LNG Turbomachinery

LNG Turbomachinery

 

 

تجارت جهانی گازمایع طبیعی (LNG) به سرعت در حال گسترش می باشد. در این میان مهمترین بخش تاسیسات مایع سازی LNG کمپرسورهای سرمایش و محرک های آنها می باشند که دارای هزینه های بالا بوده و تاثیر مهمی بر روی عملکرد کل تاسیسات و راندمان آنها دارند.کمپرسورهای سرمایش با چالش های مربوط به عدد ماخ بالا، دبی حجمی بالا، دمای ورودی پایین و پیچیدگی جریان ها روبرو هستند. این مقاله ملاحظات مربوط به طراحی، کاربرد و استفاده کمپرسورها و محرک های آنها را در تاسیسات LNG پوشش می دهد.

Download Link:

LNG Turbomachinery
حجم: 2.29 مگابایت

Section 9: Preparing a site reliability optimization plan

 

Forsthoffer's Rotating Equipment Handbooks Vol 5: Reliability Optimization through Component Condition and Root Cause Analysis – Section 5

Section 9: Preparing a site reliability optimization plan

 

 

همانگونه که در مطلب هزینه چرخه عمر پمپ و مبحث آشنایی با استاندارد API610 نیز ذکر شده بود  یکی از با اهمیت ترین مباحث در خصوص  تجهیزات دوار، اطمینان پذیری آنها در فرآیندها می باشد.

باید توجه داشت که بحث قابلیت اطمینان تجهیزات از ابتدای مراحل طراحی تاسیسات و خرید تجهیزات شروع می شود که این موضوع می بایست از ابتدا در تهیه مشخصات خرید دستگاه لحاظ گردد.

با توجه به اهمیت موضوع فوق در صنایع به خصوص صنایع نفت و گاز پتروشیمی از امروز هر هفته یک بخش از کتاب فوق که از انتشارات Elsevier Science & Technology Books  می باشد برای علاقه مندان به اشتراک گذاشته می شود.

Section 9: Preparing a site reliability optimization plan, Pages 271-347

 

Download link:

Section 9: Preparing a site reliability optimization plan, Pages 271-347
حجم: 4.38 مگابایت

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها بخش 5

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 5

 لینک بخش 4

کنترل سرعت توربین بخار:

سرعت پمپ توسط گاورنر کنترل می شود. (شکل 11) برای توربین های ساده و کوچک گاورنر مکانیکی/هیدرولیکی بر روی روتور نصب می گردد. در داخل گاورنر حسگر سرعت وجود (جرم دوار (Flyweights))  دارد، بین سرعت توربین سرعت مورد نظر که بر روی گاورنر تنظیم شده است مقایسه انجام شده و یک سرووموتور توان مورد نیاز برای موقعیت دهی شیر گاورنر را ایجاد می کند. با تغییر مقدار باز و بسته بودن شیر گاورنر مقدار بخار ورودی به نازل ها تنظیم شده و در نتیجه سرعت در محدوده مورد نظر نگهداشته می شود. در گاورنرهای الکترونیکی سرعت توسط  Magnet pickup - MPU حس میگردد و تصحیح سرعت توسط یک Actuator  که بر روی شیر گاورنر نصب شده است انجام می گیرد.

استاندارد (NEMA SM-23 (1991 برای گاورنرها بر اساس نیازمندیهای بازه سرعت، تنظیم سرعت، تغییرات سرعت و افزایش سرعت تعاریفی را ارایه کرده است. (جدول 1) امروزه NEMA Aو NEMA D تقریبا مرسوم ترین نوع گاورنرهای الکترونیک و  الکترونیک هیدرولیک هستند.

این مطلب ادامه دارد

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها بخش 4

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 4

 

لینک  بخش 3

آب بندی محور:

در توربین های کوچک معمولا ازرینگ های کربنی برای آب بندی و جلوگیری از نشت بخار به محیط استفاده می شود. در فشارهای بالا ترکیب رینگهای کربنی و Labyrinth استفاده می گردد. در این چیدمان نیاز به یک اتصال خروج نشتی وجود دارد که نشتی بخار را به لوله های تخلیه تاسیسات هدایت کند. (شکل 10)

یکی از ایرادات عمومی توربین های بخار نشت بخار به سیستم آب بندی و ورود آن به سیستم آب بندی محفظه یاتاقان و در نهایت وارد شدن آن به روغن می باشد. برای این مشکل چند  راه حل های وجود دارد.

یکی از این راه ها استفاده از Ejector می باشد. در این راه حل با استفاده از ایجاد خلاء بخار از طریق اتصال تخلیه موجود بر روی سیستم آب بندی بیرون کشیده می شود. این راه حل هزینه بر بوده و نیاز به آب یا بخار دارد ولیکن عملکرد بسیار خوبی دارد.

