تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - نیروگاه بخار و بویلرboiler

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

نیروگاه های بخار


در این نوع نیروگاه ها که عموما دارای ظرفیت تولید برق بالایی میباشند، از سوخت مازوت و یا گاز طبیعی برای تولید بخار توسط بویلر جهت به حرکت درآوردن پره های توربین و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهایت موجب تولید برق میگردد.


در این نیروگاه ها از سیستم خنک کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده میگردد.


این نیروگاه ها معمولا به یکی از دو منظور ذیل مورد استفاده قرار می گیرند:
1. نیروگاه های بخاری جهت تولید برق


2. نیروگاه های بخاری جهت مصارف صنعتی


درشبکه سراسری برق ایران حدود 65 % از برق تولیدی توسط نیروگاه های بخارتأمین میشود.


بزرگترین نیروگاه بخاری ایران نیروگا رامین اهواز است.


نیروگاه های بخار به منظور تامین انرژی الکتریکی به سه نوع تبدیل انرژی نیاز دارند:


1. انرژی شیمیایی موجود در سوخت های فسیلی به انرژی حرارتی تبدیل می شود و توسط حرارت تولید شده آب مایع به بخار تبدیل می شود. این کار در دیگ بخار انجام می شود.


2. تبدیل انرژی حرارتی بخار به انرژی مکانیکی، این کار توسط توربین انجام می شود.


3. تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، این کار توسط ژنراتور انجام می شود.





برای مشاهده متن کامل تحقیق و عکس هایی از نیروگاه های بخار بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.






نیروگاه های بخار


در این نوع نیروگاه ها که عموما دارای ظرفیت تولید برق بالایی میباشند، از سوخت مازوت و یا گاز طبیعی برای تولید بخار توسط بویلر جهت به حرکت درآوردن پره های توربین و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهایت موجب تولید برق میگردد. در این نیروگاه ها از سیستم خنک کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده میگردد. این نیروگاه ها معمولا به یکی از دو منظور ذیل مورد استفاده قرار می گیرند:
1. نیروگاه های بخاری جهت تولید برق


2. نیروگاه های بخاری جهت مصارف صنعتی


درشبکه سراسری برق ایران حدود 65 % از برق تولیدی توسط نیروگاه های بخارتأمین میشود.


بزرگترین نیروگاه بخاری ایران نیروگا رامین اهواز است.


نیروگاه های بخار به منظور تامین انرژی الکتریکی به سه نوع تبدیل انرژی نیاز دارند:


1. انرژی شیمیایی موجود در سوخت های فسیلی به انرژی حرارتی تبدیل می شود و توسط حرارت تولید شده آب مایع به بخار تبدیل می شود. این کار در دیگ بخار انجام می شود.


2. تبدیل انرژی حرارتی بخار به انرژی مکانیکی، این کار توسط توربین انجام می شود.


3. تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، این کار توسط ژنراتور انجام می شود.













مطابق شکل دیگ بخار با استفاده از حرارت منبع حرارتی، بخار مورد نیاز تآمین می شود. این بخار با فشار و دمای بالا وارد توربین شده و توربین را به حرکت در می آورد؛ بخار خروجی از توربین باید به نحوی وارد سیکل نیروگاه شود که از آنجایی که امکان پمپ نمودن بخار وجود ندارد، بخار خروجی توربین ابتدا در سیستم خنک کننده تبدیل به مایع شود و توسط پمپ آب مجدداًوارد سیکل نیروگاه شود.


این نوع نیروگاهها ( توربین ها ) از نظر فشار بخار تولیدی در بویلر و بخار مصرفی در توربین بدو دسته عمده تقسیم می گردند .


در توربین های از نوع فشار ثابت (constant pressure) بویلر و توربین هیچ نوع انعطافی از خودنشان نمی دهند و لذا از این نوع توربین ها ( نیروگاهها ) در جهت تولید بار پایه استفاده می گردد.


در توربین های از نوع فشار متغیر (sliding pressure ) می توان بر روی بویلر و توربین ، تغییرات فشار را اعمال نمود . این نوع مولدها معمولا جهت تولید بار میانی هفته بکار می روند .
قدرت قابل دسترسی این نوع مولدها از چند مگا وات تا یک هزار مگاوات متغیر است . هزینه سرمایه گذاری برای هر کیلو وات قدرت نصب شده متناسب با حجم تجهیزات کمکی و قدرت واحد و نوع آن از پانصد تا یک هزار دلار متغیر است و مدت زمان اجرای آن معمولاٌ پنج سال طول می کشد .


