فهرست مطالب

پیشگفتار

مطالبی که در این گزارش بیان شده گوشه‌ای بسیار کوچک از قسمتهای مختلف نیروگاه عظیم نکاء می‌باشد. که سعی کرده‌ام عمده موارد مهم و کاربردی که در یک نگاه و بطور مختصر مورد نیاز خواهد شد را بیان کنم.

در جزوه حاضر سیکل نیروگاه و نقشه‌هایی جامعیت داشته و خلاصه‌ای از قسمتهای اصلی نیروگاه که نقش کلیدی در کاربری این صنعت مادر را دارا می‌باشند، تا حد امکان توضیح داده‌ام.

واجب است از تمام مسئولین نیروگاه، متخصصین قسمت معاونت مهندسی و قسمت آموزش که امکان این مهم را فراهم ساختند کمال سپاس و قدردانی ابراز نمایم.

باتشکر

مقدمه

انسان همواره برای رفاه زندگی خود در تکاپو بوده و هست. ابتدا نیروی ماهیچه‌ای را امتحان کرد که با کهولت سن رفته رفته فرسایش می‌یافت.

سپس انرژی باد و در کنار آن از انرژی پتانسیل آب استفاده نمود. با گذشت زمان دید بازتری پیدا کرد که باعث درک انرژی بخار شد. استفاده از انواع انرژی همچون: انرژی شیمیایی، جزر و مد دریاها، انرژی هیدرولیکی، هسته‌ای و بالاخره انرژی نورانی خورشید را نیز آموخت که همه در خدمت پیشرفت و تکامل انسان می‌باشند. در این میان بهترین نوع انرژی باید دارای خصوصیات کاملی باشد.

انرژی الکتریکی یکی از بهترین فرم‌های انرژی می‌باشد زیرا :

1- توزیع و انتقال آن به راحتی و بطور مطمئن صورت می‌گیرد ( انتقال انرژی الکتریکی از طریق خطوط نیرو در مقایسه با حمل سوخت با وسایل نقلیه. )

2- دستگاههای متنوعی را می‌توان با آن بکار انداخت.

3- راندمان انرژی الکتریکی در تبدیل به انرژی‌های دیگر بالاست ( راندمان یک بخاری الکتریکی % 100 می‌باشد درصورتیکه راندمان یک بخاری نفتی % 50 است. )

4- استفاده از آن هیچگونه آلودگی برای محیط زیست بوجود نمی آورد.

برای تأمین انرژی الکتریکی از تبدیل فرمهای دیگر انرژی موجود در طبیعت استفاده می‌شود که در حال حاضر متداول‌ترین آن تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی است که با استفاده از سوخت فسیلی ( سوخت مایع، گاز، ذغال‌سنگ ) در نیروگاههای بخاری و یا گازی صورت می‌گیرد که با توجه به راندمان بالاتر نیروگاههای بخاری نسبت به گازی قسمت عمده تأمین برق بعهده این نیروگاههاست. در نیروگاههای بخاری سوخت فسیلی در کوره (بویلر)می‌سوزد و انرژی شیمیایی بین پیوندهای خود را به صورت حرارت به آب می‌دهد و آن را به بخار تبدیل می‌کند. بخار حاصل در توربین به انرژی مکانیکی تغییر شکل می‌دهد که با گرداندن ژنراتور انرژی الکتریکی بدست می‌آید. بنابراین فرم تغییر انرژی در نیروگاههای بخاری بصورت زیر است :

انرژی الکتریکی انرژی مکانیکی انرژی گرمایی انرژی شیمیایی

بدیهی است که در این تبدیل انرژی مقداری تلفات وجود دارد که با بهبود طراحیها و پیشرفت تکنولوژی سعی می‌شود مقدار آن کم و حداکثر راندمان ممکن بدست می آید، بطوریکه راندمان نیروگاههای بخاری از 20 % در نیروگاههی قدیمی به حدود 42 % در نیروگاههای مدرن امروزی افزایش یافته است.

