بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله راندمان توربین های فرانسیس و قابلیت بهره برداری از آنها بعد از سال ها کارکرد بررسی شده است. این تحقیق روی هشت واحد توربین فرانسیس و با جایگذاری داده هایی چون ارتفاع موثر، جریان دبی و توان تولید در معادله راندمان انجام شده است. نتایج تحقیق نشان می دهند راندمان توربین های مذکور تقریباً برابر با راندمان اولیه شرکت هیتاچی بعد از 55 سال کارکرد توربین می باشد که نشان از طراحی، جنس ساختار و بهره برداری مناسب از توربین های مذکور می باشد.
کلمات کلیدی: توربین، فرانسیس، راندمان، کارکرد
.1 مقدمه
محدودیت منابع انرژی و افزایش جمعیت، ضرورت استفاده بهینه از تجهیزات تولید انرژی با حداکثر راندمان آنها را می رساند. لذا لازم است طی دوره هایی راندمان دستگاه مورد بررسی قرار گرفته و در صورت نیاز دستگاه تعمیر یا تعویض گردد. هدف از انجام این تحقیق بررسی راندمان توربین های فرانسیس نیروگاه دز بعد از 55 سال کارکرد می باشد. توربین فرانسیس یک توربین عکسالعملی با جریان داخلشونده است که از مفاهیم جریان محوری و گردشی بهره میبرد. هزینه طراحی، ساخت و نصب توربینهای فرانسیس بسیار زیاد است لذا با طراحی، جنس ساختار و بهره برداری مناسب می تواند سالیان زیادی از این توربین ها استفاده نمود. آقای مونسی سرخه در مقاله برآرود راندمان توربین های آبی به بررسی راندمان گارانتی توربین های اولیه پراخته است.[1]
آقای تقی زاده و همکاران جریان در دو چرخ یک توربین 15 پره و 13 پره فرانسیس را با یکدیگر مقایسه نمود که در شرایط مشابه کاری توربین 13 پره از نظر راندمان و بروز کاویتاسیون وضعیت مطلوبتری نسبت به توربین 15 پره از خود نشان میدهد.[2] آقای درخشان و همکاران به بررسی عددی و تجربی تاثیر پارامترهای فیزیکی و هندسی بر بازده میکرو توربین آبی پلتون پراخته اند که نشان می دهد راندمان با تاثیر پارامترهای دبی، ارتفاع،فاصله نازل تا محور بشقابکها، تعداد بشقابک با حفظ قطر گام و اندازه بشقابک، تعداد بشقابک با حفظ قطر گام و تغییر اندازه بشقابک و تعداد بشقابک با تغییر قطر گام و حفظ اندازه بشقابک می توان راندمان توربین را بالا برد .[3]
.2 توان هیدرولیکی ورودی به توربین
توان هیدرولیکی ورودی به توربین فرانسیس از رابطه میزان جریان دبی و ارتفاع موثر آب محاسبه می شود:[4]
در رابطه فوق جریان دبی آب از توربین ارتفاع آب پشت دیواره سد - m - وفرانسیس - - ، ارتفاع موثر آب بر روی پره های توربین - m - ، ارتفاع آب رودخانه - m - می باشد.
.3 توان تولید توربین
توان تولید توربین توسط دستگاه دینامومتر اندازه گیری می شود. هر وسیله مکانیکی که بتواند کمیت هایی مثل توان تولیدی، نیرو، گشتاور،فشار و... را اندازه گیری کند دینامومتر نامیده می شود . فرمول محاسبه توان تولید به وسیله دینامومتر به صورت زیر می باشد.[4]
دررابطه فوقP مجموع وزنه های بالانس روی دینامومتر - - KG، N تست سرعت توربین توسط استاندارد - R.P.M - 1JJY، L طول بازوهای دینامومتر - - M و اتلافات بیرینگ ها - KW - می باشد.
.4 راندمان
راندمان نشاندهنده جلوگیری از هدررفتن مواد، انرژی، سرمایه، و زمان در انجام کارها است. این مفهوم در بسیاری از شاخههای فیزیک، مهندسی، ریاضیات، و اقتصاد یک کمیت سنجشپذیراست. راندمان توربین ها را معموﻻً به صورت نسبت توان تولید به توان ورودی تعریف میکنند.[5]
میزان تغییر راندمان از رابطه زیر محاسبه می گردد. - 6 - که راندمان اولیه و راندمان واحدها بعداز کارکرد می باشد.
-5 روش انجام تحقیق
این تحقیق در نیروگاه دز و با بررسی راندمان هشت توربین فرانسیس 65 MW ساخت شرکت هیتاچی ژاپن انجام می شود. با جایگذاری ارتفاع موثر آب روی پره های توربین، جریان دبی آب در توربین و تولید هر واحد در فرمول5 راندمان آنها محاسبه و با راندمان اولیه توربین ها مقایسه می گردد.