از آنجائی که در این نوع نیروگاهها هزینه قدرت نصب شده به ازای هر کیلو وات با افزایش قدرت واحد ، کاهش می یابد ِ، از این رو سیر افزایش قدرت قابل ساخت و نصب این نوع واحدها از سرعت بیشتری برخوردار است . لازم به توضیح است که راندمان این نوع نیروگاهها تا 40 درصد هم می رسد .


روش تولید برق در این نوع نیروگاهها به این ترتیب است که سوخت فسیلی ( ذغال سنگ ،گاز، گازوئیل، مازوت ) بوسیله مشعل های خاصی ، به محفظه ای بنام کوره ، پاشیده می گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسیله فن های بزرگی تامین می شود ، حرارت قابل توجهی در این محفظه تولید می گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمی ) راکه با پمپ از داخل لوله های تعبیه شده در آن عبور می کند پس از طی مراحلی به بخاری با درجه حرارت بالا و فشار زیاد که در اصطلاح به آن بخار خشک می گویند ، تبدیل می نماید. بخار خشک حاصله پس از خروج از کوره وارد توربین می شود.


بخار وارده به توربین آن را به حرکت در می آورد و ژنراتور را که با توربین هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در می آید و جریان برق تولید می شود . بخار ورودی به توربین با از دست دادن بخش عمده ای از حرارت و فشار خود وارد محوطه ای بنام کندانسور می شود .در کندانسور این بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطیر می شود و به آب تبدیل می گردد .آب تقطیر شده مجدداً از هیتر های متعددی عبور داده شده و گرم می شود و در نهایت توسط پمپ مجدداً به درون کوره هدایت می شود و سیکل خود را دوباره طی می کند .
آب خنک کن ( آبی که جهت ایجاد سطوح سرد در کنداسور بکار می رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجی از توربین ، گرم شده است به برج خنک کن هدایت می شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خود باز می گردد.


راندمان نیروگاههای بخاری در حدود 40 درصد است . تقریبا 10 درصد انرژی در اگزوز و 50 درصد نیز از طریق کندانسور تلف می شود .


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.


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 ، فروت و یا گازوئیل طبیعی است.








مشخصات فنی نیروگاه
سوخت
سوخت اصلی نیروگاه ، سوخت سنگین (مازوت) می‌باشد که توسط تانکرها حمل و از طریق ایستگاه تخلیه سوخت در سه مخزن 33000 متر مکعبی ذخیره می‌گردد. سوخت راه اندازی ، سوخت سبک (گازوئیل) است که در یک مخزن 430 متر مکعبی نگهداری می‌شود.
آب
آب مصرفی نیروگاه ، جهت تولید بخار و مصرف برج خنک کن و سیستم آتش نشانی ، از طریق چاه عمیق تامین می‌گردد.
سیستم خنک کن
برج خنک کن نیروگاه از نوع تر می‌باشد و 18 عدد فن (خنک کن) دارد که هر یک دارای الکتروموتوری به قدرت 132kw و سرعت سرعت 141RPM می‌باشد و بوسیله دو عدد پمپ توسط لوله‌ای به قطر 5.2 متر آب مورد نیاز خنک کن تامین می‌گردد. دمای آب برگشتی در برج خنک کن 29.6 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی از برج 21.6 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 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 سه 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 در 25 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.
بویلر
بویلر نیروگاه دارای درام بالائی و پائینی بوده و به صورت گردش اجباری توسط سه عدد پمپ سیرکوله (Boiler Circulation Watepump) و کوره ، تحت فشار می‌باشد. درام بالایی معمولا به وزن 110 تن در ارتفاع 50.6 متری و ضخامت جداره 11 سانتیمتر می‌باشد. بویلر دارای 16 مشعل هست که در چهار طبقه و در چهار گوشه با زاویه ثابت قرار گرفته‌اند. مشعلهای ردیف پائین برای هر دو سوخت مازوت و گازوئیل بکار می‌رود.
توربین
نیروگاه از نوع ترکیب متوالی در یک امتداد (Tadem Compound) و دارای سه 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 8 طبقه و توربین فشار متوسط 5 طبقه و توربین فشار ضعیف با دو جریان متقارن و هر یک دارای 5 طبقه است. بخار از طریق دو عدد شیر اصلی در دو طرف توربین و شش عدد شیر 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
کندانسور نیروگاه 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 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 و احیانا انفجار هیدروژن در داخل ماشین مقاومت کافی داشته باشد. سیستم تحریک آن شامل یک اکساتیر پیلوت (Pilot exiter) با ظرفیت 45 کیلوولت آمپر 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 با ظرفیت هر کدام 150 مگا ولت آمپر و فرکانس 50 هرتز و امپرانس ولتاژ 14.2 درصد به عنوان Step Up Tranformer ، جهت بالا بردن ولتاژ خروجی ژنراتور از 20 کیلو ولت تا 230 کیلو ولت بکار رفته است. در ضمن نسبت تبدیل ، 10.20%±247 کیلو ولت می‌باشد.

