مدل سازی عملکرد توربین های گازی سه محوره محرک کمپرسور ایستگاههای تقویت فشار گاز از دیدگاه اکسرژی

توربین‌‌‌‌‌‌های گازی یکی از مصرف کننده‌های عمده گاز طبیعی در شرکت ملی گاز محسوب می‌شوند. در این میان توربین‌های سه محوره بخش عمده‌ای از توربین‌های موجود در ایستگاه‌های تقویت فشار را به خود اختصاص داده‌اند. در این تحقیق ابتدا روابط اکسرژی حاکم بر اجزاء مختلف ایستگاه تقویت فشار گاز استخراج و بر اساس اطلاعات واقعی، مدل‌های ریاضی مختلفی بر اساس متغیرهای محیطی و عملیاتی ایجاد گردید. این مدل‌ها با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره و با کمک آنالیز واریانس ایجاد شده که نتایج دقیقی را ارائه داده است. براساس مدل‌های ایجاد شده می‌توان پارامترهایی از قبیل، بازده اکسرژی توربین، مصرف سوخت، مصرف سوخت ویژه و اکسرژی هدر رفته در کل ایستگاه را با داشتن متغیرهای محیطی و عملیاتی مانند دمای ورودی به کمپرسور هوای توربین، دمای ورودی به توربین و نسبت تراکم توربین پیش بینی کرد. با توجه به مدل‌های ایجاد شده، روند تاثیر متغیرهای مختلف بر روی پارامترهای مذکور مورد بررسی قرار گرفت و اثر متقابل متغیرهای مختلف بر روی پاسخ مدل‌های ایجاد شده نیز بررسی گردید. نتایج نشان دادند که تغییر در هرکدام از متغیرها بر شیب تغییرات توان خالص خروجی ناشی از تغییر دیگر متغیرها تاثیری ندارد، در حالی که دمای ورودی به کمپرسور و نسبت تراکم در مدل بازده اکسرژی، دمای ورودی به توربین و نسبت تراکم در مدل مصرف سوخت و دمای ورودی به کمپرسور و دمای ورودی به توربین در مدل مصرف سوخت ویژه، تاثیر متقابلی بر روی پاسخ مدل‌ها دارند.

Gas Compressor Station Triple Shaft Gas Turbine Performance Modeling Based on Exergy

Triple shaft gas turbines are the most gas compressor driven in natural gas compressor station in national Iranian Gas Company. In the recent study, exergy equilibrium formula of each components of gas compressor station specified and several mathematical models made. The model predict different parameters based on environmental and operational conditions. Models made by multivariate linear regression and ANOVA technique that made high precision models. The models results show that how varying the environment and operational condition such compressor inlet temperature, turbine inlet temperature and turbine pressure ratio affect exergy efficiency, fuel consumption, exergy destruction and specific fuel consumption. In this study effects of environmental and operational variables on this parameters and interaction of this variable on each other surveyed. Results showed that variation in each variables has no effect in slope of net output power variation due to change in other variables, whereas compressor inlet temperature and pressure ratio in exergy efficiency model, turbine inlet temperature and pressure ratio in fuel consumption model and turbine and compressor inlet temperature in specific fuel consumption model have interaction on their model’s response