پایان نامه طراحی سیستم های ابزار دقیق ایستگاه تقویت فشار گاز

پایان نامه طراحی سیستم های ابزار دقیق ایستگاه تقویت فشار گاز

تقویت فشار گاز

گاز پالایش شده خروجی از پالایشگاه وارد خطوط اصلی انتقال می گردد ،اما عمدتا فاصله بین مصرف كننده تا پالایشگاه بسیار زیاد است . مصرف گاز در شهرها در طول خط وجود عوارض طبیعی اعم از كوهها و گودالها و همچنین اصطحكاك ناشی از حركت گاز درون لوله باعث افت فشار آن می گردد بنابرین ایستگاههایی در فواصل منظم در طول خط احداث شده است كه دارای چند توربوكمپرس می باشند هدف از تاسیس این ایستگاهها جبران این افت فشار می باشد .

گاز خروجی از مرحله اندازه گیری وارد خطوط تقسیم شده و این واحدها تقسیم می گردد.هر واحد شامل یك توربوكمپرسور گازی است كه دارای انواع مختلف می باشد نوع مورد استفاده در ایستگاه شماره 2 از مدلهای 990 شركت درس رند [1] با سیستم كنترل قابل برنامه ریزی از نوع چرخش و با توربین آزاد و ددر سوخته می باشد كه دارای چهار بخش اصلی می باشد

1.ژنراتور گازی    2. توربین قدرت  3.جعبه دنده كمكی  

4. جعبه دنده اصلی قسمت گردنده

این توربوكمپرسور براساس سیكل باز وبا استفاده از دو محور كه ارتباط مكانیكی مستقیم فیما بین ندارند كارمی كند  بدین نحو كه محور ژنراتور گازی میان تهی بوده و محور توربین قدرت از داخل آن عبور كرده و كمپرسور گاز متصل می باشد .

ژنراتور گازی از سه قسمت اصلی 1- كمپرسورهوا   2-محفظه احتراق

3- توربین ساخته شده كه كمپرسورهوا از نوع گریز از مركز و دارای دو مرحله و  توربین قدرت دارای سه مرحله محوری می باشد .

در نهایت امر گاز فشرده شده بعد از ولوهای یكطرفه در خروجی واحد و در خروجی از هدر خروجی[2] دوباره به خط اصلی بر می گردد.

سوخت واحدها از یك انشعاب قبل از مرحله مترنیگ تامین می گردد .

این لاین 6 اینچ وارد فیلتر سوخت شده و پس از تصفیه به اتاق سوخت وارد می گردد و طی چند مرحله فشار آن توسط رگولاتورها به فشار مناسب شكسته می شود .چون در حین شكست فشار دمای آن به شدت پایین می آیید لذا بایدقبل از ورود به رگولاتورها گرم می گردد برای این منظور گاز به لانیهای كوچكی منشعب می گردد كه از درون یك مایع (آب مخلوط با گلایكول)می گذرد این آب توسط یك  میترگازی یا برقی گرم می شود .دمای گازخروجی  از میتر  دمای آب و فشار گازسوخت می گردد بنابرین حگرهای اختلاف فشار فیلترآن را كنترل می نماید  فیلتر سوخت نیز مانند اسكرابرها مجهز به سیستم خودكار تخلیه ناخالصیها می باشد .

ب) سیستم های اصلی توربوكمپرسور

سیستم روغن خنك كننده [3]

سیستم نشت بند[4]

سیستم استارت

سیستم سوخت

سیستمهای توربوكمپرسور[5]

الف) سیستم روغنكاری

وظیفه این سیستم روغنكاری و خنك كاری اجزاء متحرك در كمپرسور می باشد .