ترانس واحد (Unit Transformer):این ترانس با ظرفیت 35/22/22 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 3/316/516%±20 و فرکانس 50 هرتز و امپدانس ولتاژ 8.5% و تپ چنجر Off- Loud ، ولتاژ 20 کیلو ولت خروجی ژنراتور را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و 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 LTB و LTA و با ظرفیت 25/25/25 مگا ولت آمپر و نسبت تبدیل 10%±3/6/10%± کیلو ولت و فرکانس 50 هرتز و امپدانس 10% و تپ چنجر On Lead ، ولتاژ 230 کیلو ولت شبکه را تبدیل به 6 کیلو ولت نموده و شینه‌ها را طبق شکل شماتیک ضمیمه تغذیه می‌نماید.

ترانس تغذیه (Auxiliary Trans): ترانس تغذیه در ظرفیتهای مختلف 630/1600/2500 کیلو ولت آمپر ، 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.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page_ref_id_maganize=68&SSOReturnPage=Check&Rand=0


نیروگاه های بخار


در این نوع نیروگاه ها که عموما دارای ظرفیت تولید برق بالایی میباشند، از سوخت مازوت و یا گاز طبیعی برای تولید بخار توسط بویلر جهت به حرکت درآوردن پره های توربین و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهایت موجب تولید برق میگردد.


در این نیروگاه ها از سیستم خنک کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده میگردد.


این نیروگاه ها معمولا به یکی از دو منظور ذیل مورد استفاده قرار می گیرند:
1. نیروگاه های بخاری جهت تولید برق


2. نیروگاه های بخاری جهت مصارف صنعتی


درشبکه سراسری برق ایران حدود 65 % از برق تولیدی توسط نیروگاه های بخارتأمین میشود.


بزرگترین نیروگاه بخاری ایران نیروگا رامین اهواز است.


نیروگاه های بخار به منظور تامین انرژی الکتریکی به سه نوع تبدیل انرژی نیاز دارند:


1. انرژی شیمیایی موجود در سوخت های فسیلی به انرژی حرارتی تبدیل می شود و توسط حرارت تولید شده آب مایع به بخار تبدیل می شود. این کار در دیگ بخار انجام می شود.


2. تبدیل انرژی حرارتی بخار به انرژی مکانیکی، این کار توسط توربین انجام می شود.


3. تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، این کار توسط ژنراتور انجام می شود.





برای مشاهده متن کامل تحقیق و عکس هایی از نیروگاه های بخار بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.






نیروگاه های بخار


در این نوع نیروگاه ها که عموما دارای ظرفیت تولید برق بالایی میباشند، از سوخت مازوت و یا گاز طبیعی برای تولید بخار توسط بویلر جهت به حرکت درآوردن پره های توربین و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهایت موجب تولید برق میگردد. در این نیروگاه ها از سیستم خنک کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده میگردد. این نیروگاه ها معمولا به یکی از دو منظور ذیل مورد استفاده قرار می گیرند:
1. نیروگاه های بخاری جهت تولید برق


2. نیروگاه های بخاری جهت مصارف صنعتی


درشبکه سراسری برق ایران حدود 65 % از برق تولیدی توسط نیروگاه های بخارتأمین میشود.


بزرگترین نیروگاه بخاری ایران نیروگا رامین اهواز است.


نیروگاه های بخار به منظور تامین انرژی الکتریکی به سه نوع تبدیل انرژی نیاز دارند:


1. انرژی شیمیایی موجود در سوخت های فسیلی به انرژی حرارتی تبدیل می شود و توسط حرارت تولید شده آب مایع به بخار تبدیل می شود. این کار در دیگ بخار انجام می شود.


2. تبدیل انرژی حرارتی بخار به انرژی مکانیکی، این کار توسط توربین انجام می شود.


3. تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، این کار توسط ژنراتور انجام می شود.













مطابق شکل دیگ بخار با استفاده از حرارت منبع حرارتی، بخار مورد نیاز تآمین می شود. این بخار با فشار و دمای بالا وارد توربین شده و توربین را به حرکت در می آورد؛ بخار خروجی از توربین باید به نحوی وارد سیکل نیروگاه شود که از آنجایی که امکان پمپ نمودن بخار وجود ندارد، بخار خروجی توربین ابتدا در سیستم خنک کننده تبدیل به مایع شود و توسط پمپ آب مجدداًوارد سیکل نیروگاه شود.


