نگهداری و تعمیرات توربوماشین ها

[M@hdi42]

نگهداری و تعمیرات توربوماشین ها

تفاوت بین فن، دمنده و کمپرسور :


فن، دمنده و کمپرسور از لحاظ روش مورد استفاده برای جابجا کردن هوا و فشاری که در سیستم باید با آن مقابله کنند، متفاوت می باشند. از نسبت ویژه نسبت فشار تخلیه به فشار مکش که توسط "انجمن مکانیک آمریکا" تعیین شده است برای تعریف فن، دمنده و کمپرسور استفاده می شود؛ جدول ۱.

ارزیابی عملکرد فن و کارکرد کارآمد سیستم


خصوصیات سیستم

از عبارت مقاومت سیستم هنگام اشاره به فشار استاتیک استفاده می شود. مقاومت سیستم مجموعه تلفات فشار استاتیک در سیستم است که تابعی از آرایش کانال ها، انشعابات، زانویی ها و افت فشار در دستگاه ها مثل پس زدن پشت *****یا باد چرخان است. مقاومت سیستم با مربع حجم جریان هوای عبوری از سیستم تغییر می کند. برای حجم معین هوا در یک سیستم با کانال های باریک و چندین زانویی شعاعی کوتاه، در مقایسه با یک سیستم با کانال های بزرگ و تعداد کمی زانویی شعاعی بلند، فن می بایست سخت تر کار کند تا بتواند بر مقاومت سیستم غلبه کند.
در سیستم های موجود، می توان مقاومت سیستم را اندازه گرفت. در سیستم هایی که طراحی شده اما ساخته نشده اند، مقاومت سیستم باید محاسبه شود. معمولاً یک منحنی مقاومت سیستم برای نرخ های مختلف تهیه می-شود که در آن جریان روی محور X و مقاومت روی محور y نمایش داده می شود.



خصوصیات فن


خصوصیات فن را می توان به شکل منحنی فن معرفی کرد. منحنی فن یک منحنی عملکرد برای فن خاص تحت شرایط خاص است. این منحنی یک نمایش گرافیکی از چند پارامتر مرتبط است. معمولاً یک منحنی که برای مجموعه ای از شرایط تهیه می ش.د شامل پارامترهای زیر است: حجم فن، فشار استاتیک سیستم، سرعت فن و توان مفید لازم برای راه اندازی فن تحت این شرایط. تقاطع منحنی سیستم و منحنی فشار استاتیک، نقطه کار است. هنگامیکه مقاومت سیستم تغییر می کند نقطه کاری نیز تغییر می کند.

راهکارهای کنترلجریان

هوا

راهکارهای مختلف تغییر جریان عبارتند از تغییر پولی، کنترل خفه کن، کنترل پره هادی ورودی، تغییر محرک سرعت و سری یا موازی کردن فن ها.

• تغییر پولی
ساده ترین راه تغییر سرعت دورانی فن، تغییر پولی است. برای این کار فن باید توسط یک موتور توسط یک تسمه کار کند. سرعت فن را با تغییر پولی موتور یا پولی فن یا در بعضی موارد هر دو پولی می توان تغییر داد.

• کنترل خفه کن

بعضی از فن ها همراه کنترل خفه کن طراحی می شوند که می تواند در ورودی یا خروجی باشد. خفه کن با افزودن یا کاستن مقاومت سیستم، باعث تغییر حجم هوا می شود. این مقاومت باعث می شود فن در منحنی مشخصه خود بالا و پایین رفته و بدون تغییر سرعت، هوای بیشتر یا کمتری تولید کند. با وجود این، خفه کن ها تا حدی تعدیل می کنند و بازده انرژی را افزایش نمی دهند.
• پره های هادی ورودی
پره های هادی ورودی سازوکار دیگری است که می توان از آن برای تقاضای هوای متغیر استفاده کرد. پره های هادی قطعات خمیده ای هستند که در حالت باز در مقابل ورودی قرار می گیرند. در حالت بسته آن ها جلوی جریان هوا را می گیرند و هوای ورودی به محفظه فن را می چرخانند. این کار باعث تغییر زاویه برخورد هوا با تیغه های فن شده و خصوصیات منحنی فن را تغییر می دهد.
• راه اندازهای سرعت متغیر

