در این فیلم 6 دقیقه ای درباره عملکرد برنر توربین V94.2 با سوخت گازوئیل به شما میگویم:
- مسیر ورود گازوئیل به برنر توربین V94.2
- Swirl Chamber و Tangential Slot در مسیر سوخت گازوئیل چه عملکردی دارند؟
- Vortex گازوئیل در برنر چگونه تشکیل میشود؟
- آسیب های احتمالی برنر توربین چیست؟
- منحنی مشخصه یا Characteristic Curve برنر توربین چگونه تفسیر میشود؟
متن فیلم تحلیل عملکرد برنر توربین V94.2 با سوخت گازوئیل
سلام در این مقاله با شما هستم تا عملکرد برنر توربین V94.2 با سوخت گازوئیل را تحلیل کنیم. من قصد دارم منحصرا در مورد نازل برنر، مطالبی را با شما به اشتراک بگذارم.
مدرک مورد استفاده در این پژوهش، Gas Turbine Operation & Maintenance Hand Bookشرکت آنسالدو ANSALDO به شماره مدرک MP-PDG-11GD-23-TGD-034 F است. البته این مدرک با مدارک شرکت مپنا دقیقا همخوانی دارد.
مسیر ورود گازوئیل به برنر توربین V94.2
برنر توربین V94.2 یک برنر دوگانه سوز با سوخت گازوئیل و سوخت گاز است.
گازوئیل از نقطه شماره 3 به برنر وارد میشود. مقداری از گازوئیل در محفظه احتراق (Combustion Chamber) توربین V94.2 مصرف شده و بقیه سوخت گازوئیل از سمت شماره 1 به خارج از برنر منقل شده و نهایتا ذخیره گازوئیل برگشت داده میشود.
مقاله “برنر توربین V94.2 با سوخت گازوییل چگونه کار میکند؟” را مشاهده کنید.
Swirl Chamber و Tangential Slot در مسیر سوخت گازوئیل چه عملکردی دارند؟
زمانی که توربین گازی V94.2 در بار پایه (Base load) بهره برداری میشود، فشار گازوییل ورودی به هر برنر فشار 60bar است.
این گازوئیل در قسمت سوریل چمبر (Swirl Chamber) وارد میشود.
فرض بر این است که توربین گازی V94.2 در شرایط ISO (شرایط ISO یعنی دمای محیط 150C و فشارهوا 1013mbar و رطوبت نسبی هوا 60%) در حال بهره برداری میباشد.
گازوئیل ورودی به Swirl Chamber به دلیل عبور از تانژنشال اسلات (Tangential Slot) یا شیارهای مماسی،تولید گردابه (Vortex) مینماید.
این گردابه جریان گردابی با فرکانس 4KHz ایجاد کرده و باعث میشود گازوئیل به صورت یک مخروط توخالی ابر مانند به داخل محفظه احتراق پاشیده شود.
از طرفی بقیه گازوئیل که پاشش نمیشود ازطریق خط برگشت، به مخزن ذخیره گازوئیل برگشت داده میشود.
با نصب کنترل ولو Control Valve درخط برگشت، پاشش گازوئیل به محفظه احتراق را کنترل مینماییم. در صورتی که کنترل ولو به سمت بسته شدن برود، مقاومت مسیر برگشت گازوئیل در برابر حرکت گازوئیل بیشتر شده و در این حالت افزایش پاشش گازوئیل را در محفظه احتراق به همراه دارد.
در مسیر برگشت برنر، قطعه ای به نام Vortex Breaker وجود دارد تا جریان گردابی گازوئیل با فرکانس 4KHz که دربالا درمورد آن صحبت کردم را خنثی نماید. تا گردابه از بین رفته در لوله های گازوئیل مسیر برگشت، گردابه ای نداشته باشیم.
آسیب های احتمالی برنر توربین چیست؟
در بازدیدهای 4000 ساعت و 8000 ساعت توربین گازی V94.2 کیفیت اتصال Swirl Chamber با برنر را بررسی نمایید.
