فصل اول
مقدمه ای بر توربین های
GE,MS5001-25MW-Frame5
واحد های نیروگاه گازی از نوع GE ,MS5001-25MW Frame 5 ساخت کشور آمریکا می باشند که هر واحد آن از اجزاء کمپرسور ، اتاق احتراق ، قطعات انتقال ، توربین ، اگزوز، گیربکس و ژنراتور تشکیل می گردند.
توربین گازی یکی از انواع مولد قدرت که بدلیل کاربرد وسیع آن در تولید انرژی در نیروگاههای زمینی و نیز عامل حرکت کشتیهای در حمل و نقل تجاری و نظامی در زندگی انسان اهمیت فراوان یافته است . توربین گاز در حقیقت نوعی از موتورهای احتراق داخلی محسوب می شود .
در این دستگاه بعوض اینکه اعمال اصلی تراکم ،احتراق و انبساط در داخل عضو واحدی رخ می دهد بصورت متناوب و یکی بعد از دیگری در محفظه های خاصی صورت می گیرد . سه عضو اصلی هر نیروگاه عبارتند از : کمپرسور که جریان پیوسته ماده را فراهم میسازد ، اتاق احتراق که بر انرژی جنبشی گازهای در حال حرکت می افزاید و ماشین انبساط(توربین)که گاز در آن انبساط یافته و انرژی مکانیکی تولید می کند [1] .
هوای محیط مطابق شکل 1-1 بافشار جو از نقطه 1 وارد کمپرسور می شود و در طبقات مختلف آن متراکم و فشار آن بالا می رود ، تا به نقطه 2 برسد .
شکل 1-1 سیکل باز یک توربین گاز ساده]2[
هوای فشرده تولید شده آنگاه وارد اتاق احتراق یعنی جائیکه سوخت در آن محترق می گردد ، شده و در آنجا درجه حرارت گاز بالا می رود که باعث می شود حجم گاز با فشار ثابت افزایش یابد و گاز عامل کار برای توربین فراهم گردد . پس از انبساط گاز در توربین و تبدیل مقدار از انرژی گاز به کار مکانیکی روی شافت توربین ، گاز بداخل ناحیه اگزوز میرود و بالاخره بداخل هوای آزاد تخلیه می گردد .
پره هایی که روی روتور کمپرسور نصب شده اند هوا را تحت زاویه معینی بر می گردانند ، تغییر جهتی که به این طریق ایجاد می شود سرعت هوا را کم و فشار آنرا زیاد می کند . اگر سرعت هوا را تقریباً ثابت بماند ، ارتفاع طبقه بعدی می تواند کوچکتر باشد زیرا غلظت هوای فشرده زیاد می شود . هوا که وارد پروانه کمپرسور می شود با گردش پروانه هوا بسمت بیرون یعنی به سوی متفرق کننده (Diffuser) پرتاب می شود . متفرق کننده هوای خارج شده از کمپرسور را با تبدیل سرعت به فشار ، به انرژی (فشار) تبدیل می کند [2] .
در نیروگاههای گازی مقدار گازی مقدار کمی از هوایی وارد کمپرسور می شودبه مصرف احتراق می رسد و بیشترین مقدار آن در اطراف بیرونی شعله فروزان جریان یافته و برای خنک کردن اتاق احتراق پره های توربین و اگزوز استفاده می گردد .
ساختمان هر اتاق احتراق شامل قسمتهایی به شرح زیر است [3] :
الف – آستر(Liner)
سیلندری است که از یک ورقه فلزی مشبک ساخته شده است. سوراخها طوری ترتیب داده شده اند که اختلاف هوا و سوخت به بهترین وجهی انجام بگیرد و در ضمن شعله در وسط استوانه فلزی نگه داشته شود . هوا از قسمت کمپرسور بداخل اتاق احتراق جریان می یابد ، قسمتی از هوا بداخل سیلندر های احتراق راه یافته و در آنجا با سوختی که توسط نازلهایی در قسمت جلویی اتاق احتراق پاشیده می شود ، مخلوط می گردد بقیه هوا بصورت یک پوشش خنک کن و محافظ روی بدنه داخلی و بیرونی اتاق احتراق عمل می کند .
