سيستمهاي پيشرفته توربينهاي گازي ATS

در سال 1992 وزارت انرژي آمريكا به اتفاق سازندگان توربينهاي گازي برنامه سيستمهاي پيشرفته توربينهاي گازي ATS را أغاز كرد. اين برنامه پس از 8 سال به اهداف خود نزديك شده است. وزارت مذكور پيشبيني كرده است تقاضاي گاز طبيعي در صنعت توليد انرژي از 1990 تا سال 2015 سه برابر خواهد شد و تا سال 2010 قسمت اعظم انرژي آمريكا (تا 81 درصد) توسط توربينهاي گازي توليد خواهد شد. برنامه ATS با اهداف زير پيشبيني شده است و قرار است تا 2001 تكميل شود.
F راندمان حرارتي سيكلهاي تركيبي بر اساس ارزش حرارتي پايين سوخت تا 60 درصد افزايش و براي سيكلهاي ساده تا 15 درصد بهبود يابد.
F هزينه توليد در مقايسه با هزينه توليد توربينهاي پيشرفته در سال 1992، 10 درصد كاهش يابد.
F ميزان NOx محصولات احتراق بدون نياز به كنترل آنها كمتر از ppm9 باشد.
F سيستم بر اساس تنوع سوخت تنظيم شود.
F قابليت اطمينان ودر مدار بودن سيستم بالا باشد.
توربينهاي گازي در دو كلاس ساده و سيكلهاي تركيبي توليد و بهرهبرداري ميشوند. توربينهاي سيكل ساده با قدرت كمتر از MW20 در مصارف صنعتي و يا توليد مشترك انرژي حرارتي – الكتريكي بكار ميروند. هزينه برنامه ATS بالغ بر 700 ميليون دلار است كه بيش از نيمي از آن توسط شركتكنندگان در برنامه و مابقي توسط وزارت انرژي آمريكا تامين ميشود. موفقيتهاي برنامه ATS چشمگير بوده است بنحويكه شركتهاي مجري اين برنامه (شامل جنرال الكتريك و وستينگهاوس) طراحي و آزمايشهاي مربوط به اجزا اصلي توربين را تا اين زمان به پايان رساندهاند. بعلاوه مباحثي از قبيل تكنيكهاي خنككاري توسط بخار، ميزان درجه حرارت گاز ورودي به توربين، پوشش پرههاي توربين، مقاومت حرارتي بالا و پرههاي سراميكي نيز مدنظر قرار گرفتهاند.
كارخانه جنرالالكتريك تحت برنامه ATS يك نيروگاه 400 مگاواتي سيكل تركيبي را طراحي كرده است. در اين واحدها توربينهاي گازي با تكنولوژي H استفاده شده است. توربينهاي گازي تكنولوژي H در دو مدل H7 (با فركانس HZ 60 ) و H6 (با فركانس HZ50) ارايه شدهاند. كمپرسور واحد گازي از نوع محوري با 18 طبقه و اتاق احتراق از نوع
Can-annular با توليد NOx كم و توربين شامل 4 طبقه، سيستم خنككن بخاري است.
جنرال الكتريك در آوريل 1999 اعلام كرد قرار است اولين توربين گاز مدل H9 را در شهر سوانزي در كشور انگلستان بسازد. اين واحد قرار است تا سال 2020 در مدار بيابد. همينطور اولين واحد 800 مگاواتي مدل H7 نيز قرار است تا اين سال در كشور آمريكا ساخته و شروع به كار كند.
جنرال الكتريك تا پايان سال 1999 آزمايشهاي لازم در شرايط بدون بار و دور كامل (FSNL) و نيز آزمايشهاي مربوط به قبل از بارگيري را انجام داده است. در اين آزمايشها پارامترهاي آئروديناميكي كمپرسور و توربين تا دور 108 درصد دور نامي و سيستم خنككن بخاري و عملكرد سيستم كنترل Mark VI مورد بررسي قرار گرفت و نتايج قابل قبولي (بر اساس گفته GE) بدست آمده است.
همكاري مشترك زيمنس – وستينگهاوس نيز در حال توسعه يك واحد MW400 سيكل تركيبي تحت برنامه ATS است. اين واحد شامل يك طرح پيشرفته توربين گاز، يك توربين بخار 2 پوستهاي و يك ژنراتور راندمان بالاست. برنامههاي اين كارخانه درنهايت منجر به توليد موتور W501ATS شد كه اهداف برنامه ATS را پوشش ميدهد. اولين واحد توليدي اين كارخانه از نوع W501G در آوريل 1999 در آمريكا به مدار آمد و تا اين زمان اين واحد آزمايشهاي مختلفي مانند آزمايش متغيرهاي سيستم احتراق را پشتسر گذاشته است و قرار است تا سال 2001 به يك واحد سيكل تركيبي تبديل شود. در طراحي مدل W501G نكات فني برنامه ATS از قبيل كمپرسورهاي پيشرفته، سيستم خنك كن بخاري بسته و پوششهاي پره با مقاومت حرارتي بالا ديده شده است. در طراحيهاي آينده قرار است نكات ديگري از برنامه ATS مانند اضافه كردن سيستم خنككاري بخاري سيكل بسته بر روي لايه نازك پرههاي رديف اول توربين مدنظر قرار گيرد.

آدرس:
http://www.power-eng-intl.com

مجله صنعت برق 

www.eslamy.blogfa.com       

www.golha.net/sabzevar  

imail:  ali.jovein@gmail.com