همانطور كه در شكل می بینیم روغن ابتدا وارد پمپ اصلی شده كه با حركت ژنراتور (GG)به گردش درمی آید. و پمپ كنار آن كه با پمپ اصلی موازی است با یك موتور (v) 24به گردش درمی آید وظیفه خنك كاری توربوكمپرسور بعد ازتوقف آن را بر عهده دارد در حالت اضطراری یك پمپ گازی  نیز موازی با دو نصب شده است كه در صورت عملكرد نا صحیح پمپها به كار خواهد افتاد جهت اطمینان كامل یك مخزن پر فشار حاوی نیتروژن نیز در سیستم تعبیه شده كه در صورت از كار افتادن سه پمپ با پمپ اصلی روغن را به قسمتهایی مهم پمپ می كند

TCV206[6]در صورت افزایش دمای بیش از حد روغن مسیر آن را به سمت خنك كننده هدایت می كند .فیلترها وظیفه تصفیه روغن را بر عهده دارند .

سنسورهای لرزش

این حسگرها با استفاده از خاصیت پیزو الكترویك ارتعاش دریافتی را به جریان الكتریكی تبدیل كرده و این جریان سپس توسط یك كارت مخصوص آنالیز می شود . در نهایت حركت غیر عادی شافت در نمایشگر اتاق كنترل به 2 صورت قابل مشاهده و برسی است :

1. Vibration Displacement
2. Vibration Acceleration 

محل نصب آنها خصوصا" بدنه GG, [1] PT [2] توربین می باشد بنابراین حساسیت آنها نسبت به حرارت باید مورد توجه باشد .

[1] Power Turbine [2] Gas Generator

سیستمهای هشدار دهنده

یك سیستم هشدار دهنده را نمی توان جدای از سیستم اطلاعاتی مربوطه و یا حتی مورد بحث قرار داد .آلارمها به منظور هشدار به پرسنل بهره برداری از وقایع و یا موارد غیر نرمال در ایستگاهها تهیه می شوند و اپراتورها باید از خود یك عكس العمل اصلاحی و یا یك عمل در جهت كاهش اشكال را به منظور بازیابی بهره برداری نرمال نشان دهند كه این عكس العملها در جهت جلوگیری صدمه به ایستگاه و افراد می باشد . ممكن است احتیاجی به عكس العملهای  فوری اپراتورها نباشد، لیكن او باید در جریان یك واقعه كه در آینده ممكن است اتفاق بیافتد قرار گیرد و چنانچه می تواند اقدام اصلاحی انجام دهد. یك سیستم آلارم معمولی باید محدوده وسیعی از اطلاعات را در بر گرفته و عكس العملهای اپراتور  را پشتیبانی نماید . 