ب – شمع های جرقه زن(Spark plugs)
مخلوط هوا و سوخت را محترق می سازند . شعله توسط لوله های انتقال عرضی (Crossfire Tubes) به سیلندر دیگر سرایت می کند . شعله در مرکز سیلندربه وجود می آیدو توسط یک بالشتک هوا که سوراخ های لاینر سیلندر وارد می شود احاطه می گردد تا از گرم شدن بیش از حد بدنه سیلندرجلوگیری نماید . قبل از خروج گازها از سیلندر احتراق تمام سوخت بطور کامل می سوزد و گاز انبساط می یابد و به این ترتیب بر سرعت گازها افزوده می شود .
ج – قطعات مکانیکی منتقل گازهای داغ (Transition Pieces) :
گاز پس از انبساط (مرحله ب) با سرعت مکانیکی سریع السیر وارد مکانیکی منتقل کنندۀ گازهای داغ می گردد ،بعد ازعبورگازهای داغ از این قطعات مکانیکی به قسمت توربین می رسند .
توربین ها که از دو سری نازل مرحله اول و دوم سری پرۀ مرحله اول دارای 120 عدد پره و در مرحله دوم دارای 90 عدد پره می باشند نازلها به گازهای داغ جهت داده تا با زاویه مناسب به سمت پره ها هدایت شوند . پره ها انرژی جنبشی گازها را گرفته و در شافت بصورت حرکت دورانی یا قدرت مکانیکی ظاهر می سازند . دور شافت توسط یک گیربکس از 5100 به 3100 دور در دقیقه رسانده شده تا قابل استفاده در ژنراتور گردد . گاز عبور کرده از پره های مرحله دوم وارد اگزوز شده و سیلندر داخلی بعد از هر 20000 ساعت (850 روز کار مداوم) باید تعویض گردد . بیشترین خوردگی که بر روی سیلندر داخلی مشاهده می گردد مربوط به منطقه نزدیک لوله های انتقال عرضی شعله و لبه خود خود این لوله ها می باشد بطوریکه این مناطق ترک برداشته و در حالت حادتر سوراخهایی در آنها ایجاد می گردد . به وجود آمدن ترک سوراخ در این ناحیه بعلت درجه حرارت بالایی است که در این ناحیه وجود دارد و حدوداً 1200 درجه سانتیگراد است.
...
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – مقدمه ای بر توربین هایGE,MS5001-25MW-Frame5
1-1مقدمه.......................................
فصل دوم- مقدمه ای برخوردگی داغ
...............................................
2-1 خوردگی داغ......................................
2-2 واکنشهای مربوط به تشکیل مواد خورنده در فرایندهای احتراق
2-2-1 گوگرد....................................
2-2-2 سدیم.....................................
2-2-3 وانادیوم.................................
2-3 تشکیل رسوب......................................
2-4 تأثیر ناخالصیها بر خوردگی داغ...................
2-4-1 اثر ترکیبات وانادیوم.....................
2-4-2 اثر سولفات سدیم..........................
2-4-3 اثر کلرید................................
2-4-4 اثر گوگرد................................
2-5 روشهای مطالعه خوردگی داغ........................
2-5-1 روش مشعلی(Burner Rig Test) ...................
2-5-2 روش کوره ای (Furnace Test) ...................
2-5-3 روش بوته ای(Crucible Test) ...................
2-5-4 روشهای جدید در بررسی آلیاژهای مقاوم به خوردگی داغ
2-6 مکانیزم های خوردگی داغ..........................
2-6-1 مرحلۀ شروع خوردگی داغ.....................
2-6-2 مراحل پیشرفت خوردگی داغ..................
2-6-2-1 روشهای انحلال نمکی(Fluxing) ..................
2-6-2-2 خوردگی ناشی از جزء رسوب................
2-7 خوردگی نیکل تحت اثر یون سولفات
(Sulphate- Induced Corrosin of Nickel) ..........................
2-7-1 خوردگی نیکل ناشی از سولفات در اتمسفرهای اکسیژن حاویSO3
2-7-2 خوردگی نیکل ناشی از سولفات ..............
2-8 خوردگی آلیاژهای پایه نیکل و کبالت ناشی از سولفات در حضور اکسیژن حاوی SO3 ............................................
2-8-1-1 خوردگی آلیاژهای نیکل – کرم ناشی از یون سولفات در محیط اکسیژن حاویSO3 ........................................
2-8-1-2 خوردگی آلیاژ "Co-Cr" در مقایسه با آلیاژ "Ni-Cr" در محیط یون سولفات در محیط اکسیژن حاوی SO3 ..................
2-8-1-3 خوردگی آلیاژهای(M=Ni,Cr,..)M-Al در محیط سولفات در حضور
2-8-2 فلاکسینگ Al2 O3 Cr2 O3 ......................
