی از توربین
۴-۴-۲- کار خالص توربین
۴-۵- تأثیر سرمایش بروی بویلر بازیاب
۴-۵-۱- میزان و شرایط بخار تولیدی
۴-۶-تأثیر سرمایش بر روی راندمان کلی توربین گاز
۴-۷-عوارض جانبی و عوامل تأثیرگذار بر توربین گاز
۴-۷-۱- تأثیر ارتفاع
۴-۷-۲- افت فشار ورودی
۴-۷-۳- افت فشار خروجی
۴-۷-۴- بویلر بازیاب
۵-۱- وضعیت آب و هوایی جزیره کیش
۵-۲- وضعیت تقاضای الکتریسیته در جزیره کیش
۵-۳- لزوم نصب سیستم سرمایش هوای ورودی برای جزیره کیش
۵-۴- روند محاسبه بار سرمایش
۵-۴-۱- روش‌های محاسبه بار سرمایش
۵-۴-۱-۱- روش نمودار سایکومتریک
۵-۴-۱-۲- قانون اول برای مخلوط‌های گاز – بخار
۵-۵- نمایش تحولات سرمایش هوا
۵- ۶ – محاسبه بار سرمایش
۵- ۷ – انتخاب بار سرمایش مودر نیاز برای طراحی سیستم
۵- ۷ – ۱- طراحی سیستم با بار سرمایش ماکزیمم
۵- ۷ – ۲- طراحی سیستم براساس مقدار متوسط بار سرمایش
۵- ۸ – قدرت اضافی تولید شده در اثر فرایند سرمایش
۵- ۹ – بررسی روند تقطیر آب
۵- ۱۰ – تغییرات بخار تولیدی در اثر فرایند سرمایش
۵- ۱۱ – تأثیر افت فشار بروی قدرت و راندمان
۵- ۱۲ – مسیر پیشنهادی عبور هوا
۵- ۱۳ – شماتیک کلی سیستم پیشنهاد شده
۵- ۱۴ – انتخاب چیلر جذبی لیتیم برماید
امکان سنجی اقتصادی طرح
سرمایش هوای ورودی
۶ – ۱- هزینه‌ی چیلر
۶ ـ ۲ ـ هزینه‌ی کویل‌های سرمایش
۶-۳-هزینه‌ی پمپ‌ها
۶-۴- هزینه‌ی تجهیزات متفرقه
۶ ـ ۵ـ هزینه‌ی تعمیر و نگه‌داری سالیانه
۶ ـ۶ ـ محاسبه‌ی دوره‌ی بازگشت سرمایه
۶ ـ ۷ ـ عوامل انتخاب نهایی بار سرمایش
۶ ـ ۸ ـ جایگزینی واحد جدید تولید قدرت
۶ ـ ۹ـ مقایسه مصرف سوخت