بیا تو پروژه

چكيده

فصل اول: کلیات توربین زغال‌سنگ سوز

1-1- مقدمه. 1

1-2- تاريخچه توربين زغال‌سنگ سوز. 2

1-3- روند انتقال تكنولوژي ساخت توربين‌هاي زغال‌سنگ سوز. 2

1-4- استفاده از توربین زغال‌سنگ سوز در تولید انرژی الکتریکی.. 3

1-5- مشخصه هاي توربين زغال‌سنگ سوز زميني (توليد برق ) 5

1-6- معايب توربين زغال‌سنگ سوز. 7

1-7- سيكل توربین‌های زغال‌سنگ سوز. 7

1-8- توربین‌های تک محوره. 8

1-9-توربین‌های دو محوره. 11

فصل دوم:اجـزاء توربین زغـال سنگ سـوز

2-1- اجزای اصلی توربین زغال‌سنگ سوز. 12

2-1-1- کمپرسور. 13

2-1-2- محفظه احتراق.. 15

2-1-2-1- محفظه های احتراق can، annular یا حلقوی  و can-annular. 15

2-1-3- توربين.. 18

2-1-4- پره‌ها و نازل‌ها 19

2-2- اجزا فرعی توربین زغال سنگ سوز در واحدهای GE.. 20

2-2-1-یاتاقان‌ها 20

2-2-2-سیستم راه انداز و اجزاء آن. 21

2-2-4-اگزوز خروجي.. 21

فصل سوم:مـراحل ساخت پـره در یک تـوربین زغال‌سنگ سوز

3-1-  مراحل ساخت پره در یک توربین زغال‌سنگ سوز. 23

3-1-1-  شناسایی پره. 24

3-1-2- مواد ساخت پره های توربین.. 24

3-1-3-  طراحی و ساخت قالب فلزی.. 27

3-1-4-  طراحی و ساخت گیج‌های کنترل ابعادی.. 27

3-1-5- طراحی سیستم راهگاهی.. 27

3-1-6- تهیه قالب های سرامیکی.. 27

3-1-7-  ریخته گری پره. 27

3-1-8- کنترل کیفی.. 28

3-1-9-  انجام عملیات فشار داغ (HIP) 28

3-1-10-  ایجاد کانال‌های خنک کننده. 28

3-2- مراحل ساخت پره های توربین زغال‌سنگ سوز در شرکت مهندسی  مپنا (پرتو) 29

3-2-1-تاریخچه. 29

3-2-2-چشم انداز، رسالت و اهداف... 30

3-2-3-دامنه فعالیت‌ها 30

3-2-4-محصولات... 30

3-2-5- توانمندی‌های مهندسی.. 31

3-2-6-کارگاه ریخته گری.. 32

3-2-7-کارگاه ماشینکاری.. 33

3-2-8-کارگاه پوشش و عملیات تکمیلی.. 33

3-2-9-نظام کیفیت... 34

فصل چهارم:مواد بکـار رفته در پـره های تـوربین زغـال سنگ سوز

4-2- مواد بکار رفته در پره های توربین‌های گازی.. 37

4-2-1- سرمت... 37

4- 2- 2- مقدمه. 37

4-2-3- سرمت چیست ؟. 38

4-2-4-  نمونه های تنش از هم گسیختگی ( تنش شکستگی ) 38

4– 2 - 5 -آنالیز پره های توربین ( تیغه های توربین ) ساخته شده از سرمت... 39

4-2-6- ارزیابی تیغه‌ها 40

4-2-7- تنش شکست ( گسیختگی ) 41

4-3- سوپر آلیاژ با پایه نیکل.. 42

4-4- انتخاب مواد بر طبق دمای کار آن ها 44

4-4-1- دمای 650 – 575 درجه سانتی‌گراد. 44

4-4-2- دمای بین 1000- 650 درجه سانتی‌گراد. 44

4-4-2-1- فلزات  Austenitic. 45

4-4-2-2-مواد نیکلی.. 45

4-4-2-3 -فلزات عیار بالای آهن و نیکل.. 45

4-4-3- دماهای 1000 درجه سانتی‌گراد  و بالاتر از آن. 46

4-4-3-1- فلزات دیر گداز. 46

4-4-3-2- سرامیک.... 46

فصل پنجم:پوشش هـای بکار رفتـه در پـره های توربین زغال سنگ سوز

5-1- مقدمه. 47

5-2- پوشش های به کار رفته در توربین زغال‌سنگ سوزی.. 48

5-2- 1- توسعه پوشش ایرفویل ها در موتورهای توربین زغال‌سنگ سوز. 48

5-2-1- 1- مقدمه. 48

5-2-1- 2- روکش‌های پخش.... 48

5-2-1-3- روکش‌های لایه. 49

5-2-1-4- روکش‌های مانع گرمایی.. 49

5-2-1-5- خصوصیات مکانیکی پوشش‌ها 50

5-3- سیستم‌های پوشش تیغه توربین پیشرفته با عمر طولانی آلباتروس... 51

5-3-1- مقدمه. 51

5-3-2- توسعه پوشش ابداعی.. 51

5-3-3- سد نفوذی.. 52

5-4- بازده آلومینا به عنوان مانع انتشار بین پوشش چسبیده (bond) و مواد پایه تیغه های توربین زغال‌سنگ سوز  53