فهرست

تقویت فشار گاز   ۱
بصورت دستی   ۱
بصورت خودکار شامل   ۱
الف)بوسیله دکمه  روی سیستم ولو   ۱
ب)از راه دور اتاق کنترل   ۱
۴٫ جعبه دنده اصلی قسمت گردنده   ۲
ب) سیستم های اصلی توربوکمپرسور   ۳
سیستم روغن خنک کننده    ۳
سیستم نشت بند   ۳
سیستم استارت   ۳
سیستم سوخت   ۳
سیستمهای توربوکمپرسور   ۳
الف) سیستم روغنکاری   ۳
سیستم استارت   ۵
سیستم گاز سوخت   ۵
۲-  PDT فیلتر گاز ورودی به واحد   ۶
طراحی سیستم   ۶
ساختمان سیستم کنترل   ۷
فلسفه اصلی در طراحی سیستم های جدید کنترل کاهش توقفهای توربین   ۷
۲- سیستم حفاظتی   ۷
سیستم متوالی    ۸
بهره برداری از واحدها   ۹
اما به طور کلی می توان گفت که استارت شامل سه مرحله می باشد .   ۹
واحد استپ نیز شامل دو مرحله می باشد :   ۹
در چهار صورت سیستم از گاز تخلیه می گردد و برای راه اندازی مجدد نیاز به فشار گیری دارد   ۹
انواع حسگرهای مورد استفاده در واحد   ۹
شعله یابها ،گازیابها ،دودیابها   ۱۱
۲)اندازه گیری وتبدیل فشار گاز (عناصر برقی )   ۱۱
پل وستون   ۱۱
یکی از طرحهای متداول مدار مبدل برقی فشار پل وستون می باشد .شکل۱   ۱۱
شکل۱   ۱۲
۱- مبدل ترانسفورماتور تفاضلی متغیر خطی   ۱۳
۲- مبدل برقی فشار   ۱۳
در شکل(۳و۲) طرح دیگری از ترانسفور ماتور تفاضلی خطی نشان داده شده است.   ۱۳
سیستم ترانسفور تفاضلی متغییرخطی   ۱۴
تغییر می دهد.با اندازه گیری جریان خروجی ،می توان مقدار فشار را بدست آورد .   ۱۴
مبدل پتانسیمتری   ۱۵
شکل۵- مبدل پتانسیمتری   ۱۶
مبدل خازن متغییر خطی   ۱۷
شکل۶- سنسور فشار ، هز نوع القاءکننده متغییر   ۱۸
سنسور فشار ، نوع القاءکننده متغییر   ۱۸
” سنسور فشار از نوع القاءکننده متغییر “   ۱۹
Varible Inductor Pressurs   ۱۹
شکل ۷   ۱۹
المانهای الکترونیکی فشار   ۲۰
با استفاده از روش اندازه گیری اضافه طول نسبی   ۲۰
اندازه گیری فشار به روش یونیزاسیون   ۲۲
۲۲
گیج کاتد گرم   ۲۳
گیج کاتد سرد   ۲۳
مبدل پی زو الکتریکی   ۲۴
گیج پیرانی   ۲۶
۳)اندازه گیری جریان سیالات بشیوه قیاسی و یا استنباطی   ۲۶
دستگاههای اندازه گیری و انتقال دهنده   ۲۷
وسیله و یا عنصر اولیه جریان سنجهای وابسته به اختلاف فشار   ۲۷
عناصر اولیه   ۲۸
صفحه های سوراخ دار   ۲۸
شکل ۱۸   ۲۹
صفحه هایی با سوراخ خارج از مرکز   ۳۰
۳۰
شکل۲۱   ۳۰
صفحه با سوراخ قطاعی   ۳۱
اریفیس ،با لبه ربع دایره یا اریفیس لبه گرد   ۳۱
با قرار دادن عوامل مورد نیاز عدد رینولدز ، نتیجه حاصل می گردد:   ۳۳
وزن مخصوص* قطر روزنه صفحه*سرعت متوسط سیال=عدد رینولدز   ۳۳
گرانروی مطلق   ۳۳
عدد رینولدز در بیشتر واحدهای عملیاتی بین ۰۰۰و۱۰و۰۰۰و۱۰۰۰   ۳۳
پایین بودن عدد رینولدز ، موجب تغییر جریان ، از حالت متلاطم به حالت ارام خواهد شد.   ۳۳
روزنه های لبه گرد برای جریانهای بالا دارای عملکرد خوبی نمی باشد.   ۳۳
جدول شماره ۱   ۳۳
لوله ونچوری نوعی دیگر از عنصر اولیه میباشد که در صنایع مورد استفاده قرار میگیرد.   ۳۳