حال که مقدمه‌ای بر انرژی، علت مصرف انرژی الکتریکی و خلاصه‌ای از کار در نیروگاههای بخاری بیان شد، نظری اجمالی بر روند تولید برق در ایران و تاریخچه نیروگاه حرارتی شهید سلیمی نکاء داشته سپس به توضیح در مورد قسمتهای اصلی نیروگاه نکاء خواهیم پرداخت.

نیروگاه شهید سلیمی نکاء

صنعت برق در ایران بصورت نیروگاههای دیزلی کوچک شبکه‌های توزیع محدود در برخی از شهرهای بزرگ مانند تهران، تبریز و اصفهان در اواخر قرن سیزدهم ( هـ . ش ) و توسط سرمایه‌داران بخش خصوصی آغاز گردید. در اوایل دهه 1340 وزارت نیرو شرکتهای برق منطقه‌ای و سازمان آب و برق خوزستان تشکیل و کشور به 12 منطقه تقسیم شد و بدنبال آن در سال 1348 وزارت نیرو اقدام به تأسیس شرکت توانیر ( شرکت تولید و انتقال نیروی برق ایران ) نمود.

ظرفیت کل نیروگاههای حرارتی شرکت توانیر به هنگام تأسیس برابر 415 مگاوات و در سال 1365 با بهره‌گیری از 24 نیروگاه و 139 واحد توربین ** به بیش از 9332 مگا وات رسید.

نیروگاه شهید سلیمی نکاء بعنوان یکی از مهمترین سرمایه‌های ملی و از بزرگترین نیروگاههای کشور متشکل از دو بخش مستقل بخاری و گازی در ساحل دریای خزر و در 22 کیلومتری شمال شهرستان نکا قرار دارد.

قدرت نامی این نیروگاه 2035 مگا وات می‌باشد که از چهار واحد 440 مگا واتی بخار و دو واحد 13715 مگاواتی گاز حاصل می‌شود.

سوخت اصلی واحدهای بخاری، گاز و سوخت کمکی آنها مازوت و سوخت اصلی واحدهای گازی، گاز و سوخت کمکی آنها گازوئیل است.

قرارداد احداث واحدهای بخاری در تاریخ 8/6/1354 بین وزارت نیرو و کنسرسیومی متشکل از سه شرکت آلمانی به اسامی بی . بی . سی، بابکوک، بیلفینکر منعقد و متعاقب آن عملیات احداث شروع گردید. اولین واحد در تاریخ 2/7/1385 و پس از آن به فاصله تقریبی هر شش ماه، یک واحد وارد مدار شده است.

نصب واحدهای گازی پس از خرید تجهیزات از شرکت زیمنس از سال 1367 توسط شرکت نصب نیرو با نظارت قدس نیرو آغاز و اولین واحد در تاریخ 19/5/1369 و واحد بعدی به فاصله سه ماه پس از آن وارد مدار گردیده است.

سوخت مصرفی

سوخت اصلی نیروگاه نکاء گاز طبیعی می‌باشد که از منابع گازسرخس تأمین و بوسیله یک رشته خط لوله به نیروگاه منتقل می‌گردد. مصرف گاز هر واحد بخاری برابر 110000 ( نیوتن متر مکعب بر ساعت ) می‌باشد. سوخت کمکی نیروگاه نفت کوره ( مازوت ) است که از طریق مخزنهای راه‌آهن به ایستگاه تخلیه سوخت نکاء در فاصله 20 کیلومتری نیروگاه منتقل می‌گردد.