راه حل دیگر استفاده از سیستم های آب بندی قوی تر می باشد. بدین منظور از Gas seal face که در کمپرسورها نیز به کار می رود استفاده می شود. عملکرد درست این نوع آب بندی به کیفیت بالای بخار، عدم وجود مایع - حتی در موقع راه اندازی- و در نظر گرفتن انبساط حرارتی مجاز که بر اثر دمای بالای کارکرد توربین رخ می هد، بستگی دارد.

روش دیگر انجام آب بندی کامل محفظه یاتاقان است به طوری که امکان ورود بخار به آن وجود نداشته باشد. تعدادی از شرکت ها “Bearing isolator” برای آب بندی بهتر محفظه یاتاقان تولید می کنند.

-         نمونه ای از Bearing isolator ساخت شرکت SKF

به منظور استفاده موثر از این نوع آب بندی محفظه یاتاقان مواردی مانند دمای کاری توربین و انبساط های مربوطه، سرعت دورانی توربین، فضا و جای گیری آب بند در محفظه یاتاقان و در بعضی موارد مناسب بودن آن برای روانکاری تحت فشار در نظر گرفته شود.

این مطلب ادامه دارد

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها بخش 3

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 3

لینک بخش دوم

روتور و تکیه گاه روتور

در توربین های کوچک روتور معمولا ساختار استانداردی بر مبنای اندازی پوسته توربین دارد و قطر محور، ابعاد انتهای محور، فاصله بین دو یاتاقان و غیره معمولا یکسان می باشد. پره ها به وسیله شیار های T شکل و یا کاجی شکل بر روی دیسک نصب می گردند. پره ها معمولا دارای Shroud بوده که به منظور کاهش تحریک به یکدیگر متصل می گردند.(شکل 7)

دیسک با انطباق انقباضی و خار بر روی محور نصب می گردد.

 

T-slots

شیار های T شکل و یا کاجی شکل

از یاتاقان های ژورنال که معمولا توسط حلقه روغنکاری(Oil ring)  روانکاری می گردند به عنوان تکیه گاه روتور استفاده می گردد. (شکل 8) در محفظه یاتاقان راهگاه هایی برای چرخش آب خنک کاری در نظر گرفته شده تا دمای روغن روانکار پایین نگه داشته شود. (شکل 9)

در صورت وجود موارد ذیل ممکن است استفاده از روانکاری تحت فشار برای توربین بخار لازم گردد:

·        سرعت های بالاتر از 5000 دور بر دقیقه. در این حالت حلقه روغنکاری (Oil ring)کاربرد ندارد.

·        در صورت استفاده از Tilt-pad thrust bearing، این نوع از یاتاقان ها برای توان های بالا و یا بر اساس درخواست مشتری در نظر گرفته می شوند.

·        دما خروجی بخار بالا باشد. دمای خروجی بخار منبع حرارتی است که فاصله کمی با محفظه یاتاقان دارد. بسته به انتقال دمای محور و سیستم خنک کاری دمای بالای محور می تواند موجب کربونیزه شدن روغن بشود.

·        در صورتی که شیر توقف و یا شیر اختناق (Trip and throttle valve) استفاده گردد. اکثر این شیر ها با روغن عمل می کنند، لذا در این صورت نیاز به سیستم روغن می باشد.

·        در صورتی که گیربکس در مجموعه استفاده گردد،  روانکاری تحت فشار می بایست برای گیربکس در نظر گرفته شود. در این صورت هزینه روانکاری توربین حداقل بوده و در حد اتصالات توربین به سیستم روانکاری می باشد.

ادامه مطلب

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها - بخش 2

انتخابی توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش 2

لینک بخش اول

ساختار توربین بخار

در شکل 1 نمونه ای از ساختمان توربین بخار یک طبقه به نمایش گذاشته شده است.

پوسته و مسیر عبور بخار

بخار از طریق فلنج ورودی به Steam Chest وارد می شود. (شکل 2) محفظه بخار شامل دو قطعه اصلی می باشد. یک شیر توقف (Trip valve) به منظور حفاظت از بالاتر رفتن سرعت توربین از حد مجاز و شیر گاورنر که وظیفه کنترل سرعت را دارد. عملکرد این دو شیر می بایست مستقل از هم بوده حتی اگر در یک پوسته نصب می گردد.

بخار از Steam Chest وارد Steam End می شود که در این بخش نازل های ها و Hand valve وجود دارند. Hand valve این امکان را فراهم می آورد که در صورت نیاز به توان بالاتر تعداد بیشتری نازل در جریان بخار بیشتری قرار گیرد. نازل ها موجب افزایش سرعت بخار می شوند وآن را به سمت پره هایی که بر روی روتور نصب شده است هدایت می کنند. انرژی سرعت بخار تبدیل به انرژی مکانیکی شده و باعث دوران روتور می گردد.