2-8-3 تأثیرات MoO3,WO3 ........................
2-8-3 تأثیرات مخلوط سولفات......................
2-9 خوردگی داغ ناشی از وانادات......................
2-9-1 مثالهای از مطالعات ترموگراویمتریک .........
2-9-2 روش مشعلی................................
2-9-3 خوردگی داغ ناشی از مخلوط سولفاتها و وانادتها
2-9-4 کنترل ناشی از سولفات و وانادات............
2-10 خوردگی ناشی از نمکهای دیگر .....................
2-10-1 تأثیر کلرید.............................
3-1 پوششهای محافظ در برابر خوردگی داغ................
3-2 تاریخچه بکارگیری پوشش های محافظ.............
3-2-1 پوشش های نفوذی...........................
3-2-2 پوششهای آلومینیدی ساده...................
3-2-3 پوششهای آلومینیدی اصلاح شده...............
3-3 تخریب پوششهای نفوذی.........................
3-3-1 تخریب پوششهای آلومینیدی ساده..............
3-3-2 تخریب پوششهای آلومینیدی اصلاح شده..........
4-1 مقدمه ای بر اکسیداسیون و سولفیداسیون ...........
4-2 محیطهای حاوی واکنشگرهای مخلوط.....................
4-3 تأثیر مراحل آغازین فرآیند اکسیداسیون بر روند کلی
4-4 تشکیل لایه اکسید روی آلیاژهای دوتایی ............
4-4-1 اکسیداسیون انتخابی یک عامل آلیاژی .......
4-4-2 تشکیل همزمان اکسیدهای عامل آلیاژی در پوسته بیرونی
4-4-2-1 محلولهای جامد اکسید .....................
2-4-2-2 تشکیل متقابل اکسیدهای غیر محلول.........
4-4-3 رفتار اکسیداسیون آلیاژهای حاوی کرم، نیکل و کبالت
4-4-3-1 فرایند اکسیداسیون آلیاژهایCo-Cr ........
4-4-3-2 فرایند اکسیداسیون آلیاژهای Ni-Cr .......
4-4-3-3 فرایند اکسیداسیون آلیاژهای Fe-Cr .......
4-5 مکانیزم اکسیداسیون آلیاژهای چند جزئی............
4-6 تأثیر بخار آب بر رفتار اکسیداسیون................
4-7 واکنشهای سولفیداسیون ...........................
4-7-1 سولفید آلیاژهای دوتاییNi-Cr ,Co-Cr ,Fe-Cr ....
4-7-1-1 مکانیزم سولفیداسیون آلیاژهای Co –Cr ....
4-7-1-2 مکانیزم سولفیداسیون آلیاژهای Ni-Cr ,Fe-Cr
4-7-1-3 تأثیر عنصر اضافی آلومینیوم بصورت عنصر سوم آلیاژی
4-7-1-3 تأثیر سولفیداسیون مقدماتی روی رفتار اسیداسیون بعدی
4-8 روند سولفیداسیون دمای بالای فلزات در SO2+O2+SO2 ..
4-8-1 دیاگرام های پایداری فاز اکسیژن – گوگرد ..
4-8-2 خوردگی نیکل در SO2 .......................
4-8-2-1 مکانیزم واکنش در دماهای 500 و 600 درجه سانتی گراد
4-8-2-2 مکانیزم واکنش در بالای دمای 600 درجه سانتیگراد
4-8-2-3 وابستگی واکنش سیستم Ni-SO2 به دما ......
4-8-3 خوردگی نیکل در SO3+SO2+O2 ................
4-8-4 خوردگی کبالت در SO2+O2+SO2 ...............
4-8-5 خوردگی آهن در SO2+O2+SO2 .................
4-8-6 خوردگی منگنز در SO2 ......................
4-8-7 خوردگی کرم در SO2 ........................
4-8-8 تأثیرات پوسته های اکسید های تشکیل شده اولیه بر رفتار بعدی قطعه در اتمسفر گازهای محتوی سولفور ...................
4-8-8-1-نفوذ سولفور از میان پوسته های آلومینا(Al2 O3) و کرمیا (Cr2O3) ...............................................
4-8-9 مثالهایی از رفتار خوردگی درجه حرارت بالای آلیاژهای نیکل در محیط های حاویSO2+O2 , SO2 .............................
4-8-9-1 رفتار واکنش آلیاژ Cr % 20-Ni در SO2+O2+SO2
152 ص فایل Word
دانلود تحقیق تولید انرژی با توربین های گازی