5-4-1- مقدمه. 53

5-4-2- کارهای تجربی.. 55

فصل ششم:خنک کاری پره های توربین زغال‌سنگ سوز

6-1- مقدمه. 58

6-2 – روش های آنالیز خنک کاری.. 59

6-2-1- روش های محاسبه خنک کاری در سطوح مختلف... 59

6-2-1-1-مقدمه. 59

6-2-2 - خنک کاری داخلی پیشرفته ایرفویل های توربین زغال‌سنگ سوزی.. 60

6-2-2-1-مقدمه. 60

6-3- خنک کاری با آب... 68

6- 4 - خنک کاری با بخار. 69

6-4-1- مقدمه. 69

6-4-2- ابزار تجربی.. 71

6-4-3- آزمایشات با استفاده از لوله های صاف... 71

6-4-4- محل 2 ( محل جريان بخار ) 76

6-4-5- محل 3 ( محل تك مرحله ) 77

6-4-6- آزمايشات با استفاده از يك لوله حلقوي.. 78

6-5 - پیشرفت‌های اخير در زمينه خنك كاري داخلي پره هاي توربين زغال‌سنگ سوز. 81

6 -5-1- مقدمه. 81

6-5-2- روش هاي خنك كاري داخلي.. 82

6-5-3- تأثیرات چرخشي در خنك كاري ( تأثیر دوران ) 84

6-6- خنك كاري عاري از آلودگي براي تيغه هاي توربين زغال‌سنگ سوز با حرارت بالا.. 84

6-6 -1- مقدمه. 84

6- 6- 2 – خنك كاري تیغه‌ها 87

6-7- تأثیرات شدت اغتشاش روي فيلم خنك كاري و انتقال حرارت از سوراخ‌های با زوايه مركب با كاربرد ويژه براي پره هاي توربين زغال‌سنگ سوز. 94

6-7-1- تأثیرات اغتشاش در خنك كاري با سوراخ‌های ساده و پيچيده. 94

6-7- 2– تجهيزات آزمايشي و سیستم‌های اندازه گيري.. 95

6-7-3-كاهش داده‌ها 97

6-7-4– بحث و بررسي آزمايش.... 99

6-8- پیشرفت‌های خنك كاري براي توربين زغال‌سنگ سوز. 103

6-8-1- مقدمه. 103

6-8-2- ملاك شبيه سازي و تحقيق.. 104

6-8-3- مشخصات اصلي سیستم‌های خنك كاري تيغه اصلاح شده. 105

6-8-4 – كاهش دماي هواي خنك كننده. 105

6-8-5- خنك كاري با بخار. 106

6-8-6- تأثیرات كاربرد خنك كاري اصلاح شده در عملكرد سيستم.. 107

6-8-7- نتايج شبيه سازي.. 109

6-8-8 - كاهش دماي خنك كننده. 109

6-8-9- سيستم خنك كاري با بخار. 114

6-9 - آنالیز انتقال حرارت طرح‌های مختلف خنك كاري به كار رفته در پره هاي يك توربين چند رديفه زغال‌سنگ سوز  120

6-9-1-  مدل پايه انتقال حرارت... 120

6-9-2 - طرح خنك كاري هوا 121

6-9-3 - طرح خنك كاري بخار مدار باز. 121

6-9-4 - طرح خنك كاري بخار مداربسته. 121

6-9-5- بحث و بررسي.. 121

نتيجه گيري.. 123

علائم و اختصارات... 124

منابع و مأخذ. 125

 

چكيده

     براي بازدهي بالاي توربين زغال‌سنگ سوزي نياز به افزايش دماي TIT داريم كه به علت دماهاي كاري و عملياتي فلزات، نياز به پوشش دهي و خنك كاري پره هاي توربين الزامي است، كه بتوان دماهاي بسيار بالا حدود 1300 تا 1400 درجه سانتی‌گراد را در موتورهاي پيشرفته به كار برد. به همين منظور ما در اين پروژه به بحث و بررسي روش هاي متفاوت براي رسيدن به اين دماها      پرداخته‌ایم.

در فصل اول با نگاه اجمالي به توربين زغال‌سنگ سوز، در فصل دوم به بررسي اجزاء اصلي و فرعی، در فصل سوم به  مراحل ساخت يك پره می‌پردازیم و در فصل چهارم  به بررسي مواد كه در پره هاي توربين زغال‌سنگ سوز استفاده می‌شوند كه خود شامل دو نوع ماده به نام‌های سرمت و GTD-111 و يك سري مواد بر اساس دماي كاري هستند توضيح داده می‌شود. در فصل پنجم براي افزايش مقاومت حرارتي پره هاي توربين به بررسی انواع روکش‌های مورد استفاده كه شامل روکش‌های پخش، روکش‌های لايه اي و آلوميناي می‌باشد پرداخته‌ایم.

در فصل ششم بررسي انواع روش هاي خنك كاري داخلي و خارجي بحث می‌شود كه شامل خنك كاري با پاشش ذرات ريز، خنك كاري pin-fin، خنك كاري پيچيده، خنك كاري با بخار لوله هاي بسيار داغ، خنك كاري از آلودگي و. . می‌باشد.