میزان فرورفتگی نباید از 1mm بیشتر شود و درصورتی که این مقدار از 1mm بیشتر شد،حد Shrink Fit برنر و Swirl Chamber، غیر قابل قبول شده و بایستی برنر تعویض گردد.
ممکن است برای شما کاربران توربین V94.2 پیش آمده باشد که رنگ شعله ها محفظه های احتراق با هم متفاوت شود.
و یا بالانس دمایی ترموکوپل های انتهای توربین (منظور ترموکوپل های 102،103،104،106،107،108) دچار به هم ریختگی گردد.
در این شرایط و در زمان بازدید از توربین V94.2 میتوانید به کمک بروسکوپ و همانطوری که در تصویر زیر مشاهده میکنیدT
از خروجی لنس گازوئیل (Nozzle bore C) وارد برنر شده و Tangential Slotها را بازدید کنید.
در بعضی موارد به خاطر سرعت زیاد گازوئیل در این Tangential Slotها، اثر سایش (Erosion) گزارش شده است.
معمولا Tangential Slotهای سایش پیدا کردهسطح براق تری نسبت به Tangential Slotهای سالم دارا میباشند.
تجربه فنی ما ناشن میدهد که با تعویض برنر هایی که Tangential Slot در آنها سایش پیدا کرده با برنر های نوT
مشکل آنبالانسی دمای چمبرها برطرف میشود.
همچنین اگر این Vortex Breaker دچار آسیب شود، شکل پاشش گازوئیل بهم ریخته شده و مسیر شعله منحرف میشود.
همچنین زمانی که از چشمی محفظه احتراق به برنر ها نگاه میکنید، ممکن است شعله برنر آسیب دیده را نبینید.
ولی برنر آسیب دیده روشن بوده و با شعله منحرف وجود دارد.
منحنی مشخصه یا Characteristic Curve برنر توربین چگونه تفسیر میشود؟
سازنده برنر به کمک منحنی مشخصه یا Characteristic Curve درمورد میزان پاشش گازوئیل اظهار نظز کرده است.
این منحنی میگوید که مقداری سوخت وارد نازل میشود و من به آن “دبی سوخت ورودی” میگویم ( رنگ آبی شکل زیر را مشاهده کنید)،
کسری از این مقدار سوخت (مثلا 60%) داخل محفظه احتراق پاشیده میشود.
من آن را “دبی سوخت مشعل” نامگذاری میکنم(با رنگ قرمز نشان داده ام).
دبی سوخت ورودی(آبی) و دبی سوخت مشعل(قرمز) به این دو پارامتر بستگی دارد:
“اختلاف فشار سوخت برگشتی و فشار محفظه احتراق”
“اختلاف فشار سوخت ورودی و فشار محفظه احتراق”
بررسی منحنی مشخصه یا Characteristic Curve برنر توربین با یک مثال واقعی
فرض کنید اختلاف فشار سوخت برگشتی و فشار محفظه احتراق 25bar باشد.
(یعنی کنترل ولو خط برگشت گازوئیل در یک پزیشنی هست که 25bar اختلاف فشار ایجاد کرده است)
بنابراین طبق منحنی مشخصه دبی سوخت ورودی(آبی) 0.9kg/s است.
از این مقدار (یعنی 0.9kg/s)مقدار 0.25kg/s به صورت دبی سوخت مشعل(قرمز) در محفظه احتراق مصرف میشود.
بقیه سوخت گازوئیل (یعنی 0.65=0.25-0.9 kg/s) از طریق مسیر برگشت به مخزن گازوئیل برمیگردد.
حالا فرض کنید فشار خط برگشت را بیشتر میکنیم، درنتیجه اختلاف فشار سوخت برگشتی و فشار محفظه احتراق هم بشتر میشود، یعنی کنترل ولو گازوییل را میبندیم. به نظر شما چه اتفاقی می افتد؟
برای مشاهده پاسخ این سوال و دیدن بخش2 اینجا کلیک نمایید.
