توسعه سامانه عیب‌یابی میکروتوربین گاز با تلاش محققان دانشگاه امیرکبیر

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

کد خبر: ۵۴۶۷۹۶

تاریخ: ۰۶ آذر ۱۴۰۱ - ۱۰:۴۹

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سید صالح طالبی دانش آموخته این دانشگاه 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.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطرنشان 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 طالبی، 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.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: هدف از اجرای این طرح که در قالب 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.

وی 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.

این محقق 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.

طالبی درمورد نتیجه این تحقیق اظهار داشت: نتایج این پژوهش در صنعت تولید موتورهای توربین گاز، اعم از توربین‌های گاز صنعتی و موتورهای هوایی قابل استفاده است.

وی تصریح 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.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر 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 می روند.

طالبی به کاربردهای پروژه اشاره کرد و یادآور شد: از نتایج این طرح می توان برای طراحی و ارتقای سامانه پایش وضعیت و عیب‌یابی انواع موتورهای توربین‌گاز اعم از زمینی و هوایی بهره برد.

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