“جدول ۱-گزینش عناصر اولیه برای کاربردهای مختلف”   ۳۳
سوراخ های خروج گاز و یا عبور مایع   ۳۵
صفحه روزنه دار یکپارچه با جریان سنج (۱)   ۳۶
۱ تا ۱ ۱  اینچ به کار می روند .   ۳۶
گستردگی میدان اندازه گیری جریان سیالات   ۳۷
شکل ۲۶   ۳۸
شکلهای ۲۷   ۳۹
محاسن صفحه های سوراخ دار   ۳۹
معایب صفحه های سوراخ دار   ۴۰
انواع اتصالات شیر اریفیس   ۴۰
۱-اتصال فلنج   ۴۰
شکل۲۹   ۴۱
۲-اتصال گوشه ای   ۴۱
شکل ۳۰   ۴۲
از معایب و اشکالات اتصال گوشه ای یا زاویه ای آن است که :   ۴۲
۳- اتصال وناکانترکتا   ۴۲
شکل ۳۱   ۴۳
۴-اتصال شعاعی   ۴۴
۵- اتصال لوله (شکل ۳۲)   ۴۴
شکل ۳۲   ۴۴
در شکل بالا ،موقعیت چهار نوع انتقال فشار از طرفین اریفیس پلیت به شرح زیر تعیین گردیده است :   ۴۴
AA-انشعاب گوشه ای   ۴۴
BB- انشعاب فلنج   ۴۴
CC- انشعاب وناکانترها و شعاعی   ۴۴
DD- انشعاب لوله   ۴۴
انشعابات فشار   ۴۶
اقسام انشعابات بشرح زیر است :   ۴۶
انشعاب فشار ازلوله   ۴۶
انشعاب فشار از فلنج   ۴۷
انشعاب فشار از از وناکانترکتا   ۴۷
لوله و نچوری   ۴۸
معایب لوله و نچوری   ۴۸
۴۹
“طراحی لوله ونچوری”   ۴۹
شکل ۳۸   ۴۹
۴)عملکرد شیرهای خودکار کنترل عددی   ۴۹
شرح  میکروپروسسوری مدل ۸۰۰و۶۵۰:   ۴۹
اصول کارکرد این سیستم براساس  عملیات متمتیز زیر پایه گذاری شده است :   ۴۹
۲- دیده بانی فشار و اندازه گیری نرخ افت فشار   ۵۰
۳-دیده بانی جریان با اندازه گیری اختلاف فشار دو سر شیشه نیمه بسته   ۵۰
در شکل ۴۱- بلوک دیاگرام مربوط به سیستمهای Accu Tect نشان داده شده است.   ۵۲
سیستم سلسله مراتب نمایش های VDU   ۵۳
۵)سیستمهای هشدار دهنده   ۵۳
تعاریف   ۵۴
۲-ملاحظات طراحی   ۵۵
۱-۲ اعتبار   ۵۵
۲-۲ ارتباط فنی   ۵۶
۳-۲ نیازهای فنی   ۵۶
نشاندهندهای الارم باید بتوانند استفاده کنندگان را در جهت نیل به اهداف زیر کمک و یار دهند.   ۵۶
۴-۲ طبقه بندی   ۵۷
روش اختصاص هر آلارم درون سیستم دارای امتیازهای چهارگانه زیر می باشد:   ۵۷
۳-آنالیز وکاهش آلارم ها   ۵۷
۱-۳ دسته بندی آلارمها   ۵۷
۲-۳ غلبه بر آلارمها   ۵۸
جدول۶-روش طبقه بندی آلارمها   ۵۸
جدول۷- مثالهایی از چک لیست اعمال شده بر آلارمها   ۵۹
۳-۳ درختهای آلارم   ۶۰
شناسائی و الگوسازی   ۶۰
جدول۸- درخت تجزیه وتحلیل آلارم   ۶۱
۴-۳ احتمالات   ۶۱
دستگاههای هشدار دهنده   ۶۱
جدول۹-آرایه الگوی آلارم   ۶۲
۶- نحوه برخورد با آلارمها   ۶۴
۶) نمایشگرهای کامپیوتری :   ۶۵
۲-روشهای طراحی،مکانهای نمایش اطلاعات   ۶۶
کنترل ابزار دقیق   ۶۷
شکل ۴۴-متدولوژی طراحی فورمت VCD که نمایش دهنده ارتباط داخلی در فرآیند است   ۶۷
۷) منابع تغذیه الکتریکی برای سیستم های IوC   ۶۸
۲-منابع تغذیه AC با فرکانس ۵۰ هرتز   ۶۸
۱-۲ ادوات ابزار دقیق با باتری پشتیبان   ۶۸
۲-۲ سیستم مرسوم برای منبع تغذیه ابزار دقیق با باطری پشتیبان   ۶۹
