پایان نامه میکروتوربین ها


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه میکروتوربین ها مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۸۵  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه میکروتوربین ها نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

چکیده:      ۱
فصل اول آشنایی با میکروتوربین   ۲
۱-۱-مقدمه   ۲
۱-۲- تاریخچه میکرو توربین ها   ۳
۱-۳-توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها   ۴
۱-۴- میزان آلاینده‌های تولیدی در واحدهای مختلف (PPM)   ۵
۱-۵- انواع میکروتوربین   ۶
۱-۶- میکرو توربین (آینده انرژی های پاک)   ۷
فصل دوم کاربردهای مختلف میکرو توربین ها   ۹
۲-۱- مقدمه   ۹
۲-۲- تولید پیوسته توان الکتریکی   ۱۰
۲-۳- تولید حرارت و سرما و الکتریسیته   ۱۰
۲-۴- پیک سایی   ۱۱
۲-۶- بازیابی منابع سوختی   ۱۱
۲-۷- کاربرد در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی   ۱۱
۲-۸- کاربرد ها در کشاورزی و گل خانه ها   ۱۲
۲-۹- کاربرد در سیستم های حمل نقل شهری   ۱۳
فصل سوم  مروری بر تکنولوژی میکروتوربین ها   ۱۵
۳-۱- اساس کار و اجزای اصلی میکروتوربین ها در یک نگاه   ۱۵
۳-۲- سیکل ترمودینامیکی میکروتوربین ها   ۱۶
۳-۳- اجزای اصلی میکروتوربین   ۱۶
۳-۳-۱- پکیج توربو- کمپرسور   ۱۶
۳-۳-۲- مبدل حرارتی   ۱۷
۳-۳-۳- تکیه گاه های شفت دوار یا بیرینگ ها   ۱۸
۳-۴- تأثیر مقیاس میکرو توربین   ۲۰
۳-۴-۱-  افزایش چگالی توان با مینیاتورسازی   ۲۰
۳-۴-۲- سرعت های دورانی بالا   ۲۰
۳-۴-۳-  قانون عدد رینولدز   ۲۱
۳-۴-۴- شروع و پایان سریع :   ۲۱
۳-۴-۵-  افزایش انتقال حرارت   ۲۱
۳-۴-۶- زمان استقرار کوتاهتر   ۲۱
۳-۵- مزایای میکرو توربین ها برای صنایع کوچک تولیدی   ۲۲
۳-۶- موارد استفاده میکرو توربین ها :   ۲۳
۳-۶-۱- تولید توان تقسیم شده :   ۲۳
۳-۶-۲- تاسیسات فرا ساحل :   ۲۳
۳-۶-۳- بیمارستان ها :   ۲۴
۳-۶-۴- ژنراتورهای پشتیبان:   ۲۴
۳-۶-۵- استفاده در اتومبیل :   ۲۴
۳-۶-۵-۱- خودروهای هیبریدی (توربین متصل به متناوب ساز):   ۲۴
۳-۶-۵- ۲- خودروهای هیبریدی (توربین و سلول سوختی در کنار هم)   ۲۴
۳-۷- شرح تکنولوژی :   ۲۶
۳-۸- ژنراتور :   ۲۸
۳-۹- دستگاه های حفاظت گرمایی :   ۲۹
۳-۱۰- یاتاقان:   ۲۹
۳-۱۱- الکترونیک قدرت:   ۳۰
۳-۱۲- عملکرد   ۳۱
فصل چهارم تولید پراکنده   ۳۴
