افزایش بازدهی و کاهش آلودگی در توربین های گازی

[ریپورتر]

کارخانه زیمنس از سال 1995 توربین های جدید گازی مدل 3A که دارای راندمان بالا و آلودگی کمتر می باشند را ارائه داده است.

شکل (1) : توربین گازی 3A
اولین نمونه آزمایشی این توربین ها در برلین (Prototype V84.3A ) با فرکانس 60 HZ در بار کامل راندمان 38% را داشته است. این مدل با اصلاحاتی که در سیستم احتراق و توربین آن صورت گرفت بعدا" در وضعیت بهتری به بازار ارائه گردید.
عملکرد کمپرسور مدل 3A با اصلاحاتی که در آیرودینامیک پره ها داده شد بهبود یافت. این اصلاحات شامل استفاده از ایرفویلهای کنترل شده بصورت diffusion و اصلاح لایه مرزی می باشد. در چهار طبقه اول کمپرسور از پره های هادی با گام متغیر استفاده گردید تا رفتار سیال در طول پره ها بهینه شود. در این جهت از پوسته دو جداره استفاده گردید. در سری های بعد بدلائل تجارتی از پوسته یک جداره استفاده شد و فقط در ردیف اول پره های هادی گام متغیر تعبیه گردید.
در مدل 3A آیرودینامیک و خنک کاری پره های توربین و همینطور آلیاژهای استفاده شده در جنس پره ها و پوشش ضدحرارتی بهبود یافته است. آلیاژ استفاده شده از جنس monocrystalline pw 1483 و پوشش TBC می باشد. استفاده از TBC در ردیف اول امکان افزایش دمای گاز ورودی به توربین در نتیجه افزایش قدرت تولید را فراهم کرده است.
محفظه احتراق استوانه ای در اطراف محور(annular) امکان کاهش میزان NOx تولیدی را (با وجود دمای بالای گاز ورودی به توربین) فراهم نموده است. استفاده از قطعات سرامیکی در دیواره اتاق احتراق و ورود به توربین امکان افزایش دما را فراهم کرده است . یکی از مسائل توربین های گازی صدای ایجاد شده در اثر

شکل (2) : خنک کاری فیلم پره های توربین

احتراق ناپایدار شعله است که می تواند تشدید صوتی (acoustic resonance) ایجاد کند. این تشدید صوتی بخاطر ایجاد گردابهای جریان در خروجی مشعلها و در امتداد اتاق احتراق می باشد. جهت رفع این موضوع همانطور که در شکل (3) نشان داده شده است با تعبیه سیلندرهائی در خروجی مشعل در گردابه ها سوخت کمتری مخلوط شده و قبل از شعله اصلی مشتعل نخواهد شد که در غیر اینصورت با اشتعال خود موجب تشدید صوتی خواهند شد.

شکل (3) : استهلاک صدای ایجاد شده در خروجی مشعلها

مرجع : شرکت زیمنس