توربین نشان داده شده توربین ضربه ای کرتیس (“Curtis” impulse type) می باشد. در توربین های کرتیس افت فشار در نازل ها انجام شده و در نتیجه حداقل نیروی محوری بر روتور اعمال می گردد. این حالت نسبت به طراحی های دیگر دارای بازه عملکرد وسیع تری و منحنی کم شیب تری می باشد. در توربین های کرتیس بخار خروجی از ردیف اول پره ها تغییر مسیر داده شده و به سمت ردیف دوم پره ها هدایت شده تا مقدار بیشتری از انرژی به کار تبدیل شود. 

یکی ار دلایلی که توربین بخار را می توان به راحتی ارتقاء داد امکان تعویض راحت مجموعه نازل ها می باشد. به عنوان یک مثال می توان 20درصد توان بالاتر را با افزایش 20 درصدی تعداد نازل ها به دست آورد. با اینکه تغییر قطعاتی مانند مجموعه نازل های، دیسک، پره های معکوس کننده جریان، Steam chest به همیشه ممکن نیست ولی در شرایط بسیار خاص ممکن است بتوان آنها را نیز تعویض نمود.

بخار پس از خروج از ردیف دوم پره ها از طریق فلنج تخلیه توربین خارج می شود. (شکل 5) وزن توربین توسط یک پایه که زیر محفظه یاتاقان سمت کوپلینگ قرار می گیرد و یه پایه که زیر Steam End قرار می گیرد مهار می گردد (شکل 6) این موضوع اجازه می دهد تا  انبساط بدنه توربین درجهت شعاعی از مرکز توربین و در جهت افقی از ماشین متصل به توربین به جهت مخالف هدایت شود.

 ادامه مطلب

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها- بخش اول

انتخاب توربین بخار برای محرک پمپ ها

بخش اول

انتخاب متناسب توربین های بخار برای کارکرد مورد نظر می تواند موجب صرفه جویی در هزینه های اولیه خرید و همچنین هزینه های عملکرد گردد. در این مقاله مبانی توربین های بخار توضیح داده شده و اطلاعات لازم انتخاب صحیح توربین بخار برای خریداران ارایه می شود. در اینجا تاکید بر روی پارامتر لازم برای انتخاب و چگونگی تاثیر آنها بر پیشنهاد توربین می باشد.

مقدمه

قبل از اینکه به مبانی انتخاب توربین پرداخته شود در اینجا چند سوال اساسی پاسخ داده شده و ساختار نمونه ای از توربین های بخار کوچک تشریح می گردد.

از توربین بخاردر کجا استفاده می گردد؟

توربین های بخار در گستره وسیعی از صنایع به عنوان محرک پمپها، کمپرسورها، ژنراتورها و دیگر تجهیزات دوار کاربرد دارند. توربین های بخار معمولا در تاسیساتی که بخار به دلایل دیگری وجود دارد استفاده می گردند.

چرا از توربین هاب بخار استفاده می گردد؟

توربین های بخار به عنوان گزینه ای برای دیگر محرک ها در جایی که بخار موجود است و در جایی که منافع توربین بخار ایجاد صرفه می کند به کار می روند.

·        محرک دور متغییر: توربین های بخار می توانند در بازه نسبتا وسیعی از سرعت ها، معمولا 5 درصد بالاتر از سرعت طراحی و 20 در صد زیر سرعت طراحی، کار کنند. این موضوع در کارکرد هایی که خروجی تجهیز متصل به توربین بخار با سرعت تغییر می کند مانند پمپها، فن ها و کمپرسورها،  مهم می باشد. در بعضی از مصارف مانند ماشین های تولید کاغذ توربین لازم است تا در بازه گسترده تری ( نسبت 10 به 1) کار کند. کنترل کننده توربین های می توانند این بازه سرعت را تامین کنند و بدین لحاظ به دیگر محرک ها ترجیح داده می شوند.

·        راه اندازی سریع: توربین های بخار می توانند به سرعت راه اندازی شده و می توانند به راحتی در حالت آماده به کار (Stand-by) قرار گیرند. در اکثر تاسیسات فرآیند هیدروکربن دو پمپ موازی برای  یک کارکرد در نظر گرفته می شود. یکی از پمپ ها پمپ اصلی بوده و دیگری به عنوان پمپ پشتیبان لحاظ می گردد که در صورت ازکار افتادن پمپ اصلی پمپ پشتیبان وارد سرویس می گردد. محرک پمپ اصلی ممکن است موتور الکتریکی و یا توربین بخار باشد و محرک پمپ کمکی برای اینکه به سرعت وارد سرویس گردد توربین بخار لحاظ می گردد.