این نوع نیروگاهها ( توربین ها ) از نظر فشار بخار تولیدی در بویلر و بخار مصرفی در توربین بدو دسته عمده تقسیم می گردند .


در توربین های از نوع فشار ثابت (constant pressure) بویلر و توربین هیچ نوع انعطافی از خودنشان نمی دهند و لذا از این نوع توربین ها ( نیروگاهها ) در جهت تولید بار پایه استفاده می گردد.


در توربین های از نوع فشار متغیر (sliding pressure ) می توان بر روی بویلر و توربین ، تغییرات فشار را اعمال نمود . این نوع مولدها معمولا جهت تولید بار میانی هفته بکار می روند .
قدرت قابل دسترسی این نوع مولدها از چند مگا وات تا یک هزار مگاوات متغیر است . هزینه سرمایه گذاری برای هر کیلو وات قدرت نصب شده متناسب با حجم تجهیزات کمکی و قدرت واحد و نوع آن از پانصد تا یک هزار دلار متغیر است و مدت زمان اجرای آن معمولاٌ پنج سال طول می کشد .


از آنجائی که در این نوع نیروگاهها هزینه قدرت نصب شده به ازای هر کیلو وات با افزایش قدرت واحد ، کاهش می یابد ِ، از این رو سیر افزایش قدرت قابل ساخت و نصب این نوع واحدها از سرعت بیشتری برخوردار است . لازم به توضیح است که راندمان این نوع نیروگاهها تا 40 درصد هم می رسد .


روش تولید برق در این نوع نیروگاهها به این ترتیب است که سوخت فسیلی ( ذغال سنگ ،گاز، گازوئیل، مازوت ) بوسیله مشعل های خاصی ، به محفظه ای بنام کوره ، پاشیده می گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسیله فن های بزرگی تامین می شود ، حرارت قابل توجهی در این محفظه تولید می گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمی ) راکه با پمپ از داخل لوله های تعبیه شده در آن عبور می کند پس از طی مراحلی به بخاری با درجه حرارت بالا و فشار زیاد که در اصطلاح به آن بخار خشک می گویند ، تبدیل می نماید. بخار خشک حاصله پس از خروج از کوره وارد توربین می شود.


بخار وارده به توربین آن را به حرکت در می آورد و ژنراتور را که با توربین هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در می آید و جریان برق تولید می شود . بخار ورودی به توربین با از دست دادن بخش عمده ای از حرارت و فشار خود وارد محوطه ای بنام کندانسور می شود .در کندانسور این بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطیر می شود و به آب تبدیل می گردد .آب تقطیر شده مجدداً از هیتر های متعددی عبور داده شده و گرم می شود و در نهایت توسط پمپ مجدداً به درون کوره هدایت می شود و سیکل خود را دوباره طی می کند .
آب خنک کن ( آبی که جهت ایجاد سطوح سرد در کنداسور بکار می رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجی از توربین ، گرم شده است به برج خنک کن هدایت می شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خود باز می گردد.


راندمان نیروگاههای بخاری در حدود 40 درصد است . تقریبا 10 درصد انرژی در اگزوز و 50 درصد نیز از طریق کندانسور تلف می شود .


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.

 

 

اصول و مبانی

تولید ، انتقال و توزیع

نیروگاه های بخار :

قدرت بخار اولین بار در لوکوموتیوهای ساخته شده توسط جیمز وات مورد استفاده قرار گرفت . از آن پس ، (قدرت) بخار برای چرخاندن محرک چرخاندن محرک ژنراتور الکتریکی مورد استفاده گرفت و به عنوان نیروگاه بخار شناخته شد . در این فرآیند ، انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود . همچنین نیروگاهه ای بخار نیروگاه های حرارتی نامیده می شوند .

انتخاب محل نیروگاه بخار :

در انتخاب محل نیروگاه حرارتی و نصب تجهیزات آن ، عوامل زیر مورد بررسی قرار می گیرند :

  • دسترسی به زمین ارزان قیمت برای نصب تاسیسات و توسعه آتی
  • دستیابی به مقادیر آب کافی و مناسب برای تغذیه دیگ بخار و آب خنک در کندانسورها
  • دسترسی به سوخت و هزینه ارسال آن به کوره های دیگ بخار
  • نیاز احتمالی به توسعه آتی نیروگاه
  • دستیابی به دیگر سرویس های برق
  • دوری از ناحیه شهری به دلیل آلودگی و غیره
  • هزینه اولیه نیروگاه
  • بزرگی و ماهیت بار مورد استفاده

این نیروگاه ها می تواند در نزدیکی معادن زغال سنگ یا مراکز بار ساخته شوند . انتخاب این فاکتور بر اساس هزینه انتقال زغال سنگ به مراکز بار بالا خواهد بود از این رو نیروگاههای برق در نزدیکی گودال های زغال سنگ نصب می شوند .

ضریب حرارتی یک نیروگاه بخار را می توان به روش های زیر افزایش داد :

  • افزایش فشار بخار اولیه
  • افزایش دمای بخار اولیه
  • افزایش خلأ کندانسور
  • تولید مجدد گرمای آب تغذیه
  • به وسیله گرما سازی مجدد
  • به وسیله صرفه جویی

نیروگاه اصلی بخارمی تواند به چندین واحد کوچک تقسیم شود :

  • پیش گرم کن فشار قوی
  • پیش گرم کن فشار ضعیف
  • گرم کن هوا
  • فن مکش هوا

چرخش های جریان اصلی :

گردش جریان نیروگاه حرارتی می تواند به چهار گردش جریان اصلی تقسیم شود :گردش سوخت و خاکستر – گردش هوا و گاز - گردش آب تغذیه و بخار – گردش آب سرد

1- گردش سوخت و خاکستر :

در نیروگاه بخار ، به انواع مختلف سوخت نیاز است و آن ها در انبار ذخیره می شوند . بخار می تواند از زغال سنگ ، گاز یا سوخت هسته ای ، به عنوان سوخت اصای تولید شود . در این جا فرض می کنیم که زغال سنگ به عنوان سوخت اصلی تولید شود و برای عملکرد نیروگاه بخار است . سوخت در انبار ذخیره می شود و از طریق تسمه نقاله به دیگ بخار منتقل می شود . از آن جا که زغال سنگ در اشکال و اندازه های مختلف موجود است ، لازم است که زغال سنگ در یک اندازه خاص فراهم شود تا فرآیند سوختن کامل امکان پذیر شود و کل انرژی بتواند بر حسب گرما آزاد شود .

همچنین نیاز به کنترل انرژی گرمایی دارد . از این رو ، قبل از اینکه درون دیگ بخار تغذیه شود . زغال سنگ از میان دستگاه فشارنده ، اندازه گیری و خشک کننده عبور می کند . در طول سوختن در دیگ بخار ، احتمال دارد که زغال سنگ نسوزد و از این رو به سوخت های مایع نیاز دارد .

2- گردش هوا و گاز :

برای احتراق کامل سوخت به هوا نیاز است که از طریق فن های جریان اجباری هوا (FD) و فن های جریان القایی هوا (ID) تامین می شود در همه ی نیروگاه های بزرگ حرارتی هر دو فن مورد استفاده قرار می گیرند و برای میزان کردن شرایط دیگ بخار در کنار یکدیگر قرار می گیرند هوا به منظور تغذیه دیگ بخار مورد استفاده قرار می گیرد . برای تولید انرژی از گازهای سوختی ، هوا از میان دستگاه گرم کننده می گذرد و بعد از سوختن زغال سنگ از دیگ بخار خارج می شود همچنینی هوا به سوختن بهتر زغال سنگ کمک می کند . گازهای سوخته شده ترکیبی از چندین گاز و خاکستر هستند که از میان دستگاه تسریع کننده (یا دستگاه جمع کننده گرد و خاک) عبور می کند و سپس از طریق کوره وارد جو می شود .

3- گردش آب تغذیه و بخار :

اکثر نیروگاه های بخار از نوع متراکم هستند ، بخار به وسیله کندانسور به آب تبدیل می شود . به علت اطمینان از توربین ، آب مورد استفاده نمک زدایی می شود و از این رو آب دارای کاربرد اقتصادی بهتری برای نیروگاه است . مقداری از آب و بخار در حین عبور از بخش های مختلف سیستم به دلیل پراکندگی از بین می روند . با اضافه کردن آب اضافی به سیستم آب تغذیه این کمبود جبران می شود . پمپ تغذیه دیگ بخار آب را به درون دیگ بخار هدایت می کند تا به شکل بخار گرم شود . سپس بخار موجود در دیگ بخار دوباره در دستگاه تولید کننده گرمای بیش از حدگرم می شود .

بخار بیش از حد گرم شده برای به کار انداختن توربین استفاده می شود بسته به اندازه واحد نیروگاه ، مراحل مختلفی از نیروی محرک وجود دارند نظیر توربین با فشار بالا (HP) ، توربین با فشار متوسط (IP) و توربین با فشار کم (LP) بخار بعد از منتشر شدن در توربین HP برای دوباره گرم شدن به منظور افزایش دما و فشار به توربین برگردانده می شود . بعد از بیرون آمدن از توربین LP ، بخار از مین کندانسور عبور می کند و سرانجام به وسیله پمپ تغذیه وارد دیگ بخار می شود .

4- گردش آب سرد :

برای تغلیظ بخار در کندانسور و حفظ فشار کم در آن ، به مقدار زیادی آب سرد نیاز است که از رودخانه یا دریاچه تامین می شود . بعد از عبور آن از میان کندانسور ، آب به رودخانه یا دریاچه برگردانده می شود . هنگامی که آب کافی وجود نداشته باشد ، از استخرهای آب خنک استفاده می شود .

بخش های اصلی نیروگاه بخار :

o  دیگ بخار :

دیگ بخار بعد از کوره دومین بخش بلند نیروگاه برق است برای تولید بخار و گرم کردن مجدد آب مورد استفاده قرار می گیرد . دو نوع دیگ بخار وجود دارد :

1- دیگ های بخار دارای مجرای آب 2- دیگ های بخار دارای مجرای سوخت

به طور کلی دیگ های بخاری که دارای مجرای آب هستند برای تولید برق الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند . در دیگ های بخار دارای مجرای آب ، آب در مجراها جریان پیدا می کنند و در بیرون می سوزد در حالی که در دیگ های بخار دارای مجرای سوخت این فرآیند برعکس است .

مزایای دیگ های بخار دارای مجرای سوخت :

1- این دیگ ها ارزان ترند. 2- دارای وزن کمتری هستند 3- در اکثر دیگ های بخار دارای مجرای آب ، گردش آب به دلیل تفاوت دما طبیعی است .

معایب دیگ های بخار دارای مجرای سوخت :

1- بیش تر در معرض انفجار هستند 2- از حجم آب بیشتری استفاده می شود 3- کنترل تولید بخار مشکل است

o  کارخانه های زغال سنگ :

وظایف کارخانه های پودر زغال سنگ ، خشک کردن زغال سنگ – خرد کردن زغال سنگ – جدا کردن ذرات از اندازه مطلوب – و کنترل می باشد .

دو سیستمی که که زغال سنگ پودر شده را آماده می سوزانند عبارتند از :

  • سیستم مرکزی یا ذخیره : جایی که یک دستگاه مستقل آماده و به همه واحدها منتقل می شود .
  • واحد یا دستگاه سوزاندن مستقیم که یک یا بیشتر واحدها به آن متصل هستند .

در ابتدا سوخت به یک اندازه خاص خرد می شود (تقریبا 1 سانتی متر) ، سپس از میان دستگاه جداساز مغناطیسی عبور می کند . این زغال سنگ خرد شده وارد دستگاه خرد کننده می شود و سپس مستقیما وارد کوره می شود دستگاه های خرد کننده بر اساس روش کاهش اندازه سوخت به چهار نوع تقسیم می شوند که عبارتند از : گلوله ای – آسیاب کاسه ای – آسیاب ضربه ای – و آسیاب گلوله ای .

مزایای سوخت خرد شده احتراق کامل : استفاده آسان تر از خاکستر ، عدم وجود دود و استفاده از سوخت ارزان ، سازگار بودن با سایر سوخت ها (نفت و گاز) ، کنترل آسان سوخت و تامین هوا است .

معایب سوخت خرد شده احتراق کامل : سرمایه زیاد ، هزینه زیاد برای تامین سوخت ، استهلاک کوره و احتمال آزاد شدن خاکستر از طریق دود کش است .

o   شبکه و دستگاههای سوخت کوره :

شبکه ، یک ساختار متالیکی است که جهت حفاظت از سوخت درون کوره طراحی شده و به مجرای احتراق اجازه می دهد تا هوا برای سوختن از میان مجراها عبور کند .

