شبیه‌سازی و بررسی بازده واقعی کمپرسور C-661 شرکت پالایش نفت آبادان

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

3 کارشناسی ارشد، نگهداری و تعمیرات ماشین‌آلات دوار، شرکت پالایش نفت آبادان، آبادان، ایران

چکیده

عوامل متعددی مانند رسوب‌گرفتگی مجراها، خوردگی و سایش پره‌ها و جریان‌های برگشتی درونی بر کیفیت عملکرد و بازدهی کمپرسور سانتریفیوژ تأثیرگذار است و می‌تواند متغیرهای حیاتی مانند نسبت فشار و دبی جرمی عبوری و انرژی مصرفی دستگاه را تغییر داده و در سوددهی و ایمنی واحد عملیاتی مؤثر باشد. در این تحقیق، عملکرد کمپرسور C-661 شرکت پالایش نفت آبادان، از نوع گریز از مرکز با دومرحله عملیاتی و یک خنک‌کننده میانی، با هدف بررسی میزان انحراف آن از شرایط پیش‌بینی شده سازنده، مورد پژوهش قرار گرفته است. مؤلفه‌های نشان‌دهنده کیفیت عملکرد کمپرسور مانند نسبت فشار، دبی جرمی، بازده و توان مصرفی ارزیابی شده‌است. نتایج نشان داد که این کمپرسور پس از هشت سال کارکرد مستمر، با افت کمتر از 1% بازدهی پلی‌تروپیک در مرحله اول و افت نزدیک به 4% بازدهی پلی‌تروپیک در مرحله دوم روبرو است. نسبت فشار میانگین دستگاه نزدیک به 9% و دبی جرمی میانگین حدود 14% نسبت به نقطه طراحی کاهش داشته‌است. عامل اصلی این کاهش عملکرد رسوب‌گرفتگی دستگاه است. میزان افت بازدهی مکانیکی کمپرسور نزدیک به 25% بوده‌است که می‌تواند حاصل افت بازدهی توربین بخار باشد. بنابراین با به‌کارگیری ضرایب سلامت، نمودار عملکرد این کمپرسور برای شرایط عملیاتی کنونی اصلاح شد و ضریب اثربخشی کلی کمپرسور با روش جدید محاسبه شد. همچنین بررسی اقتصادی، افت بهره‌وری 18% را برای دستگاه نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Urban, Louis A. Gas turbine engine parameter interrelationships. Hamilton Standard Division of United Aircraft Corporation, 1969.
[2] Tsoutsanis, Elias, Meskin, Nader, Benammar, Mohieddine, and Khorasani, Khashayar. Transient gas turbine performance diagnostics through nonlinear adaptation of compressor and turbine maps. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 137(9):091201, 2015.
[3] Zulkafli, Nur I and Kopanos, Georgios M. Planning of production and utility systems under unit performance degradation and alternative resource-constrained cleaning policies. Applied energy, 183:577–602, 2016.
[4] Talebi, SS and Tousi, AM. The effects of compressor blade roughness on the steady state performance of microturbines. Applied Thermal Engineering, 115:517–527, 2017.
[5] Hamed, A, Tabakoff, W, and Singh, D. Modeling of compressor performance deterioration due to erosion. International journal of rotating machinery, 4(4):243–248, 1998.
[6] Song, Kiwook, Jeong, Changhyun, and Han, Chonghun. Hybrid compressor model for optimal operation of cda system. in Computer Aided Chemical Engineering, vol. 28, pp. 889–894. Elsevier, 2010.
[7] Igie, Uyioghosa, Amoia, Domenico, Michailidis, Georgios, and Minervino, Orlando. Performance of inlet filtration system in relation to the uncaptured particles causing fouling in the gas turbine compressor. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 138(1):012601, 2016.
[8] Ghorbanian, K and Gholamrezaei, M. An artificial neural network approach to compressor performance prediction. Applied Energy, 86(7-8):1210–1221, 2009.
[9] Al-Busaidi, Waleed and Pilidis, Pericles. Investigation of efficiency deterioration causes in process centrifugal compressor operation. Journal of Failure Analysis and Prevention, 16(1):19–36, 2016.
[10] VELáSQUEZ, Elkin I GUTIéRREZ. Determination of a suitable set of loss models for centrifugal compressor performance prediction. Chinese Journal of Aeronautics, 30(5):1644–1650, 2017.
[11] Igie, Uyioghosa, Diez-Gonzalez, Pablo, Giraud, Antoine, and Minervino, Orlando. Evaluating gas turbine performance using machine-generated data: quantifying degradation and impacts of compressor washing. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 138(12):122601, 2016.
[12] Chu, Fei, Wang, Fuli, Wang, Xiaogang, and Zhang, Shuning. Performance modeling of centrifugal compressor using kernel partial least squares. Applied Thermal Engineering, 44:90–99, 2012.
[13] Sun, Hai-Ou, Ma, Jing-Yuan, Wang, Zhong-Yi, and Cao, Lei. The research on compressor performance degradation caused by tip clearance enlargement due to corrosion in marine environments. Journal of Marine Science and Technology, 25(2):166–177, 2017.
[14] Gresh, T. Compressor performance: aerodynamics for the user by m. theodore gresh, 2001.
[15] Hergenhahn. Operating instructions for compressor RH07107. Man Turbo AG, 2009.
[16] Kim, Tong Seop et al. Model-based performance diagnostics of heavy-duty gas turbines using compressor map adaptation. Applied energy, 212:1345–1359, 2018.
[17] Li, Yi-Guang. Gas turbine performance and health status estimation using adaptive gas path analysis. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 132(4):041701, 2010.
[18] Morini, Mirko, Pinelli, Michele, Spina, Pier Ruggero, and Venturini, Mauro. Influence of blade deterioration on compressor and turbine performance. Journal of engineering for gas turbines and power, 132(3):032401, 2010.
[19] Dal, Bulent, Tugwell, Phil, and Greatbanks, Richard. Overall equipment effectiveness as a measure of operational improvement–a practical analysis. International Journal of Operations & Production Management, 20(12):1488–1502, 2000.
[20] Wireman, Terry. Total productive maintenance. Industrial Press Inc., 2004.
[21] Schneider, Ernst, Bussjaeger, Saba Demircioglu, Franco, Susana, and Therkorn, Dirk. Analysis of compressor online washing to optimize gas turbine power plant performance. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 132(6):062001, 2010.
[22] Khoshru. Abadan oil refining company, 2018.