·        بالانس بخار: در بعضی از فرایند ها توربین بخار توسط فرآیند تولید شده و در فشار های مختلفی در طی فرآیند مورد نیاز می باشد.از توربین بخار می توان به عنوان جایگزینی برای شیرهای کاهش فشار استفاده کرد تا فشار جریان بخار های متفاوتی را به دست آورد. در بعضی از موارد بخار می تواند برای به حرکت درآوردن ژنراتور و تولید برق مورد نیاز موتورهای الکتریکی استفاده گردد.

·        در دسترس بودن بخار: صنایعی که بخار در آنها در دسترس می باشد شامل صنایعی می باشند که فرآیند ها در آنها گرما زا بوده و گرمای ناشی از فرآیند را می توان برای تولید بخار استفاده کرد. به عنوان مثال بسیاری از تاسیسات فرآیند هیدروکربن ها مانند پالایشگاه ها، تاسیسات فرآوری اتیلن، آمونیا و متانول از این نوع صنایع می باشند.

دیگر صنایعی که در آنها بخار موجود می باشد مواردی هستند که بخار برای فرآیند ها لازم می باشد. نمونه های این نوع صنایع کارخانه های تولید کاغذ، تاسیساتی که از بخار برای گرم کردن استفاده می کنند و تاسیسات تهویه مطبوع می باشد. به علاوه در صنایعی که تولید آنها می تواند به عنوان سوخت استفاده شوند، با سوزاندن ضایعات تولید خود بخار تولید می کنند. کارخانه های تولید شکر و روغن جزو این موارد می باشد. این نوع کارخانه  معمولا در نقاط دور  هستند که  برق در دسترس نمی باشد. لذا از سوزاندن بخشی از محصول یا ضایعات آن برای اینکه خود برق و بخار را تامین کنند استفاده می شود.

·        برق لازم نمی باشد: در موراقعی که برق قطع می شود توربین بخار  می تواند امکان کارکرد تجهیزات حساس و مهم را فراهم آورد.

·        انعطاف پذیری: با درنظر گرفتن قطعات یدکی مشترک می توان از توربین های بخار برای گستره مختلفی از کارکرد ها استفاده کرد. همچنین توان توربین های بخار را با حداقل هزینه می توان افزایش و یا کاهش داد و به روز رسانی کرد.

ادامه مطلب

ترجمه آزاد از: 

Selecting Steam Turbines For Pump Drives  by Michael A. Cerce and Vinod P. Patel

Proceedings Of The Twentieth International Pump Users Symposium • 2003

Witness Testing Of API 610 Centrifugal Pumps and API 611 Steam Turbines

Witness Testing Of API 610 Centrifugal Pumps and API 611 Steam 

Turbines

انجام آزمون های پمپ های بر اساس استاندارد API 610 و توربین های بخار بر اساس API 611

 

 

در این نوشته آموزشی به مفاهیم اصلی و ارایه نکاتی در خصوص آزمون پمپ های API 610 و توربین های بخار API 611  پرداخته می شود. در بخش مربوط به پمپ ها در خصوص آزمون عمکرد، NPSH و Mechanical run test بحث می شود. در این مبحث پارامترهایی که می بایست موقع آزمون اندازه گیری شوند و ابزار های اندازه گیری مربوطه معرفی می گردند.  مرجع این قسمت ویرایش 2010 استاندارد API 610 می باشد. بخش آزمون های توربین بخار مبحث Mechanical run test  را پوشش می دهد و پاراگراف های مربوطه از استاندارد API 611 ویرایش 2008 در آن آورده شده است. همچنین چند آزمون اضافه نیز در این بخش توضیح داده شده است که در صورت قابل اجرا بودن می توان آنها را انجام داد.

Download Link:

Witness Testing Of API 610 Centrifugal Pumps and API 611 Steam Turbines
حجم: 411 کیلوبایت

Selecting Steam Turbines For Pump Drives

Selecting Steam Turbines For Pump Drives 

 

 انتخاب توربین های بخار به عنوان محرک پمپ ها

 

انتخاب توربین بخار مناسب می تواند موجب صرفه جویی  هم در هزینه خرید تجهیزات گردد و هم هزینه های عملکرد را کاهش دهد. هدف این مقاله ارایه مبانی توربین های بخار و همچنین فراهم کردن اطلاعات لازم برای خریداران به منظور انتخاب صحیح توربین بخار می باشد. تاکید این مقاله بر روی پارامترهای لازم برای انتخاب می باشد. 

Download link

Selecting Steam Turbines For Pump Drives
حجم: 1.46 مگابایت

تحلیل عددی بارهای متغیر با زمان بر روی شیرهای کنترلی double Seat توربین بخار، GE Oil & Gas

Numerical Analysis of Unsteady Loads on a Steam Turbine Double Seat Control Valve,

GE Oil & Gas

دریافت
حجم: 475 کیلوبایت