Chuyển đến nội dung chính

Tua bin khí (Gas Turbine) -Phần 01

Thiết bị tuabin khí là động cơ nhiệt trong đó hóa năng (năng lượng liên kết hóa học) của nhiên liệu được biến đổi thành cơ năng nhờ những bộ phận của máy quay có cánh. Quá trình chuyển đổi năng lượng trong động cơ này có thể thực hiện bằng những chu trình nhiệt động khác nhau, trong đó có hai loại chu trình cơ bản thực sự có ý nghĩa là:
-    Chu trình với quá trình cháy đẳng áp, đó là chu trình Bragton.
-    Chu trình với quá trình cháy đẳng tích, đó là chu trình Hunphrey.




http://www.energysolutionscenter.org/distgen/AppGuide/Chapters/Chap4/Images/Figure_4-5_Gas_Turbine_Flow.jpg
http://i81.photobucket.com/albums/j201/emgaihocdien/MachDien/Gasturbine001.gif
Tuabin khí 3 trục
Lịch sử phát triển thiết bị tuabin khí ở những thời kỳ đầu có liên quan đến việc tìm kiếm chu trình thích hợp và trong phạm vi giới hạn của vật liệu chế tạo cũng như mức phát triển thấp của khí động học.
Nếu như dự thảo thiết kế thiết bị tuabin khí có từ trước thế kỷ 20 thì cách thiết kế thích hợp với thực tế phải đến đầu thế kỷ 20 mới thực hiện được: năm 1902 Moss đã chế tạo tuabin khí dùng để quay quạt nạp không khí cho động cơ đốt trong kiểu piston. Trong năm 1905 Armangen và Laval đưa vào vận hành thiết bị tuabin khí với công suất 400KW có nhiệt độ vào 5600C làm việc theo chu trình đẳng áp.
Năm 1909 Holzwarth cho vận hành thiết bị tuabin khí với công suất 150KW với chu trình đẳng tích.
Những tuabin đốt đẳng áp đầu tiên có hiệu suất khoảng 3%, do hiệu suất thấp của quá trình nén và nhiệt độ thấp của sản phẩm cháy. Những thiết bị tua bin khí với quá trình cháy đẳng tích lúc đầu có hiệu suất tốt hơn nhưng không vượt 14% với điều kiện vận hành khó hơn.
Sự hoàn thiện tua bin khí về mặt vật liệu chế tạo cũng như mẫu thiết kế thích hợp càng rõ ràng sau nhiều năm vận hành và những lần thử có ý nghĩa.
Năm 1922 Pescara phát minh tổ hợp động cơ piston đốt trong không cần cơ cấu thanh truyền với tuabin khí được dùng làm nguồn công suất hữu ích.
Bằng cách bố trí này có thể đạt được hiệu suất cao hơn trong các máy phát năng lượng với nhiệt độ tương đối thấp và nguyên liệu lại rẻ hơn.
Nhà phát minh nổi tiếng Whittle năm 1930 đã thiết kế một thiết bị tua bin  khí cho động cơ máy bay. Ưu điểm nổi bật của thiết bị này khi dùng cho máy bay so với các động cơ đốt trong kiểu piston là hiệu suất nhiệt cao hơn. Năm 1973 dưới sự lãnh đạo của nhà phát minh đã đưa vào vận hành động cơ máy bay kiểu tua bin đầu tiên.
Năm 1938 hãng BBC đưa vào vận hành thiết bị tua bin khí chạy máy phát điện với công suất 4000KW, trong nhà máy điện ngầm dự trữ của Thụy Sĩ.
Nhịp điệu phát triển của tua bin khí đặc biệt tăng nhanh trong chiến tranh thế giới thứ hai, các nước tham chiến đều tìm kiếm những phương tiện đặc biệt mạnh và các loại động cơ có sức kéo trội hơn để dùng cho các máy bay chiến đấu với tốc độ cao. Điều này thúc đẩy tốc độ phát triển tua bin khí.
Sự phát triển của tua bin khí sau chiến tranh càng sâu và mạnh hơn theo những hướng chủ yếu trong chiến tranh thế giới đã tới mức chỉ trong thời gian rất ngắn, tua bin khí dùng cho máy bay đã loại động cơ piston ra khỏi lĩnh vực quốc phòng và sau đó là các máy bay dân dụng, rồi tới những máy móc nhỏ đặc biệt có công suất thấp.
Sự phát triển của tua bin máy bay đặc biệt đẩy nhanh sự phát triển khí động học phần truyền dòng khí (các dãy cánh) của máy nén và của tua bin, của thiết bị đốt và vật liệu chế tạo. Tất cả những vấn đề trên đã thúc đẩy và tập hợp nhiều ngành, khoa học kỹ thuật khác như lĩnh vực của các máy quay có cánh quạt trong công nghiệp, giao thông vận tải ngày càng phát triển và xích lại gần nhau hơn.
Sự phát triển thiết bị tua bin khí trong công nghiệp lúc đầu một mặt do ảnh hưởng của kinh nghiệm từ tua bin máy bay yêu cầu gọn, nhẹ và dễ thiết kế ( như của hãng General Electric). Hướng khác do ảnh hưởng của cấu tạo thiết bị tua bin hơi trong nhà máy nhiệt điện với cách phân chia thành từng phần tử cấu thành riêng trong từ tổ hợp. Thực tế thường phải thiết kế theo hai hướng trên do yêu cầu sử dụng trong công nghiệp những nguồn năng lượng cố định hay di chuyển được.
Ngày nay thiết bị tua bin khí được sử dụng rộng rãi. Nó đang chèn ép những động cơ kiểu piston trong phạm vi công suất cao nhất và thiết bị hơi nước trong phạm vi công suất thấp (như các trạm phát điện bù tải ngọn hoặc dự trữ).