ظرفیت خط لوله برابر 1500 متر مکعب در روز می‌باشد که به دلیل کمبود گاز تحویلی و نتیجتاً نیاز به سوخت مایع بیشتر، قابلیت انتقال سوخت به میزان مورد نیاز را دارا نمی‌باشد. بدین جهت کسری سوخت به دو طریق یکی توسط کشتی‌های نفت‌کش از طریق کشور ترکمنستان و دیگری بوسیله نفت‌کشهای جاده‌پیما در ایستگاه تخلیه که در نیروگاه وجود دارد جبران می‌شود. نفت‌کشهای جاده‌پیما در ایستگاه سوخت نکاء و یا مستقیماً در نقاط ورودی چون تهران، تبریز و اصفهان بارگیری می‌شود. انتقال، ذخیره‌سازی و مصرف سوخت مایع در واحدها به کمک تانکهای با مشخصات زیر صورت می‌گیرد.

ذخیره‌سازی سوخت مایع نیروگاه بهره‌برداری با بار کامل را برای حداکثر 14 روز ممکن می‌سازد.

آب مصرفی

آب شیرین مصرفی نیروگاه بوسیله سه حلقه چاه به عمق تقریبی 150 متر که در اطراف ایستگاه تخلیه سوخت نکاء قرار دارد، تأمین می‌شود. قسمتی از آب خروجی از این چاهها به داخل یک استخر سرپوشیده خط لوله‌ای به طول 25 کیلومتر به دو استخر سرپوشیده دیگر به حجم کل 1500 متر مکعب که د رمجاورت تصفیه‌خانه نیروگاه قرار دارند سرازیر شده و از آنجا به یک مخزن با ارتفاع 75 متر و به حجم 450 متر مکعب پمپ می‌گردد. آب مصرفی بخشهای زیر از استخرهای سرپوشیده و مخزن مرتفع آب تأمین می‌شود :

الف – آب مصرفی ایستگاه تخلیه سوخت نکاء که از استخرهای سرپوشیده در محل تأمین شده و به کمک تصفیه خانه کوچکی که در مجاورت استخرها قرار دارد، تصفیه می‌شود.

ب – آب آشامیدنی نیروگاه که از منابع فوق تأمین شده و. پس از فیلتراسیون مصرف می‌شود.

ج – آب مورد نیاز تصفیه‌خانه که با ظرفیت 180 متر مکعب در ساعت آب مقطر مصرفی نیروگاه را با استفاده از سیستم مبدل یونی تأمین می‌نماید.

د – آب مورد نیاز سیستم آتش‌نشانی نیز از منابع فوق تأمین می‌گردد. البته جهت اطمینان بیشتر، سیستم اضطراری آتش‌نشانی با استفاده از آب دریا نیز پیش‌بینی شده است.

آب خنک‌کن جهت تقطیر بخار خروجی از توربین، از دریا تأمین شده و پس از کلرزنی داخل لوله‌های کندانسور می‌شود. به منظور حفاظت محیط زیست، سیستم خروجی آب طوری در نظر گرفته شده است که اختلاف درجه حرارت آب خروجی و آب دریا در شعاع 200 متری دهانه کانال خروجی کمتر از دو درجه باشد.

دبی آب‌خنک‌کن هر واحد بخاری حدود 52000 متر مکعب بر ساعت می‌باشد.

دیگ بخار ( بویلر )

بویلر نیروگاه از نوع بدون مخزن ( once through ) می‌باشد. به همین جهت حجم آب در حال گردش درون آن نسبت به انواع دیگر بویلرها به مراتب کمتر است. کوره آن از دو فضای متصل بهم تشکیل شده که فضای اول بوسیله جدار لوله‌ها محصور گشته و در آن سوخت و هوا مخلوط و بوسیله 14 مشعل محترق شده و آب موجود در لوله‌ها به بخار تبدیل می‌گردد. بخار تولید شده در این فضا بوسیله عبور گازهای گرم کوره در فضای دوم به بخار داغ تبدیل می‌شود. دمای بخار ورودی به توربین توسط آب‌پاشها ( Desuperheaters ) که از مسیر آب تغذیه گرفته می‌شود، تنظیم می‌گردد. گاز خروجی از کوره پس از گرم شدن آب ورودی به بویلر (Economizer ) و هوای ورودی به کوره (Airprehreater) به دودکش رانده می‌شود.

