آنالیز حساسیت اثر شرایط محیطی بر عملکرد دینامیکی سیستم سوخت‌رسانی میکروتوربین گازی مدل gtcp 85-180

سیستم سوخت‌رسانی یکی از اجزای مهم و پیچیده میکروتوربین گازی است. با توجه به اینکه شرایط محیطی کارکرد موتور مانند دمای محیط، رطوبت نسبی هوا و ارتفاع کارکرد از سطح دریا بسته به موقعیت جغرافیایی متفاوت است، عملکرد سیستم سوخت‌رسانی نیز دچار تغییر می‌شود. در مطالعه حاضر سیستم سوخت‌رسانی میکروتوربین گازی مدل gtcp85180 موجود در ایران با استفاده از کنترلر پی‌آی‌دی مکانیکی مدل‌سازی شده است. سپس با زوج‌نیروکردن معادلات کنترل‌کننده و معادلات ترمودینامیک کلاسیک حاکم بر موتور، تاثیر شرایط محیطی مختلف بر راه‌اندازی و کارکرد نامی موتور مورد بررسی قرار گرفته است. بازه تغییرات شرایط محیطی متناسب با موقعیت جغرافیایی شهرهای ایران انتخاب شده است. با مقایسه نتایج حل عددی توسط کد نوشته‌شده در نرم‌افزار متلب با داده‌های تجربی، دقت حل عددی مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان داد که دمای محیط بیشترین تاثیر را بر عملکرد سیستم سوخت‌رسانی میکروتوربین می‌گذارد و موجب می‌شود که دمای گاز خروجی از توربین 16/3%، مصرف سوخت 3/7%، زمان راه‌اندازی موتور 14/7% و فشار سوخت انژکتور 4/7% تغییر کند. همچنین مقایسه نتایج حالت کارکرد نامی موتور با نتایج راه‌اندازی نشان داد که اثر پارامترهای محیطی بر عملکرد سیستم سوخت‌رسانی، در زمان راه‌اندازی موتور بیشتر است.

Sensitivity Analysis Effect Environmental Conditions on Dynamic Operation of Fuel System on the GTCP85-180 Micro Gas Turbine

Fuel system is one of the most important parts of the micro gas turbine. Due to the variation of environmental conditions such as temperature, relative humidity of air and height in different geographical locations, the operational features of the fuel system change. In this study, the fuel system of the GTCP85180 gas turbine is modelled by applying PID mechanical controller. The governing equations of the controller is coupled with classical thermodynamic equations of the gas turbine and the effects of different environmental conditions on startup and norminal operation of the motor are investigated. The range of variations of the environmental conditions is choosed by considering the geographical locations of Iran. The results of the numerical simulation were verified by comparing the numerical results obtained with written code in Matlab software with experimental measurements. The results showed that the environmental temperature has the strongest effect on the operational features of the fuel control system and causes 16.3% variation of exhaust gas temperature, 3.7% variation of fuel discharge, 14.7% variation of startup time of the motor and 4.7% variation of fuel pressure in injectors. Also, the startup operation of the motor showed more sensitivity to environmental conditions compared to normal operation of micro gas turbine.