۴-۱- مقدمه   ۳۴
۴-۲- تعریف تولید پراکنده برق   ۳۴
۴-۳- تعریف CHP   ۳۶
۴-۳-۱- مزایا و معایب CHP   ۳۷
۴-۳-۱-۱- مزایا:   ۳۷
۴-۳-۱-۲- معایب:   ۳۷
۴-۳-۲- انواع روش‌های تولید همزمان (CHP)   ۳۷
۴-۴- تولید   ۳۸
۴-۵- مسائل نظارتی و تکنولوژیکی   ۳۸
۴-۶- اهداف استفاده از تولیدات پراکنده DG   ۴۰
۴-۷- علل رویکرد به منابع تولید پراکنده DG   ۴۱
۴-۸- علل رویکرد به منابع تولید پراکنده در ایران   ۴۲
۴-۹- مزایای استفاده از تولید پراکنده DG   ۴۳
۴-۱۰- مزایای اقتصادی تولید پراکنده از دید مشترکین   ۴۴
۴-۱۱- مزایای اقتصادی تولید پراکنده از دید شرکت توزیع الکتریکی   ۴۵
۴-۱۲- معایب استفاده از تولیدات پراکنده DG   ۴۵
فصل پنجم توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها   ۴۷
۵-۱- مقدمه   ۴۷
۵-۲- آشنائی با تجهیزات و سیستم هاCHP   ۵۰
۵-۳- CHP راه موثر برای تولید برق و حرارت بطور همزمان   ۵۰
۵-۴- نمودار CHP   ۵۰
۵-۵- مزایای  تولید همزمان برق و حرارت :   ۵۱
۵-۶- تکنولوژی موجود که در سیستم های تولید همزمان   ۵۲
۵-۷-  سرعت های دورانی بالا   ۵۲
۵-۸- قانون عدد رینولدز   ۵۳
۵-۹- شروع و پایان سریع :   ۵۳
۵-۱۰-  افزایش انتقال حرارت   ۵۳
۵-۱۱- زمان استقرار کوتاهتر   ۵۴
۵-۱۲- پروژه های اجرا شده در زمینه تولید پراکنده:   ۵۴
فصل ششم مدلسازی ترمودینامیکی و تحلیل عملکرد یک میکرو توربین در تولید همزمان حرارت و قدرت   ۵۶
۶-۱- چکیده   ۵۶
۶-۲- مقدمه   ۵۷
۶-۳- CHP   ۵۸
۶-۴-  مدلسازیترمودینامیکی سیکل میکروتوربین   ۶۰
۶-۴-۱-  کمپرسور هوا (فرایند۲-۱)   ۶۰
۶-۴-۲- رکوپراتور(فرایند ۳-۲ و۶-۵)   ۶۱
۶-۴-۳- محفظه احتراق(cc)   ۶۲
۶-۴-۴- توربین (فرایند۵-۴)   ۶۳
۶-۴-۵- مولد بخار بازیاب حرارت(HRSG)   ۶۳
۶-۵- راندمان و مصرف ویژه سوخت   ۶۳
۶-۶- ارزیابی صحت مدل   ۶۴
۶-۵ – نتیجه گیری   ۶۷
فصل هفتم میکرو توربین های گازی   ۶۹
۷-۱ مقدمه   ۶۹
۷-۲- میکرو توربین ها دارای رکوپراتور   ۷۱
۷-۲-۱- اجزای میکرو توربین :   ۷۱
۷-۳- سیستم عملکردی میکرو توربین   ۷۲
۷-۴- میکرو توربین های ساده   ۷۳
۷-۵- قیمت و شرکت های تولید کننده میکرو توربین ها ی رکوپراتو دار و ساده:   ۷۳
۷-۶- میکرو توربین ها بر اساس سیستم تولید همزمان برق و گرما   ۷۴
۷-۷- راندمان میکرو توربین ها در سیستم های CHP   ۷۵
پیشنهادات و نتیجه گیری   ۷۷
منابع:   ۷۹