اگرچه راه اندازهای سرعت متغیر گران هستند، تغییرات تقریباً نا محدودی در کنترل سرعت ایجاد می کنند. کارکرد سرعت متغیر شامل کاهش سرعت فن برای مطابقت با کاهش جریان است. عملکرد فن در سرعت های مختلف را می توان با قوانین فن پیش بینی کرد. از آنجا که توان ورودی به فن با مکعب جریان تغییر می کند، این معمولاً کارآمدترین شکل کنترل ظرفیت است.
• فن های سری و موازی
شکل مفید دیگری هستند برای کنترل ظرفیت. فن های موازی را می توان به خفه کن، پره های متغیر ورودی، تیغه-های گام متغیر یا کنترل کننده های سرعت مجهز کرد تا انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان افزایش یابد.
پمپ ها و سیستم پمپاژ
پمپ های سانتریفوژ با رابطه بین آهنگ جریانی (Q) که تولید می کنند و هد فشاری (H) که برای جریان ایجاد می کنند شناخته می شوند. بازده پم با جریان و فشار تغییر می کند و این بازده در یک آهنگ جریان خاص بالاترین میزان است. شکل ۱ یک منحنی هد-جریان توسط فروشنده را برای یک پمپ سانتریفوژ نشان می دهد که معمولاً برای آب تمیز هستند. انتخاب پمپ برای کاربرد خاص به نحوه تطابق خصوصیات هد-جریان پمپ با نیازهای جریان پایین دست سیستم بستگی دارد.

شکل ۱- منحنی عملکردیک

پمپ

سانتریفوژنمونه

عملکرد کارآمد سیستم پمپاژ


برای درک یک سیستم پمپاژ، باید دانست که تمامی مؤلفه های آن مستقل هستند. هنگام بررسی یا طراحی یک سیستم پمپ، ابتدا باید تقاضای فرایند و راه حل بیشترین بازده انرژی بررسی شود. به عنوان مثال، آیا تنظیم آهنگ جریان دائماً انجام می شود یا گام به گام؟ آیا می توان از پمپاژ قطع-وصل دسته ای استفاده کرد؟ آهنگ های جریان مورد نیاز چیست و در طول زمان چگونه توزیع می شوند؟
اولین گام برای دستیابی به بازده انرژی در سیستم پمپاژ توجه به کاربرد نهایی است. توازن آب کارخانه، الگوی استفاده و زمینه هایی که می توان مصرف آب را کاهش داد یا بهینه نمود، مشخص می کند. معیارهای خوب صرفه-جویی مصرف آب می تواند نیاز به بعضی از پمپ ها را برطرف نماید.
وقتیکه نیازهای جریان بهینه سازی شد، آنگاه می توان سیستم پمپاژ را از لحاظ فرصت های صرفه جویی انرژی تحلیل کرد. اساساً این به معنی مطابقت پمپ با نیازها با انتخاب صحیح راهکارهای کنترل جریان است. عوارض رایج مشخص کننده فرصت های صرفه جویی انرژی در پمپ ها در جدول زیر آمده است.

فرصت های صرفه جویی انرژی در سیستم های پمپاژ

• تأمین ابزارهای اساسی برای پمپ ها مانند فشارسنج، دبی سنج
• کارکرد پمپ نزدیک به بهتریم نقطه بازده
• تغییر سیستم پمپ و تلفات پمپ برای کم شدن نیاز به کاهش بار
• کاهش مقاومت سیستم با ارزیابی افت فشار و بهینه سازی اندازه لوله ها
• بهینه سازی تعداد مراحل در پمپ چند مرحله ای
• تعویض پمپ های قدیمی با پمپ های کم مصرف
• و...

منبع