کاربر:Farshid b56

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

نیروگاههای بخاری مقدمه

نیروگاه حرارتی جهت تولید انرژی الکتریکی بکار می‌رود که در عمل پره‌های توربین بخار توسط فشار زیاد بخار آب ، به حرکت در آمده و ژنراتور را که با توربین کوپل شده است، به چرخش در می‌آورد. در نتیجه ژنراتور انرژی الکتریکی تولید می‌کند. نیروگاه حرارتی به مقدار زیادی آب نیاز دارد. در نتیجه در محلهایی که آب به فراوانی یافت می‌شود، ترجیحا از این نوع نیروگاه استفاده می‌شود. چون انرژی الکتریکی را به روشهای دیگری ، مثل انرژی آب در پشت سدها (توربین آبی) ، انرژی باد (توربین بادی) ، انرژی سوخت (توربین گازی) و انرژی اتمی هم می‌توان تهیه کرد. سوخت نیروگاه حرارتی شامل ، مازوت ،فروت و یا گازوئیل طبیعی است.

مشخصات فنی نیروگاهها

  • سوخت :

سوخت اصلی نیروگاه ، سوخت سنگین (مازوت) یا گازطبیعی می‌باشد که مازوت توسط تانکرها حمل و از طریق ایستگاه تخلیه سوخت در مخزن های بزرگ ذخیره می‌گردد. سوخت راه اندازی ، سوخت سبک (گازوئیل) است که در یک مخزن ذهیره نگهداری می‌شود.

  • آب :

آب مصرفی نیروگاه ، جهت تولید بخار و مصرف برج خنک کن و سیستم آتش نشانی ، از طریق واحد تصفیه آب تامین می‌گردد. که آب مورد نیاز بویلرهای نیروگاه فقط باید آب دمین(بدون سختی و املاح) باشد.از آنجائیکه آب خروجی تصفیه آب به تنهایی قادر به تامین این آب با شرایط ایده آل نمی باشد .پس از واحد تصفیه یک واحد دمین کننده شامل تصفیه گر رزینی یا اسمز معکوس(R.O) نصب می کنند.

  • سیستم خنک کن:

برج خنک کن نیروگاه معمولا" از نوع تر می‌باشد و تعداد زیادی فن (خنک کن) دارد که هر یک دارای الکتروموتوری با قدرت و سرعت های متنوع می‌باشد و بوسیله تعداد مناسبی پمپ (بر اساس نیاز طراحی) توسط لوله‌ای ،آب مورد نیاز خنک کن تامین می‌گردد. دمای آب برگشتی در برج خنک کن بطور معمول30 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی از برج 21 درجه سانتیگراد می‌باشد.

  • سیستم تصفیه آب :

-سیستم تصفیه آب جهت برج خنک کن : آب لازم جهت برج خنک کن بایستی فاقد املاحی باشد که سریعا در لوله‌های کندانسور رسوب می‌کنند (از قبیل بی‌کربناتها). این املاح با افزودن کلرورفریک ، آب آهک و آلومینات سدیم گرفته می‌شود و سپس رسوبات جمع شده توسط یک جاروب جمع کننده(کلاریفایر) به بیرون منتقل می‌شوند. به این آب که بدون سختی بی کربنات باشد، آب نرم می‌گویند. آب نرم وارد دو استخر ذخیره شده و از آنجا توسط پمپهایی جهت تامین کمبود آب به برج خنک کن فرستاده می‌شود. برای از بین بردن خزه و جلبک در این استخر ، سیستم تزریق کلر طراحی شده است. - سیستم تصفیه آب جهت تولید بخار : چون آب مورد نیاز برای تولید بخار و جبران کمبود سیکل آب و بخار بایستی کیفیت بسیار بالایی داشته باشد، لذا برای این منظور از یک سیستم مشترک برای هر دو واحد استفاده می‌شود. بعد از اینکه مقداری از سختی آب گرفته شد، وارد دستگاه فیلتر شنی می‌شود، سپس به مخزن ذخیره وارد و از آنجا توسط سه عدد پمپ به طرف فیلتر کربنی فعال فرستاده می‌شود، تا کلر موجود در آب بوسیله زغال فعال جذب شود. بعد از این فیلتر یک مبدل حرارتی در نظر گرفته شده که دمای آب را در25 درجه سانتیگراد ثابت نگه می‌دارد. سپس این آب وارد دو دستگاه فیلتر 5 میکرونی شده و ذراتی که قطر آنها بیشتر از 5 میکرون می‌باشند، توسط این فیلترها جذب و وارد دو دستگاه ریورس اسمز می‌گردد. در این دستگاه 90% املاح محلول در آب گرفته می‌شود. آب پس از این مرحله وارد مخزن زیرزمینی می‌گردد. سپس توسط سه پمپ به فیلترهای کاتیونی و آنیونی وارد شده و پس از تنظیم PH و کنترل از نظر شیمیایی به مخازن ذخیره آب وارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

    • توضیح:

عملیات فوق بصورت یک طرح اجرایی نمونه است.چراکه در بعضی طراحی ها بسته به کیفیت آب خروجی از تصفیه آب یکی از این روشهای سختی گیری(رزینی و یا اسمز معکوس) حذف می گردد.ضمن اینکه جانمایی تجهیزات نیز می تواند قابل تغییر باشد. بویلر :

بویلر نیروگاهی متوسط دارای درام بالائی(STEAM DRUM) و درام پائینی(WATER DRUM) بوده و به صورت معمول گردش اجباری آن توسط تعدادی پمپ سیرکوله (Boiler Circulation Watepump) انجام می گیرد.ضمن اینکه در صورت تامین این نیرو بوسیله پمپ های تغذیه آب بویلر(FEED WATER PUMP) .همچنین کوره ، تحت فشار می‌باشد. درام بالایی همیشه بزرگتر از درام پایینی بوده با زاویه ثابت قرار گرفته‌اند. مشعلهای ردیف پائین برای هر دو سوخت مازوت و گازوئیل بکار می‌رود. البته به دلیل انرژی نهان کم گازوییل ، این سوخت نمی تواند بعنوان سوخت اصلی مورد استفاده قرارگیرد.در صورت در دسترس بودن گازطبیعی ، گاز طبیعی به عنوان سوخت پاک تر؛ کم هزینه تر و آثار تخریبی کمتر روی تجهیزات بویلر ارجح می باشد.

  • توربین :

نیروگاه از نوع ترکیب متوالی در یک امتداد (Tadem Compound) و دارای چند سیلندر فشار قوی ، فشار متوسط و فشار ضعیف می‌باشد که توربین فشار قوی و فشار متوسط در یک پوسته قرار گرفته و در پوسته دیگر توربینهای فشار ضعیف قرار دارند. توربین فشار قوی چند مرحله ای و توربین فشار متوسط نیز چند مرحله ای(در استیج های کمتر) و توربین فشار ضعیف با دو جریان متقارن و هر یک دارای چند مرحله است. بخار از طریق دو عدد شیر اصلی در دو طرف توربین و شیر های کنترل وارد توربین فشار قوی شده و بعد از انبساط در چندین طبقه از توربین به بویلر بر می‌گردد. سپس وارد توربین فشار متوسط شده و بعد از انبساط توسط یک لوله مشترک وارد توریبن فشار ضعیف گردیده و به طرف کندانسور می‌رود.

  • کندانسور:

کندانسورهای نیروگاه بطور معمول از نوع سطحی یک عبوری با جعبه آب مجزا می‌باشد که در زیر توریبن فشار ضعیف قرار گرفته است. برای ایجاد خلا کندانسور از دو نوع سیستم استفاده می‌شود که سیستم اول در موقع راه اندازی و توسط یک مکنده هوا انجام می‌یابد. در طول بهره برداری خلا لازم توسط یک یا دو دستگاه پمپ تامین می‌گردد که این پمپها فشار داخل کندانسور را کاهش می‌دهند.

  • ژنراتور:

ژنراتور طوری طراحی شده است که در مقابل اتصال کوتاه و نوسانات ناگهانی بار مقاومت کافی داشته باشد. سیستم تحریک آن شامل یک اکساتیر پیلوت (Pilot exiter) با ظرفیت های مختلف می‌باشد و جریان تحریک اکسایتر پیلوت در لحظه Flashing از طریق باطری خانه تامین می‌شود. ضمنا سیم پیچهای دستگاه توسط هوا خنک کاری می‌شوند. ترانسفورمرها و تغذیه داخلی نیروگاه : ترانس اصلی (Main Ttansformer):این ترانس به صورت سه تک فاز و فرکانس 50 هرتز به عنوان Step Up Tranformer ، جهت بالا بردن ولتاژ خروجی ژنراتور بکار می رود. در ضمن نسبت تبدیل ، برای هر نیروگاه مشخص و تعیریف شده است. ترانس واحد (Unit Transformer):این ترانس به منظور تامین مصارف داخلی نیروگاه در حین بهره برداری بکار می‌رود. ترانس استارتینگ (Start up Trans): این ترانس به تعداد دو عدد ، به نامهای عمومی LTB LTA و با ظرفیت ها ونسبت تبدیل های مختلف با فرکانس 50 هرتز و امپدانس 10%(بطور مثال) و تپ چنجر On Lead ، ولتاژ 230 کیلو ولت شبکه را تبدیل به 6 کیلو ولت می نماید.. ترانس تغذیه (Auxiliary Trans): ترانس تغذیه در ظرفیتهای مختلف ، ولتاژ 6 کیلو ولت را تبدیل به 400 ولت می‌نماید که جهت تامین مصارف داخلی فشار ضعیف بکار می‌رود. سیستم آتش نشانی : آب: کلیه قسمتهای نیروگاه (ساختمان شیمی ، ماشین خانه ، بویلر ، کارگاه ، انبار و ...) و محوطه مجهز به سیستم آب آتش نشانی می‌باشند. فوم: کلیه قسمتهای سوخت رسانی اعم از مخازن سوخت سبک و سنگین و ایستگاه تخلیه سوخت ، بویلر دیزل اضطراری و بویلر کمکی مجهز به سیستم فوم می‌باشند. گاز CO2: کلیه سیستمهای الکتریکی از قبیل ساختمان الکتریکی و... توسط گاز CO2 حفاظت می‌گردد.

  • سیکل ترکیبی چیست؟

برای پاسخ به پرسش مذکور در ابتدا تعریفی از انواع توربین ها و اصول کلی کار آنها ارائه می دهیم. توربین ها اصو لا بر اساس عامل ایجاد کننده کار تقسیم بندی می گردند . اگر عامل فوق گاز باشد آن را بخاری اگر آب باشد آبی و چنانچه باد باشد توربین بادی گو یند. توجه داشته باشیم که منظور از گاز گاز ناشی از احتراق است. لذا نوع سوخت دخیل در آن که بر حسب مورد می تواند گازوئیل مازول یا گاز باشد در این تقسیم بندی ها اهمیت ندارد. (اگر چه در کشور ما سوخت گاز سوخت غالب این توربین هاست) هر توربین گاز متشکل از دو محفظه احتراق است که در طر فین توربین نصب هستند و سوخت گاز یا گازو ئیل پس از ورود به آن همراه با عملکرد سیستم جرقه مشتعل شده و با هوایی که از سمت فیلتر های ورودی وارد کمپرسور شده و پس از انبساط از آن خارج می شود وارد ناحیه محفظه احتراق شده محترق می گردد و گازی با درجه حرارت بالا تو لید می نماید. گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور و تولید برق می کند. محصول خروجی از توربین گاز دودیست با درجه حرارت حدود 550 درجه سانتیگراد که به عنوان تلفات حرارتی از طریق دودکش وارد جو می شود و به این ترتیب توربین گاز در بهترین شرایط با بهره برداری حدود 33 درصد تولید انرژی می کند. به بیان دیگر 67درصد دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی می باشد. ایده سیکل ترکیبی در واقع بازیافت مجدد از بخش 67درصد یاد شده است. به این ترتیب که در بخش خروجی اگزوز هر توربین گاز با نصب دریچه های کنترل شونده گاز داغ فوق را به قسمت دیگ بخار هدایت تا آب موجود در آن به بخار سوپر هیت(بخار خیلی داغ و خشک) با درجه حرارت حدود 530 درجه سانتیگراد تبدیل و به همراه بخار خروجی از بویلر دوم جهت استفاده در توربین بخار به کار گرفته شود. به این ترتیب در بخش دیگ بخار چون از مشعل و سوخت جهت گرمایش صرفه جویی می شود راندمان در کل افزایش یافته و به رقمی معادل 55 در صد می رسد. (نزدیک به 25 درصد از 67 درصد تلفات فوق الذکر بازیافت و بدون نیاز به سوخت اضافی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود) این بخار پس از انجام کار در توربین بخار افت درجه حرارت پیدا کرده و دمای آن به رقمی حدود 60 درجه سانتیگراد می رسد و در اینجا به منظور استفاده مجدد از آن بخار فوق توسط سیستم خنک کن ( بطورمثال در نیرو گاهی به کمک فنر های پرقدرت) سرد و تبدیل به آب شده و جهت استفاده مجدد پس از انجام عملیات تصفیه بین راهی وارد تانک تغذیه می گردد تا دوباره وارد دیگ بخار گشته و تبدیل به بخار سوپر هیت شود. این چرخه را سیکل ترکیبی گویند که نیرو گاه های بخاری بطور معمول ازاین روش نیرو گاهی پیروی میکنند.