منابع:

 [۴] Aspen Systems Corp. Combined heat and power—a federal manager’s resource guide. USA: US Department of Energy; 2000.

[5]Pilavachi PA. Mini- and micro-gas turbines for combined heat and power. Appl Ther Eng 2002;22:2003–۱۴٫

[۶]Heman, B., et al,”Gas-Fired Distributed Energy Resource Technology Characterizations”, joint Project of the Gas Research Institute (GRI) and the NREL, Prepared for the Office of Energy Efficienty and Renewable Energy, October 2003

[7]Staunton, R.H. and Ozpineci, B., “Microturbine Power Conversion Technology Review”,Oak Ridge National Laboratory, 2003.

1-1-مقدمه

خیلی از وسایل قابل حمل از باتری برای توان تغذیه خود استفاده می کنند باتری های رایج Li-ion که چگالی انرژی بیشتر از  ۰٫۵ میلی ژول بر کیلوگرم دارند اما هنوز محدودیت هایی را دارا هستند برای نمونه هایی چون رایانه های همراه و تلفن های بی سیم .

مدت زمان شارژ کردن به عنوان مشکل مطرح است . از سوی دیگر سوخت یک چگالی انرژی زیادی را در حدود ۴۵ میلی ژول بر کیلوگرم ارائه می دهد و مخزن می تواند به سادگی دوباره پر شود . بنابراین گروه های مختلفی روی توسعه اساسی ریزمولدهای توان  در سلول های سوختی کار می کنند .

وسایل های ترموالکتریکی (برقی- حرارتی ) موتورهای رفت و برگشتی احتراق داخلی ، موتورهای ونکل و توربین های گازی ، این مقاله راجع به میکروتوربین است که یک توربین تولید محوری که با ماشین دشارژ الکتریکی (EDM) ساخته شده است .

میکرو توربین ساخته شده در MIT با توربین تولید شعاعی و با قطر روتور  ۴ میلی متر است که با روش لیتوگرافی si یا sic تولید شده است . میکرو توربین ساخته شده در StonFord یک توربین محوری – شعاعی است، با یک روتور به قطر mm 12 که با نیترید سیلسیم ریخته گری شده در ژل- چدن و با استفاده از قالب مومی ساخته شده است . گروه دانشگاه توهاکو و دانشگاه توکیو از محورهای شعاعی مثل طراحی محوری – شعاعی استفاده عاقلانه­ای کرده اند.

۱-۲- تاریخچه میکرو توربین ها

استفاده از میکروتوربین ها در آمریکا گسترش روزافزونی یافته است. پدیده ای که امروز Power Deregulation نامیده می شود باعث شده است تا در بسیاری جاها، ژنراتورهای خصوصی جای تغذیه از سوی شرکت های برق سراسری یا منطقه ای را بگیرند.

در حال حاضر بیش ازسازندگان میکروتوربین ها: Allied Signal (75 KW) و Copstone (30 kw).

 Allied Signalبا سوخت های مختلف گاز و مایع کار میکند. این میکروتوربین که Parlon 75نامیده می­شود برای شرکت های متوسط و کوچک طراحی شده است. انتظار می رود که اکثر شرکت ها به طور متناوب یا در زمان پیک بار از این میکروتوربین استفاده کنند . ۷۵ Parlon تنها یک قسمت متحرک دارد. به این دلیل اصطکاک داخلی بسیار کم است، هزینه های نگهداری پایین تر و قابلیت اطمینان هم بالاتر است. میکروتوربین Copstoneبیش از ۶۰۰۰ ساعت کار مداوم در نوامبر ۱۹۹۹ داشته است و برای مقاصد صنعتی و تجاری هر دو به کار می رود. این میکروتوربین ها با گاز طبیعی فشار بالا و پایین، پروپان، گازوئیل و گاز H2S تا ۷% کار می­کند. همه اجزای گردشی روی یک شافت نصب شده اند و بوسیله یاتاقان های هوایی نگهداری می شوند.

۱-۳-توزیع تولید با استفاده از میکروتوربین ها

هزینه انتقال و توزیع برق سهم بالایی از هزینه تولید انرژی را در برمی‌گیرد. این میزان برای شبکه های رایج تا ۵۰۰ دلار به ازای هر KW می‌رسد. در مسیر انتقال و توزیع الکتریسیته تا۷% انرژی هدر می‌رود. بنابراین چنانچه توزیع تولید جایگزین انتقال و توزیع الکتریسیته گردد هزینه انرژی الکتریکی به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت. در صنعت برق آمریکا در دهه ۱۹۹۰ توزیع تولید گسترش بیشتری یافته به طوری که ۲۰% نیروگاههای جدیدالتاسیس از نوع واحدهای کوچک می‌باشند. براساس اطلاعات موجود در حدود GW10 از نیروگاههای موجود در گستره –۱MW10 می‌باشند که حدود ۸۰% آن را نیروگاههای دیزلی (رفت و برگشت) تشکیل می‌دهند. قسمت اعظم واحدهای کوچک تولید برق توسط کارخانه کاترپیلار (Caterpillar) ساخته شده‌اند.

جنرال الکتریک (GE)، زیمنس و ABB نیز در این زمینه با کاترپیلار رقابت دارند . موتورهای رفت و برگشتی از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و قطعات یدکی و سرویس آنها نیز به سادگی در سراسر دنیا دردسترس است ولی نکته منفی این ماشینها نگهداری و آلودگی ایجاد شده توسط آنهاست. گرچه تلاشهای زیادی در زمینه بهبود این دو مسأله برای ماشینهای رفت و برگشتی می‌شود ولی میکروتوربینها از لحاظ نگهداری و ایجاد آلودگی وضعیت بهتری در مقایسه با موتورهای دیزلی دارند.
زمانی که میکروتوربین مدل ۳۳۰ توسط کپستون ارایه شد موجب معرفی فن‌آوری جدید میکروتوربین شد. البته تاکنون یک تعریف دقیق برای میکروتوربین نشده است ولی معمولاً این لفظ برای توربینهای گازی با سرعت بالا در گستره قدرت KW300-15 بکار می‌رود. صنعت میکروتوربین در چند تکنولوژی توربینهای گازی کوچک، مولدهای کمکی و اتومربینهای توربو مطرح شد. هسته اصلی یک میکروتوربین قسمت توربین ـ کمپرسور است که با سرعت بسیار بالا دوران می‌کند (در مدل Capstone 330 سرعت دوران rpm96000 است) و در امتداد آن ژنراتور با سرعت بالا وجود دارد که دارای مغناطیس‌های دایمی است. یک پارامتر کلیدی جهت کاهش اصطکاک استفاده از یاتاقانهای هوایی یا به عبارتی یاتاقان‌های گازی است که ضمن کاهش اصطکاک عمر یاتاقان را نیز افزایش داده و امکان داشتن سرعت بالا را فراهم می‌کند.
ژنراتور سرعت بالا برق با فرکانس بالا (در مدل Capstone 330, 1600HZ) تولید کرده و فرکانس برق تولیدی به روش الکترونیکی به مقدار مناسب کاهش می‌یابد.

به طور کلی میکروتوربین دو مزیت عمده دارد یکی کاهش تزریق آلاینده‌ها به محیط و دیگر کاهش تعمیرات و مقایسه با مولدهای دیگر است. در جدول زیر مقادیر تولیدی THC, CO, Nox (هیدروکربورها) برای چند نمونه مقایسه شده است.

۱-۴- میزان آلاینده‌های تولیدی در واحدهای مختلف (PPM)

همانطور که ملاحظه می‌شود میزان ذرات اشاره شده در محصولات خروجی میکروتوربین کمترین است.
در ارتباط با تعمیرات تجربه نشان داده که میکروتوربین‌ها نیاز به تعمیرات بسیارکمی دارند . به طور نمونه یک واحد میکروتوربین در Tulsa بعد از ۲۰۰۰۰ ساعت کار تنها نیاز به تعویض فیلترهای هوا داشته است به علاوه میکروتوربین‌ها سبک و کوچک هستند و عملکرد آنها با لرزش کم و تولید صدای اندک همراه است.
نکته دیگری که برای میکروتوربین‌ها وجود دارد چگونگی اتصال به شبکه سراسری برق است. این مسأله به کمک الکترونیک و میکروپروسسورها تا حد زیادی مرتفع شده و همچنان در حال پیشرفت است. البته به غیر از مسأله تکنیکی اشاره شده در صنعت برق آمریکا جهت اتصال به شبکه، شرایط حداقلی لازم است است که این نیز مسأله‌ای برای میکروتوربین‌ها وجود دارد ولی این شرایط در حال بهبود بوده و ارتباط میکروتوربین‌ها با شبکه آسان‌تر شده است.

مسأله دیگری که در گسترش میکروتوربین‌ها مطرح است هزینه تمام شده است. این هزینه برای یک واحد تا ۱۱۰۰ دلار به ازای هر KW است گرچه این مبلغ کمتر از مقادیر مربوط به واحدهای توزیع قدرت مشابه مانند توربینهای بادی و پیل سوختی است ولی از این میزان ۵۰۰ دلار مربوط به واحدهای دیزلی بیشتر است . چنانچه میکروتوربین‌ها به تعداد زیاد مورد استفاده قرار گیرند هزینه اشاره شده در بالا کاهش یافته و با هزینه مربوط به انواع دیزلی قابل رقابت بوده بخصوص که از لحاظ تعمیرات بسیار بهتر از واحدهای دیزلی هستند.