تحت شرایط کارطبیعی ،انتقال قدرت به بارهای متصل به کلید خانه به صورت زیر می باشد :   ۷۰
عملکرد سیستم منبع تغذیه ابزار دقیق با باطری پشتیبان   ۷۱
سیستم کلی با تمام اجزاء   ۷۱
جدل ۱۰- دامنه و مدت اعوجاج های منبع تغذیه AC,DC   ۷۲
منابع تغذیه DC   ۷۳
استفاده از منابع تغذیه DC در تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۷۳
جدول۱۱-تغییرات ولتاژ سیستم باطریDC   ۷۳
۲-۳ باطری های ۱۱۰و۴۸ ولت   ۷۴
۳-۳ منابع DC دیگر   ۷۴
۴-۳ دلایل و لزوم طراحی تجهیزات الکترونیکی   ۷۴
تغییرات منبع تغذیه   ۷۴
قطعی های قابل تحمل   ۷۴
می توان تدابیر خاصی برای تجهیزات حساس در نظر گرفت که عبارتند از :   ۷۵
جدول۱۲- مشخصات نمونه منبع تغذیه سازندگان کامپیوتر   ۷۵
۴ نویز میخی شکل و حالتهای گذرا   ۷۶
منابع تغذیه داخلی در تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۷۷
نحوه ی آرایش عمومی   ۷۷
۲-۵ منابع تغذیه سوئیچینگ   ۷۷
شکل۴۶ –اساس منبع تغذیه خطی ولتاژ پایین با تنظیم کننده از نوع سری   ۷۸
شکل۴۷-اساس منبع تغذیه سوئیچینگ با تنظیم کننده ولتاژ   ۷۹
جدول۱۳-مقایسه ی منبع تغذیه خطی با سوئیچینگ   ۷۹
مزایا   ۸۰
معایب   ۸۰
ث-نویز در خروجی های ثانویه به دو صورت می باشد:   ۸۱
شکل۴۸-  منبع تغذیه سوئیچینگ   ۸۱
نوع ترکیبی  منبع تغذیه   ۸۱
سیستم منبع تغذیه نوعی برای تجهیزات کنترل و ابزار دقیق   ۸۱
منابع هوای فشرده سیستم ابزار دقیق   ۸۲
نیازهای اولیه   ۸۲
شکل۴۹-نمای منبع تغذیه مستقیم DC دوتائی.   ۸۳
کیفیت هوا   ۸۳
سیستم هوای فشرده   ۸۳
۸) سیم کشی سیستم کنترل و ابزار دقیق ،ترمینال بندی و اتصال زمین   ۸۳
ترمینال بندی   ۸۴
شکل۵۲-نمونه ای از ترمینالهای کشوئی   ۸۵
شکل ۵۳-مثالی از واحد اتصالات سیم بندی شده با جداکننده اتصالات و نقاط آزمایش   ۸۶
خصوصیات الکتریکی کابل های کنترل و ابزار دقیق   ۸۶
سطوح قدرت سنسورها و مبدل ها   ۸۶
شکل ۵۴ – انتشار و حذف تداخل الکترو مغناطیسی   ۸۸
کوپلاژ مغناطیسی   ۸۸
پیچاندن کابل های زوجی به طوری که ولتاژ القاء شده در هر زوج دیگر را از بین ببرد .برای سوئیچینگ   ۸۸
کوپلاژ الکترومغناطیسی   ۸۹
شکل ۵۵- تداخل وحذف کوپلاژ مغناطیسی ،به طریق زیر کاهش می یابد .   ۸۹
شکل ۵۶- کوپلاژ الکتراستاتیکی (خازنی )بین کابل های تغذیه و کابل های سیگنال   ۸۹
شکل ۵۷ – اصول فیلتر سازی الکتروستاتیکی به منظور کاهش تداخل ناشی از کوپلاژ خازنی   ۹۰
طراحی تقویت کننده ها برای حذف تداخل   ۹۰
تداخل به شکل های زیر به وجود ی آید :   ۹۰
شکل ۵۸-نوع تداخل سری و مشترک و راه های کاهش اثرات آنها .   ۹۱
اصول کلی بهره برداری   ۹۳
PLC   ۹۸
اشکال مختلف نمایش برنامه :   ۱۰۲
بلوکهای سازمانی دهی   ۱۰۴
به روش LAD   ۱۰۵
بررسی یک نمونه سنسور موقعیت زاویه ای مطلق   ۱۰۷
سنسورهای مگنتورزیستیو   ۱۱۲
کـــــاربـــرد ها   ۱۱۲
کاربردهای خطی   ۱۱۲
کاربرد های زاویه ای   ۱۱۶
منابع و ماخذ   ۱۲۰
پیوست ها   ۱۲۲