بررسی تاثیر افزایش زبری سطح تیغه کمپرسور بر عملکرد یک میکروتوربین
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2016.746چکیده
توربین گاز به دلیل شرایط عملکردی دشوار در معرض آسیب ناشی از رسوبگذاری، سایش و دیگر عوامل آسیبزا قرار دارد. رسوبگذاری کمپرسور مهمترین عامل افت عملکرد توربین گاز بوده و پیامد اصلی آن افزایش زبری سطح تیغهها میباشد. بروز رسوبگذاری کمپرسور باعث افت عملکرد توربین گاز شده و هزینههای عملیاتی آن را افزایش میدهد. یکی از روشهایی که برای تشخیص آسیب اجزای توربین گاز به کار میرود، تحلیل مسیر گاز است. در این روش با پایش متغیرهای حساس نسبت به هر آسیب میتوان بروز آسیب متناظر را تشخیص داد. برتری این روش بر بازرسی اجزا این است که در آن نیازی به خاموش کردن توربین گاز نیست به همین دلیل هزینه ناشی از خاموشی توربین گاز و خروج آن از مدار نیز حذف میشود؛ بعلاوه پایش پیوسته وضعیت سلامتی موتور نیز امکانپذیر میشود. هدف این مقاله بررسی تاثیر افزایش زبری سطح تیغه کمپرسور بر عملکرد یک میکروتوربین در بارهای جزئی و کامل و تعیین متغیرهای حساس به رسوبگذاری است. برای این کار از مشخصه یک کمپرسور گریز از مرکز در حالت سالم و سه زبری سطح مختلف جهت شبیهسازی عملکرد خارج از نقطه طراحی یک میکروتوربین استفاده شدهاست. شبیه سازی عملکرد میکروتوربین در حالت سالم صحهگذاری شدهاست. تاثیر افزایش زبری بر عملکرد میکروتوربین محاسبه و حساسیت هر یک از متغیرهای عملکردی نسبت به افزایش زبری در بارهای مختلف، بررسی شدهاست. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که شرایط ناشی از افزایش زبری تیغه کمپرسور باعث بهبود عملکرد بازیاب گرما و افزایش بازده میکروتوربین در دور ثابت میشود؛ اما به دلیل افزایش دمای ورودی توربین و عبور آن از حد مجاز، توان بیشینه مجاز کاهش مییابد. همچنین نتایج نشان میدهند که توان خالص، دمای ورودی محفظه احتراق و دمای خروجی توربین، بیشترین حساسیت را نسبت به افزایش زبری دارند. در حالیکه دمای خروجی کمپرسور حساسیت کمی را نسبت به افزایش زبری نشان میدهد.