ترکیب میکروتوربین‌ها با تجهیزات ذخیره انرژی (مانند باطری‌ها و چرخ لنگرها) موجب بهبود کیفی برق تولیدی و افزایش قابلیت سیستم خواهد شد. امکانات ایجاد شده توسط شبکه اینترنت و کامپیوترهای حساس موجب افزایش کارایی صنعت تولید برق شده است. البته تولید برق تنها مسأله میزان KWh نیست بلکه بیشتر مسأله کیفیت و قابلیت در مدار بودن برق تولیدی است. بیشتر قطعی برق در شبکه‌ها در قسمت توزیع است که بهترین راه حل این مسأله توزیع تولید است. با توجه به آلودگی کم میکروتوربین‌ها و بخصوص عدم استفاده از روغن‌ در یاتاقانها امکان استفاده از محصولات خروجی توربین در بعضی فرآیندهای صنعتی وجود دارد و می‌توان از این واحدها در سیستمهای تولید مشترک قدرت و حرارت بنحو مناسب استفاده کرد. در این صورت بازده کلی واحد تا ۸۰-۷۰% افزایش خواهد یافت. استفاده به عنوان شارژر باطری در بعضی از اتومبیل‌های جدید (با توجه به آلودگی کم)‌مورد توجه قرار گرفته که این مورد بطورعملی در نوعی اتوبوس در آمریکا استفاده شده و نتیجه مثبت داشته است

۱-۵- انواع میکروتوربین

میکروتوربین Allied Signal با سوخت های مختلف گاز و مایع کار میکند. این میکروتوربین که Parlon 75 نامیده می شود برای شرکت های متوسط و کوچک طراحی شده است. انتظار می رود که اکثر شرکت ها به طور متناوب یا در زمان پیک بار از این میکروتوربین استفاده کنند . ۷۵ Parlon تنها یک قسمت متحرک دارد. به این دلیل اصطکاک داخلی بسیار کم است، هزینه های نگهداری پایین تر و قابلیت اطمینان هم بالاتر است.

میکروتوربین Copstone بیش از ۶۰۰۰ ساعت کار مداوم در نوامبر ۱۹۹۹ داشته است و برای مقاصد صنعتی و تجاری هر دو به کار می رود. این میکروتوربین ها با گاز طبیعی فشار بالا و پایین، پروپان، گازوئیل و گاز H2S تا ۷% کار می کند. همه اجزای گردشی روی یک شافت نصب شده اند و بوسیله یاتاقان های هوایی نگهداری می شوند.در حال حاضر دو سازنده میکروتوربین وجود دارند که دارای دستگاههای آماده فروش هستند۶۶ درصد از حرفه ها در ایالات متحده دارای نوعی از تولید برق اضطراری یا پشتیبان هستند. بسیاری از این شرکت ها اعلام کرده اند که به نصب تجهیزات تولید پشتیبان در سال ۲۰۰۰ علاقمندند.میکروتوبین ها هم به صورت مستقل و هم در اتصال با شبکه میتوانند کار کنند. پراکنده شدن توزیع انرژی باعث شده است که میکروتوربین ها قابلیت ایجاد انقلابی را در ساختار صنعت برق هم از نظر تغذیه و هم از نظر تقاضا داشته باشند.

میکروتوربین های موجود در دو کلاس ۱ محوره و ۲ محوره دسته بندی می شوند.در نوع ۱ محوره فقط یک توربین انبساط گاز وظیفه چرخاندن کمپرسور و ژنراتور را به عهده دارد.این در حالی است که نوع ۲ محوره دارای ۲ توربین انبساط گاز می باشد که توربین اول کمپرسور را چرخانده و توربین دیگر که با استفاده از گاز توربین مربوط به کمپرسور به حرکت در می آید وظیفه ی چرخاندن ژنراتور به عهده دارد.