دستگاه سوخت کوره ، یک مکانیزم تغذیه از سوخت است و برای تامین سوخت جامد مورد نیاز کوره مورد استفاده قرار می گیرد و به هوا اجازه می دهد تا با احتراق مناسب بسوزد .

o  پمپ تغذیه دیگ بخار :

ظرفیت بالای بالای موتور برای تغذیه آب مورد نیاز دیگ بخار استفاده می شود . پمپ تغذیه دیگ بخار بزرگترین مصرف کننده برق در نیروگاه های بخار است .

o  دستگاه گرم کننده هوا :

دستگاه گرم کننده هوا یا احتراق هوا برای تولید گرما از گازهای سوختی مورد استفاده قرار می گیرد . مزایای دستگاه های گرم کننده هوا احتراق خوب ، سوختن مناسب سوخت وافزایش ضریب نیرو گاه است .

o  سیستم جریان هوا :

هدف اصلی از سیستم جریان هوا تامین هوای مورد نیاز کوره و گرفتن گازهای سوختی ازدیگ بخار از طریق دود کش است . مقاومت در برابر جریان هوا و گازهای سوختی ، استفاده از سیستم جریان هوا ضروری می سازد .

o  پیش گرم کن آب تغذیه :

پیش گرم کن آب تغذیه برای تولید گرما از گازهای سوختی به منظور گرم کردن آب تغذیه مورد استفاده قرار می گیرد . این دستگاه مقداری از انرژی گازهای سوختی را که در معرض هوا هستند افزایش می  دهد . این دستگاه مقداری از انرژی گازهای سوختی را که در معرض هوا هستند افزایش می دهد . مکان جایگزینی آن ها از میان دیگ بخار یا لوله محافظ میان دیگ بخار یا دودکش عبور می کند . پیش گرم کن آب تغذیه مقاومت جریان گازهای سوختی را افزایش می دهد و دمایشان را کاهش می دهد .

o  دستگاه های گرم کننده بیش از حد :

بخاری که در دمای تبخیر وجود دارد مطابق با فشار کاملش است که به عنوان بخار اشباع شده شناخته می شود ، حال ممکن است مقداری آب درون بخار وجود داشته باشد . دما و مجموع بخار اشباع شده در هر فشار می تواند با استعمال گرمای اضافی افزایش یابد .

مزایای گرم شدن بیش از حد بخار عبارتند از :

1-      گرمای اضافی وارد بخار می شود و گاز را کامل می کند .

2-      از غلیظ شدن گاز جلوگیری می کند .

3-      باعث از بین رفتن رطوبت می شود .

o  توربین ها :

توربین ها که برای چرخاندن ژنراتور سنکرون مورد استفاده قرار می گیرد دستگاهی است که انرژی بخار به انرژی جنبشی چرخشی تبدیل می کند توربین ها می توانند بر اساس جهت جریان بخار ، فرآیند بسط ، تعداد مراحل ، سرعت و غیره طبقه بندی شوند . توربین های تجاری از نوع ضربه ای و واکنشی است ، زیرا بخار می تواند با استفاده از تیغه های ضربه ای و واکنشی موجود بر روی همان شفت به صورت موثرتر مورد استفاده قرار گیرد . در واحدهای بخار بزرگ ، همه توربین های HP، IP و LP مورد استفاده قرار می گیرند .

o  کندانسور :

کندانسور دستگاهی است که در آن بخار خارج شده از موتورها و توربین ها متراکم می شود و هوا و سایر گازهای نامتراکم در یک فرآیند مداوم از بین می روند مزیت عمده کندانسور عبارتند از :

1-      افزایش ضریب نیروگاه

2-      بهبود تقطیر برای استفاده مجدد از همان آب دیگ بخار

دو نوع کندانسور وجود دارد : مسطح و جتی . خنک کردن سطح کندانسور به وسیله عبور دادن هوا در طول سطحش مناسب نیست و آب به عنوان یک ماده خنک کننده استفاده می شود . برای انجام این کار به مقدار زیادی آب نیاز است که از رودخانه و غیره گرفته می شود . آب گرم به رودخانه برگردانده می شود . هنگامی که تامین آب زیاد از منبع طبیعی امکان پذیر نیست از دستگاه هایی جهت خنک کردن آب گردشی استفاده می شود . قدیمی ترین روش خنک کردن و ذخیره آب تخلیه آب گرم درون استخری است که دارای دهانه هایی است ، که با یک سرعت سریع تر فرآیند خنک کردن آب را افزایش می دهد .

o  برج خنک کننده :

آب گردشی یا سیستم خنک کننده آب ، بخش اصلی سیستم تقطیر را تشکیل می دهد و بزرگترین مصرف کننده برق تولید شده توسط دستگاه است . در سیستم بسته خنک کننده که شامل تاور خنک کننده می شود ، آب از میان تاور خنک کننده یک سیکل کامل را ادامه می دهد . به دلیل تبخیر قطره ها ، فقدان آب وجود دارد . تاورهای خنک کننده یا از نوع طبیعی هستند یا از نوع جریان هوای معمولی .

o  مولدها :

در نیروگاه های بخار ، چندین واحد تولید به منظور افزایش مجموع ظرفیت نیروگاه استفاده می شوند . برای تولید برق ، مولد های سنکرون (همزمان) پر سرعت به این دلیل مورد استفاده قرار می گیرند تا ضریب توربین های بخار با سرعت زیاد افزایش یابد .

