بهینه سازی چیدمان پره های متحرک توربین گازی SIEMENS SGT۶۰۰ برای حداقل سازی نابالانسی روتور با الگوریتم ژنتیک

ارتعاشات ماشین های دوار، به عنوان یک شاخه وسیع در مهندسی مکانیک تحت عنوان روتور دینامیک، کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. توربین های گازی از جمله تجهیزات دواری هستند که وجود ارتعاشات در روتور موجب کاهش عمر، کاهش بازدهی و فرسایش قطعات و ایجاد خسارات به تجهیز می شود. ارتعاشات یک توربین گاز عوامل مختلفی دارد که مهم ترین آن وجود نابالانسی در روتور می باشد. نابالانسی روتور به دلایل مختلفی همچون نابالانسی در دیسک، اختلاف در جرم و مرکز جرم پره ها نسبت به یکدیگر ایجاد می شود. به همین منظور قبل از بالانس دینامیکی روتور، لازم است که ابتدا ممان جرمی پره ها اندازه گیری شود و چیدمانی بهینه از پره ها پیرامون دیسک با استفاده از روش های مختلف انجام شود که کمترین میزان نابالانسی استاتیکی بر روی روتور را داشته باشد. در این پژوهش مدل سازی با هدف بررسی میزان نابالانسی پره های ردیف اول و سوم قسمت داغ توربین گازی SIEMENS SGT۶۰۰ واقع در پالایشگاه چهارم مجتمع پارس جنوبی صورت گرفت و چیدمان بهینه ایی از آرایش پره ها با استفاده از روش های متناوب سبک و سنگین، جایگشت چند حالت و الگوریتم ژنتیک حاصل شد. بر اساس نتایج کمترین میزان نابالانسی ناشی از آرایش چیدمان بهینه پره ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک حاصل شد. کاهش نابالانسی به کمتر از ۵۰ گرم میلی متر با الگوریتم ژنتیک عملا در محدوده مجاز نابالانسی توربین SGT۶۰۰ قرار دارد و ارتعاشی بر روی بیرینگ های این توربین ایجاد نمی کند. همچنین نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج تجربی حاصل از بالانس در محل مقایسه شد و کارآیی این آرایش بهینه از پره ها را نشان داد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، چیدمان پره های متحرک ، حداقل نابالانسی ، ارتعاشات ، الگوریتم ژنتیک