به همت محققان دانشگاه امیرکبیر محقق شد

توسعه سامانه عیب‌یابی میکروتوربین گاز / کاربردی در مراحل ساخت و بهره‌برداری توربین‌های گاز

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به توسعه سامانه‌ای برای عیب‌یابی میکروتوربین‌های گاز شدند که در مراحل ساخت و بهره‌برداری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کد خبر: ۱۰۴۵۳۳۶

يکشنبه - ۰۶ آذر ۱۴۰۱ / November 27, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سید صالح طالبی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «توسعه سامانه عیب‌یابی میکروتوربین گاز» گفت: افزایش جمعیت و تقاضای انرژی، محدودیت منابع تجدید ناپذیر، افزایش قیمت سوخت، نگرانی‌ها در مورد گاز‌های گلخانه‌ای و افزایش آلودگی هوا سبب شده است تا گرایش به تولید انرژی پاک‌تر از طریق روش‌های با بازدهی بیشتر و آلایندگی کمتر افزایش یابد.

وی افزود: از جمله راهکار‏هایی که برای افزایش بازدهی تولید و توزیع برق، توسعه یافته است، تولید پراکنده الکتریسیته با توان در محدوده کمتر از ۱۰۰۰ کیلووات، به جای تولید متمرکز است.

طالبی خاطر نشان کرد: امروزه میکروتوربین به عنوان یک فناوری نسبتاً جدید با توانی در حدود ۲ الی ۵۰۰ کیلووات ساخته شده و اخیرا مورد اقبال گسترده برای تولید پراکندۀ برق قرار گرفته‌اند.

به گفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، میکروتوربین‌ها به عنوان پشتیبان انرژی‌های تجدید پذیر در مدار، استفاده گسترده‌ای نیز در شبکه‌های هوشمند تولید انرژی پیدا کرده‌اند. این نوع خاص از کاربری سبب شده تا تغییر بار درخواستی به‌طور متعدد در طول عمر عملیاتی آن‌ها اتفاق بیافتد؛ بنابراین چرخه عمر میکروتوربین‌ها سریع‌تر طی شده و پایش وضعیت سلامت و عیب‌یابی آن‌ها اهمیت بیشتری پیدا کند.

به گفته وی، پایش وضعیت برخط و عیب‌یابی بر مبنای متغیر‌های عملکردی این امکان را فراهم می‌کند تا ضمن کشف زودهنگام عیوب رخ داده در میکروتوربین، نیاز به بازدید‌های برنامه‌ریزی‌شده که مستلزم خاموشی موتور و خارج کردن آن از مدار است نیز کاهش یابد. در نتیجه عیب‌یابی به این روش دسترس‌پذیری و اعتمادپذیری میکروتوربین را افزایش و هزینه‌های عملیاتی آن را کاهش می‌دهد بعلاوه با کشف به‌موقع عیوب باعث افزایش عمر عملیاتی آن نیز می‌شود.

وی عنوان کرد: هدف از اجرای این طرح که در غالب رساله دکتری انجام شده است، توسعه یک سامانه عیب‌یابی عملکرد پایه برای میکروتوربین گاز بوده که قادر است بر مبنای اندازه‌گیری برخط متغیر‌های مسیر گاز، وضعیت سلامت اجزای موتور را ارزیابی کرده و هشدار‌های لازم را اعلام کند.

طالبی اظهار کرد: در این پژوهش روشی برای عیب‌یابی میکروتوربین گاز در دو سطح آشکارسازی و مجزاسازی ارائه شده که عیب‌یابی در سطح مجزاسازی در کل ناحیه عملکردی موتور و با لحاظ ویژگی رشد تدریجی عیوب، برای نخستین بار روی میکروتوربین گاز انجام شده است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: این ارزیابی نشان داد که به‌منظور آشکارسازی عیب کافی است تا مقدار توان خروجی موتور و دور موتور اندازه‌گیری شود که درصد موفقیت آشکارسازی آسیب بالای ۹۹ و درصد خطای آن کمتر از ۰.۵ خواهد بود.

وی با بیان اینکه به‌منظور مجزاسازی عیوب کافی است تا پنج متغیر، توان خروجی، دور موتور، دمای خروجی موتور، دمای خروجی کمپرسور و فشار خروجی کمپرسور اندازه‌گیری شود، گفت: در این صورت کمینه درصد موفقیت مجزاسازی عیوب ۹۶ و بیشینه درصد خطای آن ۵/۳ خواهد بود.

وی با اشاره به نتیجه تحقیق گفت: نتایج این پژوهش در صنعت تولید موتور‌های توربین گاز، اعم از توربین‌های گاز صنعتی و موتور‌های هوایی قابل استفاده است.

وی اظهار کرد: در حال حاضر این نتایج در صنایع توربینی کشور و شرکت‌هایی نظیر مپنا، توربوتک و مراکز توسعه موتور‌های توربینی قابل بکارگیری است بعلاوه الگوی پیشنهادی برای حل مسائل عیب‌یابی قابل تعمیم و بهره گیری در انواع دیگر سامانه‌های حائز پیچیدگی نیز هست.

وی با تاکید بر اینکه برای نخستین بار است که یک روش برای مجزاسازی عیوب اجزای میکروتوربین ارائه می‌شود، گفت: کاهش هزینه عملیاتی موتور میکروتوربین، کاهش هزینه نگهداری، ارتقای دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان موتور، کمینه کردن متغیر‌های اندازه‌گیری مورد نیاز برای عیب‌یابی و مقاوم بودن روش در قبال افزایش نویز اندازه‌گیری از مزیت‌های این طرح به شمار می‌روند.

وی با اشاره به کاربرد‌های پروژه گفت: از نتایج این طرح می‌توان برای طراحی و ارتقای سامانه پایش وضعیت و عیب‌یابی انواع موتور‌های توربین‌گاز اعم از زمینی و هوایی بهره برد.

گفتنی است:اساتید راهنمای این طرح ابوالقاسم مسگرپور طوسی و علی مددی اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و استاد مشاور آن دکتر مهرداد کیائی از مهندسین شرکت مدیریت پروژه‌های نیروگاهی ایران (مپنا) بوده‌اند.