گاز های خروجی توربین مربوط به ژنراتور مجددا در رکاپوریتور برای پیش گرم کردن هوای فشرده ورودی از کمپرسور مورد استفاده قرار می گیرد.میکرو توربین های ۱ محوره دور های بسیار بالا (بیش از ۱۰۰ هزار دور بر دقیقه) دوران نموده و برق تولیدی حاصل تر نوع متناوب با فرکانس بالا می باشد که جهت استفاده صنعتی ابتدا تبدیل به انرژی الکتریکی DC شده و سپس تبدیل به برق متناوب با فرکانس پایین ۵۰ یا ۶۰ سیکل می گردد.این در حالیست که در نوع ۲ محوره انرژی حاصل از انبساط گاز بین دو توربیت تقسیم شده و توربین مربوط به تولید انرژی الکتریکی به گونه ای طراحی گردیده که در دورهای پایین و با راندمان بالا دوران نماید.در واقع در این نوع توربین تولید انرژی الکتریکی از طریق یک جعبه دنده یک مرحله ی ارزان قیمت به ژنراتور ۵۰ یا ۶۰ هرتزی معمولی متصل می شود.

۱-۶- میکرو توربین (آینده انرژی های پاک)

میکروتوربین ها از جدیدترین انواع توربین های حرارتی هستند که به منظور تولید الکتریسیته و گرما به کار می روند.سابقه ی گسترش و توسعه روز افزون این سیستم ها چندان طولانی نیست و به دهه اخیر باز می گردد.توسعه سیستم های تولید توان الکتریکی و حرارتی پر بازده تر با قابلیت اطمینان بالاتر و با آلودگی کمتر یکی از نیاز های روبه رشد صنعت در یال های آینده می باشد و پیشرفت های سریع در این زمینه فرصت های جدیدی را برای استفاده کنندگان از الکتریسیته و گرما جهت کاهش هزینه ها , افزایش کیفیت و قابلیت اطمینان وسایل مورد استفاده و همچنین کاهش خطرات زیست محیطی به وجود می آورند. یکی از راه هایی که فرصت دسترسی به چنین اهدافی را فراهم می سازد.سرمایه گذاری در منابع و وسایل با ابعاد کوچک جهت تولید انرژی به صورت غیر متمرکز و در محل های مورد نیاز می باشد. سیستم های تولید انرژی غیر متمرکز سیستم هایی هستند که الکتریسیته حرارت و یا توان مکانیکی را در نزدیکی محل مصرف کننده تولید می کنند .توربین های احتراقی , موتور های رفت . برگشتی, سیستم های خورشیدی , توربین های بادی و سلول های سوختی از جمله وسایل تولید انرژی به صورت غیر متمرکز هستند، از دلایل استقبال روز افزون استفاده از چنین سیستم هایی می توان به تردید داشتن درباره ی قابلیت اطمینان سیستم های موجود به حداقل رساندن افت انرژی, قابلیت استفاده از سوخت های مختلف، حذف شبکه های توزیع و بالا بردن امنیت اشاره کرد.

میکروتوربین ها را می توان در گستره ی وسیعی از کاربردهای مرتبط با تولید توان الکتریکی و حرارتی به کار گرفت. عوامل اصلی توسعه میکروتوربین ها عبارتند از :

قابلیت اطمینان بالا نیاز به انرژی با کیفیت بالاتر – پیشرفت تکنولوژی همچنین در  مقایسه با سایر ادوات و تکنولوژی های تولید انرژی دارای ویژگی های زیر می باشند:

راندمان بالا (هنگام استفاده ی هم زمان الکتریسیته و حرارت)- تعداد قطعات متحرک کم- وزن کم-قابلیت استفاده در محل مورد نظر-تولید هم زمان برق و حرارت -آلودگی بسیار پایین محیط زیست- عمر کاری بالا-   هزینه تعمیر و نگهداری بسیار کم-قابلیت استفاده از سوخت های مختلف-هزینه پایین تولید الکتریسیته.

امروزه انواع مختلفی از میکرو توربین ها با توان تولیدی در محدوده ۲۵ تا ۱۰۰۰ کیلو وات مورد استفاده قرار می گیرند.استفاده از میکرو توربین­ها در سیستم های ترکیبی تولید توان الکتریکی و حرارتی می تواند بازده کلی آنها را در مقایسه با  حالتی که تنها برای تولید الکتریسیته استفاده می شوند دو تا سه برابر کند, لذا ادوات مختلفی همچون ژنراتور و تجهیزات الکتریکی برای تولید الکتریسیته با ولتاژ و فرکانس مناسب و نیز مبدل های حرارتی , چیلر های جذبی و رطوبت گیرهای هوا جهت کاربرد های حرارتی در کنار میکروتوربین ها به کار گرفته می شود.

