11839

11839

طراحي مفهومي توربوكمپرسور صنايع نفت و گازبا استفاده از هسته اصلي يك توربين گاز صنايع هوايي

كارشناسي ارشد

مكانيك - مهندسي هوافضا - پيشرانش

ارديبهشت 1392

ارديبهشت 1392

دكتر محمّد اخلاقي

چكيده: بررسي عملكرد توربو كمپرسورها در راستاي تامين و اعمال فشار مورد نياز به منظور انتقال گازها، اعم از گازهاي طبيعي و يا گازهاي غير طبيعي در صنايع نفت و گاز با توجه به نيازهاي روز افزون كشور از اهميت گسترده اي بر خوردار است. تامين نيروي لازم به منظور فراهم نمودن توان مورد نياز، ضرورت پاسخگويي به اين امر را ايجاب مي نمايد تا بدانيم از چه نوع توربين قدرتي و با چه توان موثري استفاده نماييم. سئوال اين است كه چه پارامترهاي مهم و لازم را مورد مطالعه قرار دهيم، تا به توان مورد نظر برسيم؟ از آنجائيكه فرآيندهاي پمپاژ نفت و فشرده نمودن گاز داراي شرايط خاصي همچون دما و فشار متغيير مي باشند، بدليل حساس بودن شرايط حاكم و همچنين ضرورت افزايش راندمان، افزايش طول عمر قطعات، و موارد ديگر در طراحي توربو كمپرسورها مي بايستي به گونه اي مورد نظر قرار گيرند تا طراحي بهينه و مطلوب حاصل شود. توربو كمپرسورها يكي از مهمترين تجهيزاتي هستند كه در ايستگاههاي تقويت فشار به منظور انتقال گازها مورد استفاده قرار مي گيرند. از آنجايي كه محرك اصلي توربو كمپرسورها توربين هاي گازي صنغتي مي باشند، مطالعه عملكرد اين نوع توربين¬ها در تحقيق حاضر اهميت ويژه¬اي مي¬يابد. بررسي و ارزيابي نياز كشور به توربوكمپرسورهاي با يك محدوده تواني خاص، يكي از موارد اساسي مطالعه اين پژوهش است. به منظور ترسيم اهداف معين شده، مطالعه و بررسي امكان بكارگيري يك هسته موتور صنايع هوايي جهت تامين قدرت محوري مورد نياز يك توربوكمپرسور و همچنين بررسي اتصال توربو كمپرسور در جهت سرد يا گرم، در فرايند مطالعات مي بايستي مورد توجه قرار گيرد. در اين راستا بكارگيري هسته ي يك موتور توربوجت و يا كاربرد يك موتور توربوفن و اعمال بهينه سازي آن به منظور فراهم آوردن قدرت محوري مورد نياز توربو كمپرسور در مطالعه ي حاضر مورد التفات قرار گرفته است. با توجه به شرايط ويژه كشور و وضعيت تحريم-هاي اعمالي متفاوت و همچنين به منظور تامين صرفه اقتصادي مناسب، چنين به نظر مي¬آيد كه بكارگيري موتورهاي هوايي مستعمل كه بدليل محدوديتهاي خاص كاربردي قابل بهره ¬برداري نيستند را بتوان مورد استفاده قرار داده و با تغيير بعضي از قسمتهاي آن، يك موتور صنعتي متناسب با نياز كشور را فراهم نمود. بكارگيري يك هسته توربين گاز و يك توربين قدرت آزاد (Free Power Turbine) و كمپرسور مورد نياز براي انتقال گاز طبيعي در اين مطالعه بررسي مي¬شوند. در تحقيق حاضر، ابتدا مرور كلي و مقدماتي بر روي موتورهاي مشتق شده انجام گرفته است. در ادامه، شبيه سازي و پيش بيني عملكرد كمپرسورها و توربين هاي صنعتي شده، با استفاده از نرم افزار (Gasturb) براي سه روش متفاوت طراحي مورد نظر واقع شده است. با استفاده از كد نوشته شده در متلب كه در آن از ابزار (GUI) بهره گرفته شده است به طراحي توربين قدرت آزاد و همچنين كمپرسور محوري انتقال گاز پرداخته شده است. در خاتمه نسبت به تفسير نتايج، جمعبندي و نتيجه گيري اهتمام گرديده و در خصوص گزينه سوم كه از توربين قدرت آزاد بهره¬بهره گيري شده نكات قابل وثوقي مطرح شده است. واژه‌هاي كليدي: طراحي مفهومي توربين گاز – كمپرسور محوري – كمپرسور گرسز از مركز - توربوكمپرسور – توربين گاز صنعتي مشتق شده – توربين گاز هوايي – رانش مكانيكي - تقويت فشار – شبيه سازي - خطوط انتقال گاز طبيعي