مشخصات بویلرهای نیروگاه بشرح زیر است :

توربین

توربین بخار نیروگاه از نوع فشار متغیر (Sliding pressure) بوده و تغییر بار در آن (برای بارهای بیش از 150 مگاوات) بوسیله تغییر فشار در بخار خروجی بویلر صورت می‌گیرد. توربین شامل سه قسمت هم محور متصل به هم می‌باشد که عبارتند از :

قسمت فشار قوی (HP)، قسمت فشار متوسط (IP)، قسمت فشار ضعیف (LP).

بخار اصلی از دو شیر اصلی (stop valave ) و چهار شیر کنترل به محور فشار قوی توربین وارد و پس از بحرکت درآوردن پره‌های توربین از آخرین طبقه این قسمت خارج و مجدداً جهت‌ گرمایش بداخل کوره رانده می‌شود.

بخار خروجی از قسمت فشار قوی توربین پس از کسب حرارت لازم و رسیدن به درجه حرارت بخار اصلی (Hot Reheat) از طریق دو شیر مرکب (stop & Intercept valve ) به قسمت فشار متوسط توربین وارد می‌گردد و پس از دادن انرژی خود به پره‌های توربین از آخرین طبقه این قسمت مستقیماً وارد قسمت فشار ضعیف گشته و پس از بگردش درآوردن پره‌های آن از آخرین طبقه قسمت فشار ضعیف وارد کننده کندانسور می‌گردد.

آب تقطیر شده در کندانسور بوسیله پمپ پس از گذشتن مجدد از تصفیه‌خانه (قسمت polishing plant) از طریق هیترهای شماره 1 و 2 و 3 و 4 وارد محفظه تغذیه پمپهای فشار قوی شده و پس از خارج شدن گازهای محلول در آن بوسیله پمپهای فشار قوی از طریق هیترهای شماره 6 و 7 وارد بویلر می‌شود.

مشخصات توربین‌های نیروگاه بشرح زیر است:

ژنراتور

ژنراتور نیروگاه دارای دو قطب بوده (سرعت 3000 دور در دقیقه) و مستقیماً به توربین کوپله شده است، بدنه روتور یک تکه بوده و سیم‌پیچهای روتور در شیارهای آن قرار گرفته است. سیم‌پیچهای استاتور از نوع تسمه‌های مسی توخالی بوده و بوسیله عبور آبی خالی و عاری از هرگونه یون خنک می‌گردد. روتور بوسیله عبور گاز هیدروژن از میان شیارها و سطح روتور خنک می‌شود. فشار لازم برای بگردش درآوردن گاز هیدروژن توسط دو پروانه در دو انتهای روتور تأمین شده و گاز گرم شده بوسیله چهار کولر خنک می‌گردد ضمناً برای جلوگیری از نشت هیدروژن بخارج از ژنراتور و همچنین ممانعت از اتلاف آن، از یک سیستم سه مداره آب‌بندی روغنی استفاده می‌شود.

سیستم تحریک ژنراتور از نوع ساکن بوده و ژنراتور از طریق یک ترانسفور ماتور تحریک، یکسو کننده از نوع تایریستوری و اسلیپ‌رینگ تغذیه می‌گردد.

مشخصات ژنراتورهای نیروگاه بشرح زیر است:

هیدروژن مورد نیاز جهت خنک کردن ژنراتور بوسیله واحد هیدروژن‌سازی به ظرفیت تولیدی 5/7 مترمکعب در ساعت تأمین می‌گردد. در این واحد هیدروژن از طریق تجزیه آب با درجه خلوص 95/99 % تولید شده و سپس به کمک کمپرسور در کپسولهایی به ظرفیت 6 مترمکعب و تحت فشار Kg/cm² 150 ذخیره می‌گردد. کپسولهای پرشده جهت جبران تلفات هیدروژن مورد نیاز استفاده می‌گیرند.