۲-۱- مقدمه

به دلیل ویژگی های گوناگون استفاده از میکرو توربین ها در کاربردهای مختلف تولید توان الکتریکی و حرارتی در محیط ای صنعتی , تجاری و نیز محل های عمومی روز به روز بیشتر می شود.صنایع استخراج و فرآوری نفت, صنایع شیمیایی، چوب، کشاورزی، کاشی، سرامیک و نیز معادن عمده ترین مراکز صنعتی هستند که فرصت های مناسبی جهت استفاده از میکروتوربین ها را فراهم می ساند.علاوه بر این مراکز دیگری هم چون ساختمان های اداری مجتمع های مسکونی، رستوران ها، فروشگاه های بزرگ، مجموعه های ورزشی، بیمارستان ها، دانشگاه ها، مدارس، مراکز استراتژیک و…. نیز می توانند از استفاده کنندگان میکروتوربین ها باشند.

در حال حاضر می توان از میکروتوربین ها در موارد زیر استفاده کرد:

۱-     تولید پیوسته­ی توان الکتریکی

۲-   تولید حرارت، سرما و الکتریسیته

۳-     پیک سایی

۴-     تامین نیروی الکتریکی پشتیبان

۵-     تامین نیروی الکتریکی با کیفیت بالا

۶-     بازیابی منابع سوختی

۷-    کاربرد در صنایع نفتی، گاز و پتروشیمی

۸-     کاربرد در کشاورزی و گل خانه ها

۹-     کاربرد در سیستم های حمل و نقل شهری

 ۲-۲- تولید پیوسته توان الکتریکی

در این کاربرد میکروتوربین ها به عموان منابع اصلی تولید الکتریسیته به کار گرفته می شوند.این کاربرد از نظر راندمان شاید مزیت چندانی بر سایر روش های تولید توان نداشته باشد اما اهمیت این موضوع در قابلیت استفاده از آن در محل مورد نیاز می باشد.بدین ترتیب می توان نراکز حساس را از شبکه ی اصلی مستقل ساخت و امنیت این مراکز را بالا برد.از طرف دیگر با توجه به قابلیت میکروتوربین ها در استفاده از سوخت های مختلف می توان از آنها به سادگی در نقاط دوردست و مکان هایی که عبور از آن بسیار مشکل است مانند سکو های نفتی، میدان های حفاری، تلمبه خانه ها، روستاها، مراکز دور افتاده ی نظامی و…برای تولید انرژی استفاده کرد.

 ۲-۳- تولید حرارت و سرما و الکتریسیته

در ایم کاربرد میکروتوربین ها علاوه بر تولید الکتریسیته به منظور تولید حرارت ، آب گرم، آب سرد و هوای خنک نیز استفاده می شود.به کارگیری حرارت ایجاد شده توسط میکروتوربین جهت تولید توان حرارتی بازده کل آن را تا ۳ برابر افزایش می دهد(از حدود ۳۰ درصد تا حدود ۹۰ درصد).چنین کاربردی بهترین و مناسب ترین روش استفاده از انرژی است یا مراکز گوناگونی مجود دارند که می توانند از میکرو توربین ها بدین منظور استفاده کنند.

 ۲-۴- پیک سایی

در این کاربرد به منظور اجتناب از پرداخت مبالغ سنگین ناشی از ایجاد بارپیک و هزینه های بالا آن از میکروتوربین ها استفاده می شود.در برخی از مناطق اجتناب از پرداخت این هزینه ها(در زمان براپیک ممکن است هزینه ها به ۳الی ۵ برابر زمان عادی برسد) می تواند سرمایه گذاری انجام شده جهت خرید و نصب چنین تجهیزاتی را از نظر لقتصادی موجه سازد.

 ۲-۵- تامین نیروی الکتریکی پشتیبان

برخی مصرف کنندگان نیاز به انرژی الکتریکی کاملا قابل اظمینان و همیشگی دارند مکان هایی همچون تلمبه خانه ها، سکو های نفتی، مراکز مخابراتی و امنیتی ، بیمازستان ها، فرودگاه ها در زمره این مصرف کنندگان هستند.به همین منظور استفاده از سیستم هایی که در صورت نیاز بتوان آنها را به سرعت وارد عمل نمود در چنین مکان هایی الزامی است.سرعت راه اندازی میکروتوربین ها اطمینان بالای آنها و هزینه پایین تعمیر و نگه داری آنها از مزیت های میکروتوربین ها برای استفاده به عنوان سیستم پشتیبان می باشند.

 ۲-۶- بازیابی منابع سوختی

بارزترین نمونه این کاربرد استفاده از گازهای ترش و با قابلیت اشتعال پایین در چاه ها و میادین نفتی و گازی است که در حال معمول یهره اقتصادی ندارند و سوزانده می شوند.میکروتوربین ها این قابلیت را دارند که این گازها را به عنوان سوخت، سوزانده و توان و حرارت مورد نیاز در آن محل را تامین کنند.

 ۲-۷- کاربرد در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

یکی از محل های مناسب برای استفاده از میکروتوربین ها در صنعت نفت ، چاه ها و سکو های نفتی و گازی است.در این محل ها برای راه اندازی پمپ های مکش نفت و گاز از چاه و هم چنین راه اندازی کمپروسورهای موجود در خط لوله انتقال به انرژی الکتریکی نیاز است.میکروتوربین ها می توانند مستقیما گاز خیس بدست آمده از چاه را بسوزاند (برای انجام این کار تنها به کاهنده فشار نیاز است) بدین ترتیب هم باعث صرفه جویی زیادی در در مصرف سوخت شده و هم باعث کاهش آلودگی محیط زیست می گردند.مزیت عمده دیگر میکروتوربین ها عمر کاری بالای آن ها است .عمر کاری میکروتوربین ها تقریبا ۸ هزار ساعت کاری است و لذا در سال اول نیاز به هیچ گونه تعمیر ندارد.پس از سال اول در اولین عملیات سرویس و نگه داری تنها بایستی فیلتر های هوا و سوخت آنها عوض شود که فقط ۱۵ دقیقه به طول می انجامد، بدین ترتیب داشتن تنها یک قطعه متحرک را به منحنی قابل اطمینان برای تولید انرژی تبدیل کرده است که نیاز به رسیدگی و سرویس بسیار کمی دارند.امروزه در روی بسیاری از سکو های نفتی برای تولید انرژی تز موتور های دیزلی استفاده می شود.لذا سوخت دیزل مورد نیاز بایستی به وسیله ی مخازن و یا هلی کوپتر به محل سکو حمل شود.علاوه بر مشکلات و هزینه بالا انتقال سوخت به سکو احتمال جاری شدن سوخت و آتش گرفته سکو نیز وجود دارد.شاید بتوان گفت که استفاده از توربین های گازی بر روی سکوها به جای موتورهای دیزلی راه حل این مشکل است.اما بایستی به یک نکته توجه کرد و آن این که توربین های گازی تمی توانند گاز خیس بدست آمده در سکو را بسوزانند و لذا زمان بسیار زیادی برای پالایش و فرآوری گاز موجود جهت سوزاندن در توربین گاز احتیاج است از طرف دیگر هزینه های تعمیر و نگه داری توربین های گازی در مقایسه با میکروتوربین ها بسیار بالا تر است و زمان انجام این تعمیرات نیز بسیار طولانی تر است و بایستی طی دوره های منظم در طول سال مورد بازدید و بازنگری قرار گیرد بدین ترتیب میکروتوربین ها با قابلیت سوزاندن مستقیم گاز خیس (غالبا یک ساله) و هزینه های تعمیر و نگه داری پایین دارای مزیت های بیشتری هستند.

از دیگر کاربردهای میکروتوربین ها استفاده در میادین نفتی و گازی، خطوط انتقال نفت و گاز، پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و مراکز دیگر است.

۲-۸- کاربرد ها در کشاورزی و گل خانه ها

 

80,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی: برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    شنبه, ۶ خرداد , ۱۳۹۶

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.