در حال بررسی...مقایسه توربین گاز صنعتی پرقدرت با توربین گاز مشتق از موتور هوایی
مقایسه توربین‌های گاز مختلف بر اساس طراحی، پیکربندی و نوع کارکرد قابل بررسی است. بطور کلی معیارهای دقیق و مشخصی برای مقایسه نسبی این ماشین‌ها وجود ندارد. در این نوشتار تلاش شده مقایسه توربین گاز صنعتی پرقدرت با توربین گاز مشتق از موتور هوایی بصورت توصیفی در اختیار مخاطب قرار گیرد.
امکان انتخاب بهینه توربین گاز، پس از مقایسه انواع مختلف این توربین‌ها با هم فراهم می‌شود. توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت و توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی از لحاظ ویژگی‌هایی از جمله وزن، اندازه، بهره‌وری، طراحی، نوع یاتاقان و سیستم روغن روان‌سازی با هم متفاوت هستند.
توربین گاز صنعتی پرقدرت یا توربین گاز مشتق از موتور هوایی
توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت در مقایسه با توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی معمولا با دارا بودن ویژگی‌هایی مانند سرعت کم‌تر، جریان هوای بیشتر و محدوده سرعت عملیاتی کوچک‌تر، سنگین‌تر و بزرگ‌تر هستند و همچنین زمان راه‌اندازی آنها طولانی‌تر است. علاوه بر آن، این توربین‌های گاز به صرف زمان و قطعات یدکی بیشتری در حوزه تعمیر و نگهداری نیاز دارند. در این نوع ماشین‌ها، از یاتاقان هیدرودینامیکی استفاده شده‌است.
توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی، از یاتاقان‌های ضداصطکاک بهره می‌گیرند. در فناوری‌های پیشرفته مربوط به موتورهای هوایی و فضایی، از توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی با قابلیت نگهداری و انعطاف‌پذیری استفاده شده که دارای جثه سبک‌تر و فشرده‌تر نسبت به توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت هستند. نکته کلیدی در خصوص قابلیت تعمیر و نگهداری این است که جدا کردن و جایگزینی قطعات این ماشین‌ها بدون جدایش توربین گاز از پایه نگهدارنده آن بصورت ماژولار انجام می‌گیرد.
بخوانید: بازار توربین‌های گازی مشتق‌شده از موتور هوایی
در عین حال، جدا کردن و جایگزینی قطعات (به ویژه قطعات محفظه احتراق) و همچنین بازرسی یا تعمیر اجزا توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت مستلزم تلاش بیشتری است. بطور سنتی توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی برای کاربرد در مکان‌های دور از دسترس (شامل فراساحلی) و توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت برای کاربرد در مکان‌های قابل دسترس و بارپایه مورد استفاده قرار می‌گیرند. توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت نسبت به توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی، سوخت و هوای بیشتری مصرف می‌کنند. در نتیجه، قرار گرفتن آنها در معرض آلاینده‌های موجود در هوا، باعث خوردگی می‌شود.
امروزه، در مقایسه توربین گاز صنعتی پرقدرت با توربین گاز مشتق از موتور هوایی، توربین‌های دسته دوم ۱۰ تا ۱۵ درصد بهره‌وری بیشتری نسبت به توربین‌های گاز صنعتی پرقدرت دارند. مطابق پیش‌بینی‌های مهندسان ممکن است که توربین‌های گاز مشتق از موتور هوایی در آینده جایگزین توربین‌های گازی صنعتی پرقدرت سنتی شوند.
دریافت نیروی محرکه از سمت داغ یا سرد
در پیکربندی دریافت نیروی محرکه از سمت داغ، شفت خروجی در انتهای توربین قرار دارد که در آنجا گاز خروجی می‌تواند به دمای بالا برسد و ممکن است بر عملکرد و عمر یاتاقان نیز تاثیر بگذارد. همچنین، از آنجایی که مونتاژ توربین باید از طریق مجرای خروجی انجام شود، ممکن است ارائه خدمات برای آن دشوار باشد. سمت داغ محدودیت‌هایی شامل طول محور خروجی، دمای بالا، آشفتگی و افت فشار مجرای خروجی و همچنین دسترسی به خدمات تعمیر و نگهداری را در برمی‌گیرد. علاوه بر آن، عدم توجه به هر یک از این جزئیات، معمولا منجر به کاهش توان، لرزش، خرابی شفت (یا کوپلینگ) و افزایش زمان از کار افتادن برای ارائه خدمات تعمیر و نگهداری می‌شود.
در پیکربندی دریافت نیروی محرکه از سمت سرد، شفت خروجی جلوی کمپرسور هوا قرار دارد. در این قسمت که تجهیزات محرک در دسترس بوده، خدمات پشتیبانی نسبتا آسانی دارند و تنها در معرض دمای محیط هستند. با این وجود، یکی از مشکلات آن، پیکربندی ورودی کمپرسور هوا است که باید به گونه‌ای باشد که شفت خروجی و تجهیزات محرک را در خود جای دهد. همچنین این مجرای ورودی باید بدون آشفتگی باشد و جریان بدون گرداب (یکنواخت) را در سراسر محدوده سرعت عملیاتی فراهم کند. طراحی نادرست ممکن است باعث ایجاد مشکل اساسی شود، به عنوان مثال، آشفتگی ورودی می‌تواند باعث وقوع پدیده سرج در کمپرسور شده که منجر به تخریب کامل واحد می‌شود. با این حال، آشفتگی مجرای ورودی اغلب می‌تواند به دلیل افت فشار از بین برود. امروزه در توربین گاز معمولا از دریافت نیروی محرکه از پیکربندی سمت داغ استفاده می‌شود.
بخوانید: تداوم ساخت قطعات توربین گاز پرقدرت بومی جدید روسیه
مقایسه توربین گاز صنعتی پرقدرت با توربین گاز مشتق از موتور هوایی: تک محوره یا چند محوره
توربین‌های گازی یکپارچه با شفت خروجی تک محوره (هر دو در پیکربندی دریافت نیروی محرکه از سمت داغ و سرد) بطور معمول برای به حرکت درآوردن ژنراتور الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. توربین گاز با شفت یکپارچه برای کاربردهای درایو مکانیکی غیر معمول است. زمانی که جریان هوای خنک‌کننده کم یا وجود ندارد، گشتاور موردنیاز برای راه‌اندازی پمپ‌ها و کمپرسورها تحت فشار کامل، منجر به افزایش دمای توربین در طول چرخه راه‌اندازی می‌شود. توربین گاز با شفت یکپارچه را می‌توان در کمپرسورهای بسیار بزرگ مانند فریم ۷ یا فریم۹ با استفاده از موتور الکتریکی کمکی/استارت بکار گرفت.
منبع:
