گزارش کارآموزی در نیروگاه گازی شهرستان دورود در 32 صفحه ورد قابل ویرایش

خلاصه گزارش

این گزارش در خصوص بهره برداری از نیروگاه گازی نوع B.B.C تیپ 9 تحت لیسانس کمپانی براوان باوری ساخت مشترک کشورهای (آلمان – ایتالیا -سوئیس) باقدرت اسمی هر واحد 25 مگاوات که در حال حاضر در سه سایت دورود – ارومیه و زاهدان هر کدام به تعداد دو واحد که زاهدان یک واحد نصب شده اند ، تهیه و تنظیم گردیده است .

که شامل شرح اجزا اصلی و کمکی توربین گاز، سیستمهای فرعی – سیستمهای حفاظت و کنترل توربین گاز – تجهیزات سخت افزاری – طریقه بهره برداری صحیح – مزایا و معایب توربین گاز و نقش آن در صنعت برق کشور و سایر موارد می باشد.



















مقدمه

1) تعریف نیروگاه : نیروگاه مجموعه ای از دستگاهها و وسایلی است که بر حسب نوع آن انرژی حرارتی – شیمیایی – هسته ای – پتانسیل را در توربین به انرژی مکانیکی تبدیل نموده و انرژی مکانیکی حاصل شده در توربین با گردش ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد .

2) نام گذاری نیروگاهها : نیروگاه ها بر حسب سیال عاملی که توربین را به چرخش در می آورد نام گذاری می شوند مثلاً در نیروگاه آبی سیال عامل آب – در نیروگاه بخار سیال عامل بخار و در نیروگاه گازی سیال عامل گاز داغ حاصل از احتراق است .

3) انواع نیروگاه :

1- نیروگاه حرارتی:

1- سوخت فسیل:

1) نیروگاه گازی

2) نیروگاه بخاری

3) نیروگاه دیزلی

2- سوخت اتمی : نیروگاه اتمی

3- منابع نوین انرژی :

1) نیروگاه برج خورشیدی

2) نیروگاه ماهواره خورشیدی

3) نیروگاه زمین گرمایی

4) نیروگاه سلول برق خورشیدی

5) ژنراتور MHD

2) نیروگاه آبی :

1- تولید برق از سدها

2- تولید برق از جزو مد

3- تولید برق از امواج

عمده تولید برق در جهان توسط نیروگاههای حرارتی و آبی انجام می پذیرد و علاوه بر انواع یاد شده در مواردی هم از نیروی باد بعنوان تولید برق (نیروگاه بادی ) استفاده میشود .

نوع دیگری از نیروگاه وجود دارد که به آن تلمبه ذخیره ای می گویند که یک نوع نیروگاه آبی کوچک است که در صورت نیاز شبکه برای تولید برق و در صورت عدم نیاز شبکه و بالا بودن ولتاژ بعنوان مصرف کننده برق مورد استفاده قرار می گیرد لازم به ذکر است که این نوع نیروگاهها استفاده بسیار جزئی در شبکه برق سراسری دارند .همچنین از انواع رشد نیروگاه می تواند نیروگاه سیکل ترکیبی را نام برد که از حرارت خروجی نیروگاه گازی جهت بخار کردن آب در نیروگاه بخار استفاده می گردد.

4) خلاصه ای در مورد نیروگاه بخار :

سیال عامل دراین نیروگاه بخار آب می باشد آب ازطریق لوله های بسیار زیادی از درون بویلر عبور داده می شود این لوله های حاوی آب در بویلر توسط چندین مشعل در مجاورت حرارت قرار داده شده وآب درون آنها به بخارخشک اشباع تبدیل می گردد. بخار سوپرهیت حاصل شده بر روی پره های توربین فرستاده شده و عمل چرخش توربین را انجام می دهد . برای اینکه سیال درون یک سیکل بسته حرکت نموده و دوباره به مصرف برسد باید به مایع تبدیل شود . چون پمپ ها نمی توانند بخار را مکش نمایند .بخار پس از عمل روی توربین به کندانسور فرستاده می شود و در کندانسور عمل تقطیر انجام شده و بخار به مایع تبدیل می گردد . سپس مایع از چهار هیتر عبور داده شده تا درجه حرارت آن بالا برود و عمل تبدیل مایع به بخار در بویلر آسانتر انجام شود . پس از عبور مایع از هیترها ، به اصطلاح «سوپر هیت » شده و در درون بویلر مجدداً به بخار تبدیل می گردد .

در نیروگاههای بخار با توجه به شرایط آب و هوایی محلی که در آن نیروگاه نصب میگردد از دو نوع برج خنک کننده استفاده می شود . در مناطقی که آب کم است از برج «خشک» و در مناطقی که مشکل کم آبی وجود ندارد از برج «تر» استفاده می شود . چون عمل تقطیر توسط کندانسور انجام می گردد . آب کندانسور باید خنک شود که این عمل در برج خنک کن امکان پذیر است .آب درون کندانسور پس از گرفتن حرارت بخار و انجام عمل تقطیر جهت خنک شدن به برج خنک کننده فرستاده شده و پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردانیده می شود و این عمل در یک سیکل بسته انجام می گردد لازم به یادآوری است که در برج خشک آب کندانسور توسط هوا و در برج «تر» آب کندانسور توسط آب خنک می شود .

مزایا و معایب نیروگاه بخار :

مزایا :

هزینه جاری نیروگاه بخار نسبت به نیروگاه گازی بسیار کم است . راندمان نیروگاه بخار از نیروگاه گازی بسیار بیشتر است .برای تأمین بار پایه شبکه استفاده می شود.

معایب :

هزینه نصب و احداث نیروگاه بخار زیاد است . احداث و نصب نیروگاه بخار زمان زیادی را سپری می نماید .

5) نیروگاه آبی :

سیال عامل در این نیروگاه آب است . آب در پشت سد جمع شده و با اختلاف پتانسیل به پره های توربین برخورد می نماید و توربین را به چرخش در می آورد دور توربین در این نیروگاه نسبت به نیروگاه و بخار کمتر است که برای جبران دور و ایجاد فرکانس 50HZ از ژنراتور های چند جفت قطبی استفاده می شود .

در نیروگاه آبی از سه نوع توربین استفاده می شود .

الف –توربین کاپلان

ب- توربین پلتن

ج- توربین فرانسیس

الف ) توربین کاپلان برای ارتفاع زیاد و فشار آب کم

ب) توربین پلتن برای ارتفاع متوسط و فشار متوسط

ج) توربین فرانسیس برای ارتفاع کم و فشار آب زیاد استفاده می گردد .

ارزانترین راه تولید برق و به صرفه ترین آن تولید برق از طریق نیروگاه آبی می باشد . احداث سد مستلزم صرف زمان و هزینه های زیاد می باشد .علاوه بر آن به علت کمبود منابع آب در همه مناطق هم امکان احداث سد و راه اندازی توربین آبی میسر نمی باشد . ولی پس از احداث و راه اندازی توربینها ، هزینه جاری آن نسبت به سایر نیروگاهها بسیار کم است .از این جهت مقرون به صرفه می باشند .

مزایا :

هزینه جاری کم کم و زیاد کردن سریع بار ، استفاده هم زمان برای تولید برق و مصارف کشاورزی ، مهار آبها جهت جلوگیری از سیلاب علاوه بر موارد یاد شده مزیت دیگر احداث سد که شاید بهترین مزیت آن هم باشد نه تنها زیانهای زیست محیطی ندارد بلکه برای محیط زیست مفید هم می باشد .



6) نیروگاه دیزلی :

دیزل یک موتور چهار زمانه احتراق داخخلی است که با انجاام عملی متداوم تنفس –تراکم ،انفجار و تخلیه و رسیدن به دور نامی ،روتور ژنراتور را به چرخش در می آورد .این نوع نیروگاهها قدیمی هستند و در بسیاری از کشورها از رده تولید برق خارج
شده اند . نصب این نیروگاهها ارزان ، زمان راه اندازی آنها کم است راندمان نیروگاه دیزلی از نیروگاه گازی بیشتر و از سایر نیروگاهها کمتر است . تولید برق در این نیروگاه اندک است . امکان نصب آنها روی سازه ها و وسایل سیار وجود دارد . با توجه به اینکه این گزارش در خصوص نیروگاه گازی می باشد با صرف نظر از جزئیات سایر نیروگاهها به بحث و بررسی نیروگاه گازی بخصوص نوع B.B.C می پردازیم .





1- کمپرسور 2- توربین 3- اتاق احتراق

کمپرسور : کمپرسور بکار رفته در این واحد گازی از نوع جریان محوری می باشد که از هفده طبقه تشکیل شده است (یک ردیف پره ثابت و یک ردیف پره مترک را یک طبقه می گویند ).

در ورودی کمپرسور یک ردیف پره هادی وجود دارد که در بعضی از کمپرسور ها زاویه آن قابل تغییر است ولی در این کمپرسور زاویه آن ثابت و روی 45 درجه تنظیم گردیده است . به این پره های هادی اصطلاحاً گایدوند (gid vand) می گویند .

در انتهای کمپرسور یک ردیف پره ثابت جهت هر چه بیشتر تبدیل کردن سرعت به فشار استاتیک وجود دارد .

روتور کمپرسور به تعداد ردیف پره های متحرک از دیسک تشکیل شده است . که پره های متحرک روی آن سوارند . دیسکها توسط یک سری پیچهای سراسری به هم متصل هستند پره های ثابت کمپرسور هر ردیف در یک رینگ جا می گیرند . و این رینگ در داخل پوسته جا می رود (دو نیم دایره در پوسته بالا و پائین).

در انتهای کمپرسور سطح عبور هوا به صورت دیفیوزر می باشد که سرعت را کم و تبدیل به فشار می نماید و سپس هوا وارد محفظه احتراق می گردد .

کمپرسور دارای شیر مکش می باشد . پره هادی ورودی و شیرهای مکش برای کنترل و پاپداری کمپرسور در زمان راه اندازی و از کار افتادن واحد نقش به سزائی دارند .

عامل مهم ارتعاشات است که باید آن را کنترل و از آن اجتناب نمود .

توربین :

وظیفه توربین در واحدهای گازی انبساط محصولات احتراق و تولید کار مکانیکی می باشد .

نوع توربین بکار رفته در اکثر واحدهای گازی جریان محوری است . که معمولاً از چند طبقه تشکیل می شود . توربین از چند ردیف پره های ثابت و متحرک ساخته شده است که یک ردیف پره ثابت و متحرک را یک مرحله می گویند .

روتور توربین :

روتور توربین از تعدادی دیسک (به تعداد طبقات توربین) تشکیل شده است که توسط یک سری پیچ به یکدیگر متصل می شوند . یک طرف دیسک اول به لوله گشتاوری و طرف دیگر آن به دیسک دوم پیچ می شود . دیسک آخری دارای محوری است که یاتاقان ژورنال شماره 2 آن را در بر می گیرد و سپس محور توسط یک فلانچ به کوپلینگ انعطافی متصل می شود . پره های متحرک بر روی دیسک سوار می شوند . پره های توربین توسط هوائی که از کمپرسور گرفته می شود خنک می شوند .

در توربین گازی نوع .B.C تعداد طبقات 4 و تا درجه حرارت ورودی به توربین در ماکزیمم بار بیش از 800 درجه سانتیرگاد می باشد . بنابراین ردیف اول پره های ثابت تحت تاثیر بالاترین درجه حرارت قرار می گیرند . لذا هوای خنک کننده از درون پره عبور کرده و سپس وارد جریان گاز داغ می شود .

ب – کلاچ راه انداز یا تورکوکنورتر :

تورکوکنورتر وسیلهای است مکانیکی ، هیدرولیکی که ورودی آن سرعت زیاد و معمولاً ثابت و خروجی آن ترکیبی از سرعت و گشتاور است . توان در آن تغییرنکرده و ثابت است فقط مقداری افتهای اصطکاکی داخلی روغن و مقداری هم در یاتاقانهایش وجود دارد . که سبب تلفات انرژی شده و توان خروجی آن از توان ورودی کمتر است .

روغن توسط یک پمپ به نام پمپ تورکوکنورتر در داخل این دستگاه فشار دار شده و با گردش شافت دیزل یا استارتینگ موتور که سر آن دارای پره می باشد روغن را به گردش در می اورد گردش روغن به پره های سر محور اصلی که با سایر تجهیزات واحد کوپل می باشد ، منتقل شده و محور توربو کمپرسور شروع به گردش می نماید . در دور 600 احتراق هم انجام شده و از این پس گاز داغ حاصل از احتراق و دیزل به کمک همدیگر محور توربو کمپرسور را می چرخانند این عمل تا دور 2000 ادامه دارد . بعد از دور 2000 توربین خود کفا شده و با درین روغن درون تورکوکنورتر ارتباط دیزل یا استارتینگ موتور با محور اصلی قطع می گردد . و استارتینگ موتور بعد از یک پریور کار برای خنک شدن از مدار خارج می شود . مزایای این دستگاه (تورکوکنورتر) این است که علاوه بر انتقال گشتاور از دیزل به محور اصلی ، حرکت را یکنواخت منتقل نموده و از انتقال هر گونه ضربه به محور اصلی جلوگیری می نماید.

یادآور می شود که در اینجا دو ژنراتور مد نظر قرار گرفته است نه دور توربین .

ج – راچت :

راچت وسیله مکانیکی هیدرولیکی است که محور توربین گاز در هر دقیقه 45 درجه
می چرخاند .وظایف راچت عبارتند از :

1- فائق آمدن بر اصطکاک استاتینگ ، نیروی ترمزی : چون استارتینگ موتور در ابتدای راه اندازی به تنهایی و به علت نیاز به گشتاور زیاد قادر به ایفا نقش راهاندازی نبوده به این دلیل وسیله ای برای به حرکت در آوردن محور تا زمیانیکه راه اندازی بتواند خود این کار را انجام دهد ضروری است .

2- گرداندن محور برای جلوگیری از خمش در زمان سرد شدن : در زمان که توربین خاموش می شود به علت گرم شدن محور و نیز وحود تنش های مختلف حرارتی که یک قسمت از محور بیشتر از قسمت های دیگر گرم شده است احتمال خم شدن محور و بروز ارتعاشات بعدی در توربین گاز محتمل است . از این رو بعد ازهراستپ اگر مجددا واحد استارت نشود به مدت 36 ساعت راچت وظیفه چرخاندن محور را به عهده دارد و بعد از مدت مذکور از مدار خارج می شود .

3- هنگام تعمیرات یا زمانی که بخواهیم راچت را بدون زمان بندی وارد مدار کنیم : در تعمیرات برای جا گذاری و برداشتن پره ها احتیاج به گرداندن محور می باشد . در این موقع از راچت برای گرداندن محور استفاده می گردد .

د- جعبه دنده کمکی :

برای اینکه با استفاده از یک محور گردنده چندین محور را به گردش در آوریم از این جعبه دنده استفاده می شود . ورودی جعبه دنده در زمان راه اندازی از طریق دیزل و در زمان کار عادی توربین ورودی مربوط به توربو ژنراتور است .

خروجی این جعبه دنده عبارتند از : محور پمپ آب- محور پمپ گازوئیل- محور فن رادیاتور- خنک کن- محور پمپ روغن هیدرولیک و محور پمپ روغن کاری یاتاقان ها می باشد .

در واحد های گازی نوع B.B.C از جعبه دنده کمکی فقط برای به کار انداختن محور پمپ روغن هیدرولیک و روغن روغنکاری استفاده می گردد .

روغن کاری این جعبه دنده در سیستم روغن کاری یاتاقان ها قرار دارد .
کوپلینگ انعطافی :

در طول محور توربوژنراتور دو عدد کوپلینگ انعطافی قرار گرفته است . یک عدد بین جعبه دنده کمکی و محور کمپرسور و توربین و یک عدد بین جعبه دنده بار و محور توربین و کمپرسور .

وظایفی که این کوپلینگ ها به عهده دارند عبارتند از :
انتقال گشتاور از یک محور به محور دیگر

به عنوان جبران کننده هم امتداد نبودن محور ها

برای جبران حرکت محوری ( در اثر حرارت )
4- علاوه بر موارد فوق این کوپلینگ به عنوان فیوز محور نیز عمل می کند یعنی در اثر گشتاور های بیش از اندازه بریده می شود. و از این نظر ضعیف ترین نقطه محور است . در مواقعی که گشتاور بیشتری به محور اعمال می شود مثل خفه کردن کمپرسوریا بالا رفتن دور واحداین قسمت پاره می گردد .

ماده سازی جهت استارت :

در زمانی که اپراتور قصد استارت واحد را دارد اعمالی را باید انجام دهد که به ترتیب به شرح آن می پردازیم .

قبل از استارت تمام کنتور ها و شمارنده هایی که در اتاق فرمان و واحد وجود دارند جهت محاسبات بعدی در دفتر لاکشیت ثبت می شوند . سیستم برق D.C بازدید و ولتاژ و جریان ان ثبت شود .

بعد از اطمینان از عدم نشتی روغن یا گازوئیل یا هر گونه مواد آتش زا در داخل واحد . والو استارت نا موفق زیراتاق احتراق ( در صورت باز بودن ) بسته شود . کپسول های گاز جرقه زن باز گردیده و از فشار کافی آنها اطمینان حاصل نماید .

دستگاه ثبات ( ثبت کننده درجه حرارت ورودی و خروجی توربین ) روشن شود . اگر رله ای از قبل عمل نموده ریست شود . و در صورتی که ریست نشد علت آن بررسی و رفع عیب گردد . با در نظر گرفتن کلیه موارد فوق اماده برای استارت می باشد .

عملیات استارت :

با توجه به این که واحد های گازی از دو نوع سوخت گاز و گازوئیل استفاده می نمایند . سلکتور انتخاب برنامه ( Program Selctor ) روی حالت گاز یا گازوئیل ( سوخت موجود ) قرار گیرد .

اگر قصد استارت اتوماتیک داریم سلکتور بهره برداری یا Opreating Selector روی حالت اتومات قرار داده شود . بعد از انجام مراحل فوق با فشار دادن بوش با توم اتوماتیک به مدت 2 ثانیه واحد در پله یا Stop یک قرار می گیرد . عملیات استارت تا قرار گرفتن در 3000 هشت پله را می بایست روی صفحه سکونتیک طی نماید . که در هر پله اعمالی انجام گرفته و دستگاهی وارد مدار یا از مدار خارج می گردد . ضمن این که دور هم باید در هر پله به حد معینی برسد . که در صورت انجام نگرفتن هر کدام از این شرایط واحد در همان پله باقی می ماند و با توجه به این که هر پله دارای تلرانس تایم مخصوص می باشد . بعد از گذشت مدت زمان هر پله به انجام نگرفتنم شرایط ان عملیات استارت متوقف و واحد تریپ می نماید .