Heat Recovery from a Gas Turbine System
Những lĩnh vực sử dụng thiết bị tua bin khí:
1.    Trong vận tải, cụ thể là ngành hàng không, đường sắt và đường thủy (hiện đang bắt đầu với động cơ ô tô).
2.    Ngành năng lượng – Các nhà máy nhiệt điện…
3.    Ngành vận chuyển dầu và khí trong khoảng cách lớn.
4.    Ngành công nghiệp hóa học và luyện kim.
5.    Các tổ hợp thiết bị phụ để bơm, truyền động hay vận chuyển…
6.    Các quạt nạp khí của các động cơ nhiệt kiểu piston.
7.    Trong các lĩnh vực mới như năng lượng hạt nhân kỹ thuật tên lửa, thiên văn và vũ trụ học.
Thiết bị tua bin khí là động cơ nhiệt chạy bằng sản phẩm cháy với tủ số đặc biệt của công nén trên công hữu ích có những đặc điểm là:
-    Ưu điểm:
1.    Bố cục gọn, sử dụng không gian và diện tích phía trước cao, yêu cầu nguyên vật liệu nhỏ.
2.    Tính cơ động vận hành cao, như mở máy nhanh khả năng thay đổi tải lớn.
3.    Động cơ với những vật thể quay (rotor).
4.    Vận hành không cần nước hoặc yêu cầu nuớc ít hơn so với thiết bị hơi.
-    Nhược điểm:
1.    Công suất giới hạn nhỏ hơn thiết bị hơi nuớc.
2.    Giá thành nhiên liệu cao.
3.    Giá thành vật liệu chi phí sản xuất cao hơn.



Thanh Sơn
SCCK.TK

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1...

Khớp nối ( coupling ) - Những dạng khớp nối ( ebook )

Đây là tuyển tập nói về những chủng loại khớp nối khác nhau, những kết cấu, ứng dụng của từng loại khớp nối, ưu và nhược điểm của từng loại. Hình chụp, có lẫn cả hình vẽ 3D, rất đẹp, dễ quan sát. Bản tiếng Anh. Nó đây, 7 file ( pdf ) Phần 1 Phần 2 Phần 3 Phần 4 Phần 5 Phần 6 Phần 7 SCCK.TK (theo blog Phuc Linh )

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Tặng ebook: Root Cause Failure Analysis (Phân tích tìm nguyên nhân hư hỏng)

Để chào đón phiên bản web mới, baoduongcokhi.com gửi tặng các bạn ebook hay: Root Cause Failure Analysis. Ebook contents: Part I: Introduction to Root Cause Failure Analysis Chapter 1 Introduction Chapter 2 General Analysis Techniques Chapter 3 Root Cause Failure Analysis Methodology Chapter 4 Safety-Related Issues Chapter 5 Regulatory Compliance Issues Chapter 6 Process Performance   Part II: Equipment Design Evaluation Guide Chapter 7 Pumps Chapter 8 Fans. Blowers, and Fluidizers Chapter 9 Conveyors Chapter 10 Compressors Chapter I I Mixers and Agitators Chapter 12 Dust Collectors Chapter 13 Process Rolls Chapter 14 Gearboxes/Reducers Chapter 15 Steam Traps Chapter 16 Inverters Chapter 17 Control Valves Chapter 18 Seals and Packing

Thử nghiệm thủy tĩnh - hydrostatic test

Viết bài: Thanh Sơn (cập nhật 2/2023), bản quyền thuộc về wwwbaoduongcokhi.com   Hư hỏng khi thử thủy tĩnh bình áp lực Thử nghiệm thủy tĩnh (hay còn gọi là hydrostatic test) là một phương pháp kiểm tra tính an toàn và độ bền của các thiết bị dưới tác động của áp suất nước. Thử nghiệm này thường được sử dụng để kiểm tra các đường ống, bồn chứa, hệ thống ống dẫn, van và các thiết bị khác trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, thực phẩm, năng lượng điện và nhiều ngành công nghiệp khác. Khi thực hiện thử nghiệm thủy tĩnh, nước được bơm vào thiết bị đang được kiểm tra cho đến khi áp suất nước đạt đến một mức độ xác định. Thiết bị sẽ được giữ ở áp suất nước này trong một khoảng thời gian nhất định, thường là từ một vài giờ đến một vài ngày. Trong quá trình này, các kỹ sư kiểm tra và giám sát áp suất và xem xét sự xuất hiện của các vết rò rỉ hoặc sự biến dạng của thiết bị. Sau khi thử nghiệm thủy tĩnh hoàn thành, nước sẽ được xả ra khỏi thiết bị và thiết bị sẽ được kiểm tra k...

Đo thông số răng nào, khi chế bánh răng mới thay bánh răng bị hỏng

Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng,  da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng,  df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau,  d = m.Z   Số răng:  Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia,  P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng,  m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia;  h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răng (width): là độ dài cung tròn giữa 2 profin của một răng đo trên vòng tròn chia;  St = P/2 = m/2 Chiều rộng r...

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răn...

Chức năng của vành đỡ (tyre) và con lăn (roller) ở lò quay

Thanh Sơn biên dịch, bản quyền thuộc baoduongcokhi.com Mục đích của vành đỡ lò quay (tiếng anh là Kiln tyre hay ridding ring), và con lăn (roller) là để đỡ lò quay và cho phép nó quay với ma sát tối thiểu.  Lò quay là một trong những máy quay công nghiệp lớn nhất, có lò quay trọng lượng vài nghìn tấn khi đầy tải.  Lò quay nhà máy xi măng Bất chấp những thách thức về kích thước và nhiệt độ cao, điển hình nhất là lò quay được đỡ quay trên các con lăn gần như không ma sát, năng lượng do bộ truyền động cung cấp gần như hoàn toàn để chống lại tải trọng lệch tâm của nguyên liệu có trong lò.  Khi ngắt truyền động lò quay, lò sẽ "lăn ngược lại" và khi được tác động phanh, lò sẽ tiếp tục lắc lư như một con lắc trong mười hoặc mười lăm phút trước khi dừng lại. Điều kiện cơ học được tinh chỉnh này đòi hỏi thiết kế phức tạp của các bệ đỡ của lò quay. Cấu tạo lò quay Một thiết kế tiêu chuẩn đã phát triển trong ba thập kỷ...

Giải thích ý nghĩa ký hiệu vòng bi SKF [P1]

Ký hiệu của ổ lăn được chia ra làm hai nhóm chính: ký hiệu của ổ lăn tiêu chuẩn và ký hiệu của ổ lăn đặc biệt. Ổ lăn tiêu chuẩn là những ổ lăn có kích thước được tiêu chuẩn hóa trong khi ổ lăn đặc biệt là những ổ lăn có kích thước dặc biệt theo yêu cầu của khách hàng. Những ổ lăn chế tạo theo yêu cầu này được ký hiệu bằng “số bản vẽ” và chúng cũng không được nêu chi tiết trong phần này. Một ký hiệu đầy đủ bao gồm một ký hiệu cơ bản mà một hoặc nhiều ký hiệu phụ (- giản đồ 1). Ký hiệu đầy đủ bao gồm ký hiệu cơ bản và các ký hiệu phụ luôn luôn được ghi trên bao bì của ổ lăn, trong khi đó ký hiêu ghi trên ổ lăn đôi khi không đầy dủ vì những lí do sản xuất. Ký hiệu cơ bản xác định : Chủng loại Thiết kế cơ bản Kích thước tiêu chuẩn của ổ lăn. Những ký hiệu phụ xác định : Những thàng phần của ổ lăn và / hoặc Những thay đổi về thiết kế và / hoặc đăc tính khác vơi thiêt kế tiêu chuẩn. Ký hiệu phụ có thể đứng trước ký hiệu cơ bản (tiếp đầu ngữ) hoặc đứng sau (tiế...

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để ...