ارائه راهکار برای کاهش تغییر شکل پوسته توربین

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

شرکت دانش بنیان توربو کمپرسور تک خاورمیانه (توربوتک)

چکیده

یکی از مشکلات جدی در نیروگا‌ه‌های تولید توان، تغییر شکل پوسته توربین و به تبع آن ارتعاش موتور می‌باشد که منجر به آسیب دیدن توربین و اجزای داخلی، توقف واحد و نیز افزایش هزینه تعمیرات می‌شود. با تغییر لقی نوک پره‌ها در اثر تغییر شکل پوسته، افت افزایش یافته و بازده توربین کاهش می‌یابد. تغییر شکل شدید پوسته، برهم‌کنش قسمت‌های ثابت و متحرک توربین را در بر می‌گیرد که مسبب آن تعدادی عامل‌های استاتیکی و دینامیکی می‌باشد. پوسته توربین از دو قسمت تشکیل شده که از طریق فلنج با پیچ به هم متصل می‌شوند. از آنجا که سازه پوسته در نقاط مختلف خود در تماس با جریان گاز اصلی و سیال خنک‌کاری می‌باشد، توزیع دما در سیال پیرامون تأثیر مستقیمی بر توزیع حرارت سازه خواهد داشت. دو قسمت بودن پوسته و وجود فلنج‌های ضخیم نسبت به پوسته جهت جلوگیری از نشتی، منشأ اصلی تغییر شکل پوسته در اثر بارهای حرارتی و فشاری اعمال شده می‌باشد. در مقاله حاضر دلایل مختلف تغییر شکل پوسته با تمرکز بر اثرات گرادیان دمایی و چگونگی آن بررسی شده است. در ادامه راهکارهای عملی جهت کاهش تغییر شکل پوسته ارائه شده است. راهکارهای مطرح شده برای پوسته‌های با هندسه پیچیده نیز که در اثر وجود گرادیان‌های دمایی بالا دچار تغییر شکل می‌شوند، کاربرد دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

[1] Burdgick, Steven S, Hess, John R, Mercer, Gary D, Crum, Gregory A, Cencula, James E, and Eastman, John A. Casing distortion control for rotating machinery, February 25 1997. US Patent 5,605,438.

 [2] McElhaney,John.Distortioncompensationbyshape modification of complex turbine geometries in the presence of high temperature gradients. in ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea, and Air, pp. 91–102. American Society of Mechanical Engineers, 2008.

[3] Mitchell, Ryan D, Bernstein, Henry L, and Talley, Peggy L. Casing distortion of ge frame 3 gas turbines. inASMETurboExpo2003, collocatedwiththe 2003 International Joint Power Generation Conference, pp. 119–127. American Society of Mechanical Engineers, 2003.

[4] Poursaeidi,E,Ghaemi,H,andCharmchi,M. Effects of temperature gradient on compressor casing in an industrial gas turbine. Case Studies in Thermal Engineering, 3:35–42, 2014.

[5] Poursaeidi, E, Taheri, M, and Farhangi, A. Nonuniform temperature distribution of turbine casing and its effect on turbine casing distortion. Applied Thermal Engineering, 71(1):433–444, 2014.

[6] Hesse, Christian, Schoene, Sophie, Gampe, Uwe, Kober, Juergen, and Fogt, Hannes. Semi-analytical procedure for prediction of radial clearances in industrial steam turbines. in ASME Turbo Expo 2010: PowerforLand, Sea, andAir,pp.2119–2126.American Society of Mechanical Engineers, 2010.

[7] Shamoradi, Farshad, Mohammadi, Naser, Kahkesh, Mahdi Heidari, et al. Steam turbine rotor vibration failures: Causes and solutions. Power, 157(4):62–+, 2013.

 [8] Bazvandi, H and Poursaeidi, E. Improving the transient thermal fatigue life of a gas turbine casing by drilling stop holes and inserting pins into them. AUT Journal of Mechanical Engineering, 1(1):67– 74, 2017.

[9] Petersson, L. Sgt-600 field experience. Siemens Industrial Turbomachinery AB, 2009. [10] Timmermans, G. Manufacturing of power turbine casings. SULZER TECHNICAL REVIEW, pp. 17– 19, 2002.