28944

مدل‌سازي و شبيه‌سازي عملكرد توربين گاز صنعتي به‌منظور انجام مطالعات تخمين عمر خزشي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1399

1402/04/04

دكتر مرتضي منتظري قهجاورستاني

مكانيك

هزينه‌هاي بالاي ساخت توربين‌هاي گازي و اهميت كاركرد قابل پيش‌بيني آن‌ها منجر به توسعه مدل‌هاي پيش‌بيني عمر مفيد باقي‌مانده اجزاي توربين‌هاي گازي شده است. از مدار خارج شدن توربين‌هاي گاز صنعتي بدون برنامه‌ريزي با توجه به كاربرد گسترده، باعث به ‌وجود آمدن هزينه‌هاي سنگين مي‌شود. اين مدل‌ها در پيش‌بيني تخريب و فرسودگي توربين‌هاي گازي با گذشت زمان دقت قابل قبولي را هدف قرار داده‌اند و از اين هزينه‌هاي سنگين جلوگيري مي‌كنند. با اين حال، محدوديت‌هاي سنسورها براي اندازه‌گيري پارامترهاي عملكردي نظير دما، ميزان جريان، فشار، نسبت سوخت به هوا و غيره در بخش‌هاي مختلف توربين، شبيه‌سازي شرايط عملياتي توربين هم در نقطه طراحي و هم در خارج از نقطه طراحي را ضروري مي‌سازد. هدف اصلي اين پايان نامه، شبيه‌سازي عملكرد عملياتي يك توربين گازي صنعتي و برقراري ارتباط بين جنبه‌هاي عملكردي توربين و موضوعات مرتبط با استحكام اجزا و عمر توربين است. اين مطالعه بر يك مدل عملكردي از توربين گازي صنعتي دو محوره كه بومي‌سازي و توسعه كامل آن در كشور با همكاري و تحقيق در پژوهشكده توربين گازي دانشگاه علم و صنعت ايران انجام شده است، متمركز مي‌باشد. تحليل مدل‌سازي حالت پايدار ارائه شده در اين مطالعه نشان مي‌دهد كه مي‌توان از آن در ارزيابي عملكرد توربين در شرايط مختلف محيطي، موضوعات برآورد عمر و تعيين فواصل نگهداري استفاده كرد. درستي نتايج با بررسي نتايج برآورد عمر و مقايسه آن‌ها با نتايج موجود در مقالات تأييد شده است. علاوه بر اين، اين تحقيق موفق به برقراري ارتباط ميان خصوصيات عملكردي توربين‌هاي گازي و مطالعات برآورد عمر خزشي و فواصل نگهداري شده است كه هدف اصلي آن بوده است.

1402/07/24

Modeling and simulation the performance of industrial gas turbine for creep life estimation study

6/24/2024 12:00:00 AM

High construction costs of gas turbines and the importance of their operation life have led to the development of predictive models for estimating the remaining useful life of gas turbine components. Unscheduled outages of industrial gas turbines can incur heavy costs due to their widespread utilization. These models aim to provide acceptable accuracy in forecasting the degradation and deterioration of gas turbines over time and prevent these heavy costs. However, limitations in sensors for measuring performance parameters such as temperature, flow rate, pressure, fuel-to-air ratio, etc., in different sections of the turbine make modeling the operational conditions of the turbine at both design and off-design points essential. The main objective of this study is to simulate the operational performance of an industrial gas turbine and establish a connection between the turbine's functional aspects and topics related to component strength and turbine lifespan. The study focuses on a model of a two-shaft industrial gas turbine that is domestically and fully developed within the country through collaboration and research at the Gas Turbine Research Institute of Iran University of Science and Technology (IUST). The analysis of steady-state modeling presented in this study indicates that it can be used in performance simulation in different environmental conditions, turbine lifespan assessment, life estimation topics and maintenance interval determination. The accuracy of the results has been validated by examining life estimation results and comparing them with available results in articles. Furthermore, this research has successfully established a connection between the performance of gas turbines and creep life estimation study and maintenance intervals, which was its primary objective.

توربين گاز، ساعات عمر معادل كاري، مدل‌سازي عملكرد، برنامه تعميرات، خزش

Gas turbine, equivalent life hours, modeling, maintenance, creep

hasan mohammadi zivlaei

Prof. morteza montazeri-gh