روش های خنک کردن ژنراتور (مولد) :

1-      روش مدار باز ؛ هوا از طریق فن ها به بیرون کشیده می شود و در جو تخلیه می شود .

2-      روش مدار بسته ؛ حجم ثابت هوا یا هیدروژن در یک سیکل بسته به گردش در می آید .

خنک سازی مدار بسته عمدتا در مولدهایی مورد استفاده قرار می گیرد که از هیدروژنی که از میان روتور و استاتور عبور می کند به عنوان ماده خنک کننده استفاده می کنند .

سیستم تحریک کننده :

کنترل ورودی توربین ، مدار کنترل فرکانس نامیده می شود . همچنین به عنوان کنترل فرکانس بار (LFC) یا کنترل اتوماتیک فرکانس بار (ALFC) یا کنترل اتوماتیک نیرو (AGC) نامیده می شود . دومین مدار کنترل ، مدار کنترل ولتاژ MVAR یا تحریک کننده مدار کنترل است . عملکرد اصلی سیستم تحریک کننده فراهم کردن جریان مستقیم به سیم پیچ روتور ماشین سنکرون است که با کنترل و عملکردهای حفاظتی به منظور عملکرد بهتر سیستم همراه است .

سیستم تحریک کننده ، ولتاژ ترمینال ژنراتور و نیروی برق واکنشی را کنترل می کند همچنین نسبت به اختلالات سیستم ، واکنش نشان می دهد .

سیستم تحریک کننده می تواند بر اساس منبع تحریک کننده نیرو همانند سیستم های تحریک DC ، AC طبقه بندی شود . سیستم تحریک کننده AC به عنوان منابع اصلی نیروی تحریک کننده ژنراتور با یکسو کننده ها مورد استفاده قرار می گیرد . دو نوع سیستم یکسو کننده وجود دارد : یکسو کننده ساکن ، یکسو کننده چرخشی

سیستم کنترل کننده :

سیستم های کنترل کننده ، جریان بخار موجود در میان توربین را که به واسطه عملکردهای زیر حاصل می شود کنترل می کند :

1-      حفظ سرعت ثابت شفت در همه بارها

2-      حفظ جریان ثابت بخار در میان توربین

3-      حفظ فشار ثابت بخار در همه جریان ها

4-      محدود کردن نیروی تولید شده

چندین روش برای کنترل سریع وجود دارد :

1-      سیستم کنترل کننده تروتل

2-      سیستم کنترل کننده نوزل

3-      سیستم کنترل کننده کوتاه گذر

4-      سیستم کنترل کننده فلاتی با سرعت توپی

سیستم کنترل کننده دارای چهار بخش اصلی است : کنترل کننده سرعت ، تقویت کننده ، تغییر دهنده سرعت ، و مکانیزم اتصال .

بازده نیروگاه های حرارتی :

در نیروگاه های حرارتی سه دستگاه بسیار مهم وجود دارند ؛ ژنراتور ، توربین و دیگ بخار و بر اساس کارآیی آن ها ، بازده نیروگاه می تواند به دست آید . ژنراتور یک دستگاه الکتریکی است که در مقایسه با دستگاه های مکانیکی نظیر توربین و دیگ بخار ، کارآیی بالایی دارد . بازده ژنراتور سنکرون بسته به اندازه ماشین از 96 تا 99 درصد متغیر است . بازده حرارتی توربین بخار از 24 تا 32 درصد متفاوت است که به عوملی نظیر دما و فشار بخار ، تعداد انشعاب ها ، تخلیه فشار بخار و دما بستگی دارد . بازده دیگ بخار با پیش گرم کن آب تغذیه و دستگاه از بیش گرم کننده هوا از 37 تا 90 درصد است بنابراین کل بازده نیروگاه بخار از 18 تا 24 درصد است .

هدف از روغنکاری جلوگیری از مستهلک شدن به واسطه اصطکاک است و ضایعات اصطکاکی را به حداقل می رساند . انواع مختلف مواد روغنکاری شامل روغن ها ، گریس ها و روغن های جامد نظیر گرافیت هستند .

http://powerzing.mihanblog.com

E-mail: rezagoodboy1@yahoo.com


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :