پایان نامه بررسی نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی قزوین
فهرست محتوا
مقدمه:
امروزه انرژي الكتريكي يكي از منابع مهم انرژي بوده كه با هدف توليد برق روز به روز نيروگاهها، گسترش يافته است. توليد و مصرف انرژي يكي از شاخصهاي برجسته و گوياي ميزان توسعه صنعتي كشورها است.
افزايش روزافزون جمعيت جهاني و استفاده بشر از منابع كره خاك در توليد انرژي و توسعه عوامل تخريبي را به وجود آوردهاند كه محيط زيست انسان را در معرض خطر جدي قرار داده است.
پيشرفت و توسعه جوامع بشري با بكارگيري انرژي بيشتر و تقويت سيستم توليد مدرن ميسر گرديده است. انرژي زيربناي قوي و اوليه جهت پيشرفت اقتصادي ميباشد. روند روزافزون مصرف انرژي توسط انسان خصوصيات فيزيكي، شيميايي، بيولوژيكي و فرهنگي محيط زيست را دگرگون ساخته است. توليد، انتقال و مصرف انرژي اثرات زيست محيطي مهمي را در اكوسيستم زمين برجاي ميگذارد. امروزه سياستهاي توليد و بكارگيري انرژي در مسايل زيست محيطي محلي و منطقهاي نقش عمدهاي، را بر عهده دارند. بنابراين ضرورت تعيين رابطه پيچيده مسايل زيست محيطي با انرژي بيش از پيش ملموس شده است.
استفاده از منابع انرژي در عين آن كه تسهيلات فراواني را براي جوامع بشري به ارمغان آورده است. مشكلاتي از قبيل تغيير شرايط اقليمي، اثرات گلخانهاي، گرمايش جهاني داشته است. در اين راستا انسان در عين آنكه تغييرات سريعي را در اكوسيستم جهاني ايجاد ميكند حجم عظيمي از آلودگيهايي را كه به آساني در داخل سيستم جذب نشده و يا قابل با چرخش ميباشند را به محيط اطراف خود تحميل ميكند. بدين ترتيب آلودگي يكي از اثرات جنبي زيانبار بكارگيري فزاينده انرژي در تمدنهاي مدرن ميباشد.
در سال 1400 جمعيت كشور با احتساب نرخ رشد 2/2 درصد به 108 ميليون نفر خواهد رسيد. براي تامين حداقل انرژي برق چنين جمعيتي حداقل معادل 100 درصد نيروگاههاي موجود، به نيروگاه جديد نياز است. از آنجا كه با دو برابر شدن جمعيت، مصرف انرژي 3 تا 4 برابر افزايش خواهد داشت. بنابراين برآورد، روشن است كه ميزان آلودگي ناشي از مصرف سوختهاي فسيلي در نيروگاهها چه بر سر محيط زيست ما خواهد آورد. بدين ترتيب مقدار كل مواد آلوده كننده هوا كه از دودكش نيروگاهها به جو تخليه خواهد شد، لااقل 2 تا 4 برابر ميزان كنوني خواهد بود. بنابراين بررسي مسايل زيست محيطي بايد با فرآيند توسعه همراه باشد، زيرا كه در اين صورت است كه حفظ توازن مناسب ميان توسعه اقتصادي، رشد جمعيت، استفاده منطقي از منابع و حفظ محيط زيست را در بر خواهد داشت. فرضاً اصل مكانيابي (Land use) و ارزيابي اثرات زيست محيطي (Environmental Impact statement) آن شيوهاي است كه ناشي از اينگونه توسعه ميباشد.
كليات
انواع نيروگاههاي مولد برق
نيروگاه محل تبديل انرژي سوخت (شيميايي) به انرژي الكتريكي ميباشد. اساس نيروگاههاي حرارتي بر مبناي تبديل انرژي حرارتي حاصل از سوخت زغال سنگ، نفت، مازوت، گازوئيل، گاز و يا انرژي حرارتي ناشي از فعل و انفعالات هستهاي به انرژي الكتريكي قرار دارد.
نيروگاههاي ايران با توان توليدي 26571 مگاوات در اكثر نقاط كشور فعال بوده و بخش مهمي از سوختهاي فسيلي را مصرف ميكنند. سهم نيروگاههاي كشور از كل سوختهاي مصرفي معادل 37 درصد گاز طبيعي و 13 درصد فرآوردههاي نفتي (84 درصد مازوت) عمداً نفت و گاز و نفت كوره ميباشد.[1]
نيروگاههايي كه جهت توليد نيروي برق در كشورمان استفاده ميشوند متنوع بوده و شامل نيروگاههاي برقابي ـ ديزلي ـ گازي ـ بخاري و سيكل تركيبي ميباشد.
«جدول 1ـ سهم هريكي از نيروگاهها در توليد برق»
نوع نيروگاه | ظرفيت توليد MW | درصد توليد برق |
ديزلي | 658 | 9/2 |
برقابي | 1953 | 6/8 |
گازي | 8202 | 36 |
بخاري | 11931 | 5/52 |
مجموع | 22744 | 100 |
چنانكه جدول صفحه قبل نشان ميدهد با توجه به روند كنوني توسعه نيروگاهها در كشور و اهميت بيشتر نيروگاههاي بخاري و سيكل تركيبي، نقش بخش بخاري بيش از پيش ميشود.
موقعيت جغرافيايي و اقليمي قزوين
شهرستان قزوين در دشت وسيعي در جنوب رشته كوههاي البرز بين مدار طول شرقي عرض شمالي و در شرق رشته كوه قانلاكوه قرار دارد. حداكثر درجه حرارت محيط 41+ درجه سانتيگراد، حداقل درجه حرارت محيط 19- درجه سانتيگراد، ميانگين درجه حرارت محيط 5/14+ درجه سانتيگراد، ارتفاع از سطح دريا 1300 متر حداكثر سرعت بار 42 متر بر ثانيه در 10 متر ارتفاع رطوبت نسبي 46% و ضريب زلزله g24% براي شتاب افقي گزارش شده است.
موقعيت جغرافيايي نيروگاه شهيد رجايي قزوين
اين واحد بزرگ صنعتي در 25 كيلومتري جاده قزوين ـ تهران و در حد فاصل بين اتوبان و جاده قزوين ـ كرج در زميني به مساحت 25 هكتار احداث گرديده است.
اطلاعات عمومي نيروگاه بخاري شهيد رجايي
در اوايل دهه 60 به منظور تامين برق مورد نياز منطقه تهران و مصارف صنعتي، كشاورزي، خانگي مقرر شد كه يك نيروگاه به قدرت 2000 مگاوات در اطراف تهران با توجه به اهداف انتقال و ارتقاء دانش طراحي و تكنولوژي ساخت دانش نصب و راهاندازي و دستيابي به مديريت اجرايي توليد برق و تقليل هزينههاي ارزي، آموزشهاي مختلف براي كادرهاي طراحي، نظارت و بهرهبرداري و يك نواختي در سفارش و تهيه تاسيسات و پروژههاي جانبي نيروگاه احداث شود. پس از بررسي و با توجه به جميع امكانات منطقه قزوين انتخاب و در ابتدا قرار داد اين طرح براي 1000 مگاوات در تاريخ 28/12/62 با شركت صنايع سنگين ميتسوبيشي ژاپن به امضاء رسيد كه نيروگاه بدون بويلر رادربر ميگرفت.
از طرف ديگر طرح توسعه شركت ماشينسازي اراك كه بعدها به شركت آذر آب تغيير نام يافت، با همكاري نزديك شركت توانير مذاكراتي در خصوص خريد تكنولوژي بويلر شروع كرد تا كه سرانجام شركت I.H.I ژاپن انتخاب و قرارداد خريد تكنولوژي بويلرهاي نيروگاه بين شركت توانير و پيمانكار شركت ژاپني در 28 فروردين 64 امضاء و مبادله شد همزمان با بررسي پيشنهادهاي مربوط به نيروگاههاي بدون بويلر مذاكراتي بين شركت توانير و شركت E.G.I و ترانس الكترو از مجارستان جهت خريد و انتقال دانش فني طراحي و ساخت برج خنككن خشك نوع هلر در ايران انجام گرفت كه نهايتاً در تاريخ 28/9/62 قرارداد مزبور به امضاء رسيدن و مبادله شد و پس از آن شركت اتمسفر به عنوان سازنده سيستم خنككننده معرفي شد. و قرارداد اين بخش از نيروگاه در تاريخ 18/6/63 بين توانيرو اتمسفر مبادله شد. ازآنجايي كه اجراي طرح به صورت غيركليدي در دست براي اولين مرتبه در وزارت نيرو انجام ميگرفت. احداث اين نيروگاه طي دو مرحله پيشبيني شده است. در فاز نخست 4 واحد 250 مگاواتي نصب گرديد و فاز بعدي بهمين منوال اجرا گرديد و در نتيجه قدرت نهايي نيروگاه بالغ بر 2000 مگاوات خواهد بود.
مشخصات فني نيروگاه شهيد رجايي
ظرفيت توليدي بالغ بر 2000 مگاوات كه در هشت واحد هر كدام بظرفيت توليدي 250 مگاوات ميباشد. نيروي لازم جهت راهاندازي نيروگاه از طريق شبكه سراسري خواهد بود.
نوع سوخت: سوخت اول نيروگاه گاز طبيعي و سوخت دوم آن مازوت 2000 يا 1100 ميباشد.
آب مصرف نيروگاه: آب مصرفي از هفت حلقه چاه تامين ميگردد.
انتقال برق: انرژي توليدي اين نيروگاه بوسيله 5 خط 400 كيلوولت به پستهاي رود شوره زياران و زنجان ارتباط دارد.
مواد اوليه تهيه بخار آب
مواد اوليه تهيه بخار آب عبارتند از: آب، سوخت و هوا
آب: آب مورد نياز نيروگاه توسط 7 حلقه چاه به عمق 150 تا 200 متري تامين ميشود. 5 حلقه در خارج از محوطه نيروگاه بخار و در محوطه نيروگاه توربين گاز قرار دارند و 2 حلقه چاه ديگر در محوطه نيروگاه بخار قرار دارند. آب نيروگاه پس از گذراندن مراحل تصفيه كه توسط بخش شيمي انجام ميشود مورد استفاده سيكل قرار ميگيرد.
سوخت: سوخت نيروگاه بخاري شامل گاز طبيعي، مازوت و گازوئيل ميباشد. كه مصرف عمده آن گاز طبيعي و مازوت ميباشد.
سوخت گاز: گاز طبيعي مصرفي توسط انشعابي از خط لوله اصلي بوسيله دو لاين و به ازاي هر واحد از مخازن تأمين ميشود. مصرف گاز طبيعي هر واحد تقريباً 50000 ليتر ميباشد. براي تست حريق از گاز نيتروژن (N2) استفاده ميكنند بدينگونه كه ابتدا خط را تخليه كرده و با تزريق N2 در رفع نشتي و افت فشار مورد بهرهبرداري قرار ميدهند چون N2 يك گاز بيخطر است.
گاز از مسير اصلي توزيع با فشار 17 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع وارد واحد شده در مسير ابتدا يك والوموتوري قرار دارد سپس فيلتر شده و بعد از فيلتر والودستي قرار دارد و در ادامه مسير، گاز در دو مسير وارد سيستم ميشود: 1ـ مسير اصلي گاز 2ـ اگنايتور
1ـ مسير اصلي گاز: در مسير اصلي ابتدا والودستي قرار دارد سپس گاز بوسيله Press. Reducing valve فشار آن از 17 به 10 تقليل مييابد. بعد فلوكنترل والو وجود دارد. همچنين در مسير كنتور وجود دارد بعد vent گاز وجود دارد كه اگر احتياج به گاز نداشته باشيم گاز به اتمسفر برود. بعد shut off valve قرار دارد كه اگر واحد مشكل داشته باشد بسته شود.
در مسير گاز ورودي به مشعل دو عدد shut off valve قرار دارد و بين آنها يك vent قراردارد. مادامي كه گاز به مشعل ميرسد. Shut off والوها باز ميباشند، گاز به مشعل ميرسد و vent بسته ميباشد. موقعي كه احتياج به گاز نداشته باشيم shut off والوها را بسته vent را باز ميكنيم.
2ـ مسير اگنايتور: گاز در مسير اگنايتور از دو خط تامين ميشود: 1ـ خط اصلي (متان) 2ـ كپسول Bottled
در مسير اگنايتور (Ignition) ابتدا چك والو بعد والو سه راهي و سپس كنترل والو داريم كه نهايتاً فشار به 2 كيلو ميرسد و اگر فشار زياد باشد بوسيله لايني به اتمسفر ميرود. بعد Leak CK header وجود دارد در مسير اگنايتور shut off valve وجود ندارد.
گازهاي پروپان مايع ميباشد درآن را بوسيله بخار گرم مينمايند. (هيدركمكي) و وارد والوسه راهي كرده بعد ادامه مسير را داريم.
سوخت مازوت
سيستم سوخت رساني مازوت و گازوئيل از دو قسمت تشكيل شده است: TPH[2], UPH[3]
در قسمت UPH داراي دو ايستگاه تخليه كه يكي مربوط به واگنها و ديگري ايستگاه تخليه كاميونها ميباشد (براي مازوت) تقسيم شده است. در UPH 5 مخزن زيرزميني (Under ground) مازوت داريم كه هر مخزن داراي يك هيتر گرمايش و كندانسور مربوطه و همچنين يك لوله براي تخليه باقي مانده مازوت ميباشد. عمل تخليه توسط سه پمپ زيمس آلمان انجام ميگيرد. كه بعنوان عامل انتقالي (Transfer) به قسمت TPH نيروگاه ميباشد.
در قسمت UPH يك مبدل حرارتي براي گرم نمودن آب براي شستشوي ايستگاههاي واگنها و كاميونها دارد. كه هر مخزن زيرزميني داراي يك فن براي خروج گازهاي اضافي مخازن ميباشد. ايستگاه واگنها و كاميونها هر كدام داراي تك لنسر بخار براي گرمايش واگنها و كاميونها ميباشد. و همچنين داراي شلنگهاي تخليه واگنها و كاميونها ميباشد. در پمپخانه مازوت يك تانك كندانيست براي جمعآوري آبهاي كندانس شده هيترها وجود دارد كه داراي دو پمپ كندانيست براي انتقال آبهاي موجود به طرف TPH ميباشد.
در UPH يك عدد جدا كننده مازوت از آب وجود دارد كه مازوت به سمت مخازن زيرزميني انتقال داده ميشود و آب به چاههاي حفر شده در UPH سرازير ميشود.
همچنين پمپخانه گازوئيل مستقر در UPH داراي 2 مخزن ميباشد كه يك مخزن بزرگ هوايي براي گازوئيل است. كه اين مخزن زيرزميني گازوئيل حاصل از تخليه كاميونها را جمعآوري نموده و بوسيله دو پمپ موجود در پمپخانه گازوئيل به طرف تانك هوايي هدايت نموده و در آنجا ذخيره ميشود و براي مصرف توربين گاز از آن استفاده ميكنند. تانك هوايي داراي يك سيستم گرمايش ميباشد كه آب كندانس شده از آن توسط تانك كندانيست ذخيره شده و توسط دو پمپ كندانيست ترانسفر به طرف تانك انتقالي TPH، انتقال داده ميشود.
در TPH چهار عدد تانك داريم كه از 5 مخزن زيرزميني UPH به آنها پمپاژ شده و نيز 8 عدد پمپ مازوت و سه عدد پمپ گازوئيل وجود دارد. مازوت از UPH به TPH انتقال داده ميشود مقداري آبي كه ته مخزنها جمع ميشوند (بخار براي گرمايش) توسط جدا كننده جدا ميشود آب بوسيله كانالي براي مصارف كشاورزي به پائين دست سرازير ميشود. در قسمت غرب TPH يك حوضچه براي جداكردن نهايي مازوت از آب براي اطمينان بيشتر احداث گرديده است كه باقي مانده روغن در آنجا جمع ميشود.
دماي مازوت در خروجي TPH به سمت واحدها 55 تا 60 درجه سانتيگراد ميباشد. براي گرمايش از بويلر اصلي استفاده ميشود اگر افت بخار و فشار داشته باشيم از بويلر كمكي TPH استفاده ميشود براي گرمايش همچنين در قسمت TPH ايستگاه تخليه گازوئيل وجود دارد كه ماشين گازوئيل را در مخزن زيرزميني تخليه كرده و از آنجا به مخزن هوايي پمپاژ شده و از مخزن هوايي به سمت واحدها انتقال (پمپاژ) مييابد.
گازوئيل در واحد فيلتر شده كه اگر احتمالاً در مازوت انتقالي ناخالصي وجود داشته باشد بوسيله فيلتر گرفته شود. تعداد فيلتر دو عدد بوده كه يكي از آنها در مدار قرار گرفته و يكي بصورت رزرو ميباشد فشار در اين مرحله 7ـ6 كيلو ميباشد و از آنجا وارد پمپ high pressure Ressi dual oil pumps ميشود فشار در اينجا به 30 كيلو و دماي مازوت به 60 درجه سانتيگراد ميرسد. در اين قسمت هر دو پمپ در مدار ميباشند. اگر فشار خروجي پمپ خيلي بالا باشد بوسيله لاين Pressure Relief line مازوت به تانك ذخيره مازوت انتقال داده ميشود در ادامه مسير Pressure control line كنترل ميشود همچنين مقدار مصرفي توسط كنتور موجود در مسير نشان داده ميشود به وسيلة هيتر بخار گرم شده و دماي مازوت در اين مرحله به 90 درجه سانتيگراد ميرسد. بعد از هيتر Pressure Relief line وجود دارد كه اگر فشار در اين مرحله زياد باشد عمل مينمايد و مازوت را انتقال ميدهد به تانك ذخيره مازوت انتقال ميدهد.
سوخت گازوئيل
سوخت گازوئيل به عنوان سوخت راهانداز در واحد مورد استفاده قرار ميگيرد. گازوئيل از TPH پمپاژ شده و وارد تانك روزانه گازوئيل (Daily Tank) ميشود. اين تانك داراي دو هيتر بوده كه يكي در درون آن كه به نام هيتركفي و يكي در قسمت خروجي كه به ساكشين هيتر معروف است.
ـ مسير ورود گازوئيل براي يك مشعل: در مسير shut off valve قرار دارد. البته بعد از shut off valve فيلتر قرار دارد و در نهايت وارد مشعل ميشود.
هوا: شرايط ايجاد احتراق كامل وجود هوادركورة بويلر است، بدين منظور از هواي اجباري توسط فن استفاده ميكنيم براي هر بويلر هوا از دو مسير وارد ميگردد. در سر راه هر مسير ورودي، هوا توسط steam Air heater اوليه گرم شده بعد هوا توسط فن FDF بسمت بويلر كشيده ميشود البته به دليل اينكه FDF داراي صداي زيادي ميباشد از يك صدا خفه كن sailencer قبل از آن استفاده ميشود اين صدا خفهكن بصورت يك Box ميباشد. بعد از FDF مجدداً يك هيتر ديگر قرار دارد كه به steam Air heater ثانويه معروف است و در مواقعي كه سوخت سنگين باشد از آن استفاده ميكنيم. در ادامه مسير هواي Gas Air Heater قرار دارد و هواي وارد G.A.H ميگردد.
خروجي براي دو خروجي نيز دو مسير وجو دارد دود خروجي پس از عبور از المانهاي سوپرهيتر اوليه و اكونوماينورهاي اوليه و ثانويه وارد G.A.H ميگردد. G.A.H به صورت استوانه اي و دوار با صفحات مشبك Plate ميباشد. هواي ورودي و دود خروجي در اين هيتر دوار از دو طرف مقابل وارد ميگردند و با چرخش اين هيتر توسط يك الكتروموتور، انرژي حرارتي دود به هوا منتقل ميگردد. (تبادل حرارتي ميشوند) و در نتيجه دماي دود خروجي كاهش پيدا مينمايد. در مسير دود خروجي پس از عبور از المانهاي اكونومايزر و قبل از ورود آن به G.A.H مقداري از فلوي آن از طريق يك فن به نام GAS RECIRCULATION FAN به مسير هواي ورودي به بويلر در انتهاييترين قسمت وارد ميگردد. در نهايت هوا وارد محفظهاي سرتاسري پشت مشعلها بنام Wind Box ميگردد. هوا از آنجا براي هر جفت از طريق يك مسير كه بوسيلة دمپرهايي كنترل ميگردد، هدايت ميشود.
اساس كار نيروگاه شهيد رجايي:
اساس كار نيروگاه شهيد رجايي بدين صورت است كه ابتدا آبي كه از چاهها كشيده ميشود وارد تصفيه خانه شده و بعد از انجام عملياتهايي به دو قسمت تقسيم ميشود يك قسمت از آن به تانكر ذخيره آب كندانسور (Condensate storage tank) و قسمت ديگر به برج خنك كننده (Dry Cooling Tower) وارد ميشود.
پس از تانكر ذخيره آب كندانسور به داخل كندانسور كه در زير آن قرار دارد ميريزد و توسط پمپي (CONDENSTE PUMP) به (CONDENSATE POLISHING) وارد ميشود و سپس بعد از طي كردن مسيرهايي به (MAIN EJECTOR) وارد ميشود كه كار آن ايجاد خلاء در كندانسور و عمل مكش آن از توربين ميباشد بعد به قسمت ديگري به نام GLAND CONDENSER وارد ميشود كه كار آن بالا بردن دماي آب ميباشد آب در داخل بويلر به بخار تبديل ميشود و ليكن قبل از وارد شدن آب به بويلر بايد آن را تا حد زيادي گرم كرد كه اين بر عهده هيترهاي شماره 6،5،4،3،2،1 ميباشد سپس آب داغ وارد بويلر شده و به بخار خشك تبديل ميشود اين بخار مستقيماً به توربين رفته نهايتاً باعث چرخش توربين ميشود. كه منجر به توليد برق ميشود و سپس توسط ترانسهايي كه در قسمتهاي بعدي به شرح آن ميپردازيم به پست و شبكه سراسري تحويل داده ميشود.
تصفيه خانه:
اساس و پايه هر نيروگاه بخار از جمله نيروگاه شهيد رجايي آب است كه براي به حركت در آوردن توربينها نقش حياتي دارد. اين آب از همان 7 حلقه چاهي كه توضيح داده شد تأمين ميشود. آب در نيروگاه به منظور توليد بخار لازم براي توربينها و براي سرد كردن تجيهزات و همچنين براي خدمات سرويسي دهي مورد اهميت ميباشد و ليكن آب را به همان شكلي كه هست نميتوان استفاده كرد بلكه براي استفاده آب بايد آنرا تصفيه نمود لذا درنيروگاه قسمتي موجود است كه به آن تصفيه خانه گفته ميشود دليل تصفيه آب اينست كه تصفيه آب در راندمان ديگهاي بخار (بويلر) و توربينها و همچنين صرفهجويي آن در نيروگاه سهم بسزايي دارد آبي كه از چاهها بيرون كشيده ميشود در يك استخر بزرگ در خارج از نيروگاه ذخيره ميشود سپس آب توسط سه پمپي كه در محل تصفيه خانه داريم به داخل يك استخر 4000 ليتري ريخته ميشود در اين استخر املاح فيزيكي شامل سنگ شن ماسه و … ته نشين ميشود بعد آب از استخر 4000 ليتر به داخل استخر 6000 ليتري سر ريز ميگردد. و مقداري از املاح فيزيكي نيز در استخر ته نشين ميشود بعد از اين قسمت آب از استخر 6000 ليتري توسط 3 پمپ به داخل فيلترهايي بنام فيلترهاي شني پمپاژ ميشود در اين قسمت املاحي كه به خودي خود ته نشين نشدهاند جداسازي ميشود. سپس آب از اين 6 فيلتر وارد استخر ديگري ميشود كه استخر آب خام ناميده ميشود بعد از استخر آب خام آب دو راهه ميشود مقداري ازآن در جهت مصرف داخل نيروگاه (سرويسهاي بهداشتي آبياري و …) ضدعفوني ميشود و سپس به داخل تانكرهاي هوايي انتقال داده ميشود براي مصارف آشاميدني نيز دو فيلتر كربني داريم كه آب را تصفيه ميكند. مقدار باقيمانده نيز توسط 6 پمپ از استخر آب خام كشيده ميشود و وارد 4 فيلتر كه به ترتيب بنام فيلتر كاتيوني دگازور آينوني، و فيلتر ميكس بد ميباشد ميشود در فيلترهاي كاتيوني يونهاي مثبت آب گرفته ميشود در فيلتر دگازور مقداري از گازهاي محلول در آب جذب ميشوند بدين ترتيب در كنار فيلتر دگازور دو فن قرار دارد كه با حركت فنها آب به حركت در آمده و گاز داخل آن خارج ميشود و در فيلتر آينوني نيز يونهاي منفي گرفته ميشود و در فيلتر ميكس بد يونهايي كه از دو فيلتر آينوني و كاتيوني فرار كردهاند جذب ميشوند لازم به تذكر است كه 4 رديف از 4 فيلتر در نيروگاه وجود دارد آبي كه طبق اين روش بدست ميآيد آب مقطر ناميده ميشود و در يك استخر مخصوص نگهداري ميشود مقداري از آب براي نگهداري و تميز كردن فيلترها بكار ميرود و مقداري نيز به سمت برج خنك كننده و مخزن نگهداري آب كندانسور فرستاده ميشود.
گرم كنها (HEATERS)
گفته شد كه براي تبديل آب به بخار از بويلر استفاده ميشود و ليكن چون آب سرد است و دماي ديگ بخار نيز بسيار بالا است اين عمل باعث خرابي ديگ ميشود. پس در ابتدا قبل از ورود آب سرد به داخل ديگ بخار (بويلر) بايد آنرا به نحوي گرم كرد براي اين كار از دو سيستم كمك گرفته ميشود:
1) سيستم اكونومايزر، 2) سيستم هيترها. بطور كلي در نيروگاه شهيد رجايي 6 هيتر وجود دارد هيترهاي شماره 1و2و3و4 هيترهاي فشار ضعيف هستند و دماي آب را تا حد كمي بالا ميبرند اين هيترها درست قبل از بويلر قرار دارند سيستم هيترها بسيار مختلف است و ليكن معمولترين سيستم هيتر بدين ترتيب است كه آب در داخل هيتر در لولههاي پر پيچ و خم حركت ميكند و بخار و يا آب داغ نيز در تماس غيرمستقيم با آن است و اب بدين ترتيب گرم ميشود.
دياراتور (هيتر شماره 4):
آب تغذيه بويلرها بايد مشخصات ويژهاي داشته باشد. تاثير دياكسيد كربن و مخصوصاً اكسيژن محلول درآب تغذيه باعث ايجاد خوردگي روي سطوح داخلي لولههاي بويلر و درام ميشود گاززدايي از آب در نيروگاه توسط نوع حرارتي بوسيله دياريتور انجام ميگيرد اصول كار در دي اريتور بدين ترتيب است كه حلاليت گازهاي داخل آب با افزايش درجه حرارت آب پائين ميآيد بدين ترتيب كه اگر آب به مدت كافي در درجه حرارت جوش قرار بگيرد تمام گازهاي محلول در آن خارج ميشوند و به اتمسفر ميروند ديارتيور بايد قادر به انجام دو كار مهم باشد:
- آب را تا درجه حرارت جوشش گرم كند
- آب را به قطرات ريز تبديل ميكند
آب بعد از گذشتن از دي اريتور به تانكر نگهداري دياريتور منتقل ميشود.
پمپ تغذيه بويلر:
يكي از مهمترين و بزرگترين پمپهاي نيروگاه پمپ تغذيه بويلر ميباشد كه بايد بتواند آب تغذيه سيكل را با فشار بالا به درون بويلر بفرستد
فشار اوليه پمپ تغذيه بويلر را پمپ ديگري تامين ميكند كه بوستر پمپ ناميده ميشود در نيروگاههاي بخار براي اينكه راندمان بالاتر رود از حرارت خروجي دودكش نيز استفاده ميشود بدين ترتيب كه با لولههاي مسير ورودي آب به بويلر در جريان هواي گرم آب را باز هم گرمتر نموده و سپس وارد بويلر ميكنند كه در اين كار باعث صرفهجويي در مصرف سوخت هم ميشود.
بويلر (ديگ بخار):
آب تغذيهاي كه به بويلر ميرود در ابتدا وارد مخزن استوانهاي شكلي بنام درام ميشود و پس از گذشتن از داخل لولههاي متعددي درجه حرارت آب دائما افزايش پيدا كرده تا حدي كه به نقطه جوش ميرسد و سپس مقداري بخار در داخل همان لولهها ايجاد ميشود اين بخار داراي مقداري آب ميباشد كه توسط تجهيزات ويژهاي آب را از بخار جدا ميسازند و بخار خشك توليد ميگردد بخار پس از خروج از اين مخزن وارد لولههاي سوپر هيتر ميشود اين لولهها در معرض حرارت ناشي از دود بويلر قرار دارند بنابراين درجه حرارت بخار بالاتر رفته و در نهايت به صورت بخار خشك به داخل توربين فرستاده ميشود.
ساختمان بويلر
ساختمان بويلر كه در مجاورت سالن توربين قرار دارد از اجزاء زير تشكيل شده است:
1ـ بويلر: كه شامل اجزاء زير ميباشد:
الف ـ كوره ب ـ اكونومايزر
ج ـ بخار سوپر هيتر(steam super heater) دـ گرم كردن مجدد بخار (steam Reheaters)
2ـ مشعل خانه (Home burner)
3ـ فنهاي دمنده هوا (Forced Drafl Fan) (FDF)
4ـ فنهاي گردشي مجدد دود (Gas Recirculation fan) GRF)
5ـ پيش گرمكنهاي هوا (Gas Air Heater) (GAH)
6ـ درام (Drum)
7ـ دوده روبهاي بويلر (Boiler soot Blowers)
8ـ تانك تفكيك بخار و مايع (Flash Tank)
9ـ تانك تخليه (Blow Down Tank)
10ـ فنهاي تهويه مشعل خانه (ventilation Fans)
11ـ فن هواي آببندي (seal Air Fan)
12ـ دوربينهاي نمايش دهنده شعله مشعلها
13ـ دودكش (stack)
1ـ بويلر: (Boiler) ـ بويلر همانطور كه توضيح داده شد محفظهاي است كه در آن آب تغذيه در اثر انتقال حرارت به بخار اشباع و در نهايت به بخار سوپرهيت تبديل ميگردد. در ديگ بخار انتقال حرارت توسط سه طريق هدايت (conduction)، جابجايي (con vection)، و تشعشعي (Radiation) صورت ميپذيرد.عامل هدايت توسط ديوارهها عامل جابجايي توسط قرار دادن فنهاي هواي اجباري و عامل تشعشعي توسط نور مشعل صورت ميگيرد.
طراحي بويلر نيروگاه شهيد رجايي توسط شركت I.H.I ژاپن نصب و راهاندازي آن توسط شركت صنايع آذرآب صورت پذيرفته است.
اين بويلر داراي توان توليدي بخار به ظرفيت 840 تن در ساعت و ارتفاع آن در حدود 56 متر ميباشد و دماي خرجي سوپر هيتر 540 درجه سانتيگراد است و از نوع جريان طبيعي، درام دار، همراه با گرمكن مجدد بخار ميباشد. محفظه درون بويلر از سه مرحله (پاس)، تشكيل شده است. كه انتقال حرارت در پاس اول توسط سه عامل به ترتيب تشعشعي، هدايت و جابجايي (با درصد كمتري) صورت ميپذيرد. ولي در پاسهاي دوم و سوم عوامل عمده انتقال حرارت، جابجايي و هدايت ميباشد.
الف ـ كوره: منظور از كوره همان محفظه مكعب مستطيلي است كه ديوارههاي جانبي آن از لولههاي عمودي تشكيل شده و به Water Walls معروف هستند. بخشي از حرارت حاصل از احتراق از طريق تشعشع و جابجايي به اين لولهها منتقل ميگردد و در نتيجه آب داخل لولهها تبديل به بخار شده بعبارت ديگر در لولههاي ديوارهاي مخلوطي از آب و بخار موجود خواهد بود كه به محض ورود به درام، آب و بخار از يكديگر جدا ميشود.
ب ـ اكونومايزر (Economizers): در نيروگاه بخار براي اينكه راندمان بهتر گردد از حرارت خروجي از دودكش استفاده نموده و با قرار دادن لولههايي در مسير ورودي آب به ديگ بخار در جريان هواي گرم، آب را گرم نموده و سپس وارد ديگ بخار ميشود اين كار باعث صرفهحويي در مصرف سوخت شده و بازده بويلر را افزايش ميدهد و اصطلاحاً به اين قسمت Economizer گويند.
ج ـ بخار سوپر هيتر: بخار خروجي از درام گرچه قطره آبي را به همراه ندارد ولي چنانچه به كوچكترين سطح سردي برخورد كند قسمتي از آن به بخار تبديل شده كه اين نوع بخار را بخار اشباع گويند. براي اينكه بخار توانايي بيشتري (انرژي بيشتري) داشته باشد لازم است از درجه حرارت بالايي برخوردار گردد و يا اصطلاحاً خشك شود. (بخار خشك) اين عمل توسط سوپر هيتر انجام ميشود.
سوپرهيت كردن بخار هم بازده سيكل را افزايش ميدهد و هم بازده توربين را زياد ميكند.
دـ گرم كردن مجدد بخار: وظيفه Re heater گرم نمودن بخارهاي برگشتي از توربين فشار قوي است. به اين ترتيب كه درجه حرارت بخار برگشتي را به اندازه درجه حرارت بخار اصلي بالا برده و آنرا به سمت توربين فشار متوسط (IP) هدايت مينمايد. ساختمان Re heater مشابه سوپر هيتر است. يعني از مجموعه لولههاي افقي و موازي تشكيل يافته است كه در مسير دود قرار گرفته و حرارت دود را به بخار داخل خود منتقل مينمايد و همانند سوپر هيتر به چند بخش ري هيتر اوليه ـ ثانويه ـ تقسيم شده است.
مشعلخانه: در پاس اوليه بويلر مشعلها قرار دارند. مشعلها در دو طرف جلو و عقب بويلر قرار دارند، تعداد آن در هر بويلر 10 جفت ميباشد كه هر 4 عدد آنها يك رديف را تشكيل ميدهند در قسمت جلوي بويلر سه رديف مشعل (A, B, C) و در قسمت پشت آن دو رديف مشعل (D, E) قرار گرفته است. رديف اول و دوم از هر قسمت از ديوارههاي جلو و پشت روبروي هم ميباشند.
مشعلهاي رديف A و D علاوه بر مازوت و گاز با گازوئيل نيز ميسوزند و اين امر هنگام راهاندازي واحد جهت گرم كردن كوره تادماي حدود 100 درجه سانتيگراد استفاده ميشود. علت استفاده از گازوئيل بالا بودن خاصيت اتميزه شدن آن ميباشد.
فنهاي دمنده هوا: وظيفه اصلي فن تامين هواي مورد لزوم براي احتراق ميباشد بنابراين فن با توجه به مكشي كه ايجاد مينمايد هواي محيط را مكيده و در كانالها هدايت نموده كه درنهايت به محوطه احتراق ختم ميگردند.
فنهاي گردشي مجدد دود: بطور كلي دود پس از عبور Economizer دو مسير را طي ميكند:
1ـ مسيري كه به G.A.H وارد ميشود و پس از گرم شدن هواي خروجي از FDF، به دود كش مي رود.
2ـ در صورتي كه سوخت مازوت باشد مقداري از اين دود توسط G.R.F مكيده شده و داخل لاين هوا ميشود كه هواي ورودي به Wind box را گرم ميكند.
پيش گرم كن هوا: همانطوري كه در بالا اشاره شد G.A.H نوعي ديگر از گرمكنهاي هوا است كه با استفاده از حرارت دود خروجي از بويلر درجه حرارت هوا ورودي را به ميزان قابل توجهي افزايش ميدهد. با چرخش اين هيتر توسط يك الكتروموتور، انرژي حرارتي دود به هوا منتقل ميگردد بطوري كه موجب افزايش دماي آن ميشود. در نتيجه دماي دود خروجي كاهش پيدا مينمايد و گرماي خود را به هوا ميدهد.
درام: در درام آب و بخار از يكديگر جدا شده و بعد بخار وارد لولههاي سوپر هيتر ميشود و آب بدون بخار روانه لولههاي پائين آورنده شده و درنهايت به سمت لولههاي ديوارهاي انتقال مييابد.
در درام اعمال ديگري نظير تقسيم يكنواخت آبهاي ورودي از طريق اكونومايزر يا تزريق محلولهاي شيميايي به بويلر نيز انجام ميشود.
دوده روبهاي بويلر: دوده روبها به منظور تميز نمودن سطوح گرم بويلر (شامل واتروالها، سوپر هيترها و اكونومايزر) و پيش گرمكنهاي هوا ميباشد در نتيجه به منظور حفظ بازده و ظرفيت بويلر از طريق برداشتن دودهاي و رسوبات از روي سطوح جاذب گرما طراحي و تهيه شدهاند.
بخار يا هوا، با فشار از ميان نازل سوت بلورها خارج شده و دوده خشك و يا رسوبات متمركز شده را آزاد ميسازد و همراه محصولات گازي احتراق به سمت دودكش هدايت ميكند. سوت بلورها، بسته به محل قرار گرفتن آنها در بويلر، سختي و شرايط رسوبات و دوده، ترتيب سطوح جاذب گرما، انواع متفاوتي دارند.
در نيروگاه شهيد رجايي 16 سوت بلور بويلر از نوع طولي كه به داخل كوره به صورت رفت و برگشتي حركت ميكنند اين سوت بلورها در طرفين راست و چپ بويلر و قرينه يكديگر قرار گرفتهاند كه 8 سوت بلور در سطوح شعاعي براي تميز كردن سوپر هيتر و ديواره فوقاني پشت كوره نصب شدهاند.
تانك تفكيك بخار و مايع: مخزني كمكي براي استفاده در مواردي كه نياز به بخار بيشتري در بعضي از قسمتها ميباشد تعبيه شده است كه آب و بخار خود را از بخشهايي از جمله هيتر باز (دياريتور) ميگيرد و در داخل آن، آب و بخار تفكيك شده و از بخار آن در صورت لزوم استفاده ميشود اين مخزن با فلاش تانك معروف است.
تانك تخليه: آب فلاش تانك وارد تانك تخليه ميشود البته دماي آب در تانك تخليه بالا ميباشد. ابتدا دماي آب را پايين ميآورند و در نهايت وارد كانال تخليه شده و از آنجا به ETP سرازير ميشود.
فنهاي تهويه مشعل خانه: براي تخليه گرماي اضافي مشعل خانه و يا در موارد نشتي گاز، از فنهاي تهويه مشعل خانه استفاده ميشود تا فضاي مشعل خانه هم داراي دماي مطلوب باشد و هم از نشت گاز در محيط و خطرات احتمالي جلوگيري شود.
فن هواي آببندي: در قسمتهاي متعددي از ساختمان بويلر، نياز به هواي آببندي كننده و در مواردي مقابله با گرماي كوره ميباشد كه ميتوان از چشميهاي كوره، واشرهاي دوده روبها، واشرهاي دوربينها و … نام برد كه براي تامين اين هوا از يك فن به نام فن هواي آببندي استفاده ميوشد.
دوربينهاي نمايش شعله مشعلها: براي كنترل دائمي نحوه سوختن و نوع شعلهها از دو دوربين يكي در ضلع شمالي و ديگري در ضلع جنوبي استفاده شده است. كه توسط دو صفحه تلويزيوني در اتاق فرمان ميتوان شعله مشعلها را بطور دائم تحت نظر داشت.
دودكش: هرچه قدر ارتفاع دودكش كمتر باشد هزينه احداث نيرگاه نيز كمتر ميباشد وليكن دو عامل مهم كوتاه بودن ارتفاع دودكش را محدود ميكند كه عبارتند از: 1ـ حفاظت محيط زيست 2ـ فلوي دود خروجي
فلوي دود خروجي به پارامترهاي زير بستگي دارد:
با توجه به رابطة بالا تنها پارامتري كه ميتوان آن را تغيير داد ميزان ارتفاع h ميباشد. بطوريكه هرچه مقدار آن را افزايش دهيم ميزان افزايش پيدا ميكند ودر نتيجه فلوي بيشتري عبور ميكند و همچنين برعكس آن در طراحي بسته به ميزان فلوي خروجي، مقدار ارتفاع دودكش مورد نياز پيدا ميگردد كه در مورد نيروگاه شهيد رجايي اين ميزان ارتفاع در حدود 220 متر ميباشد. (h=220m)
توربين:
بخار ايجاد شده توسط بويلر با فشار 140 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع و دماي 540 درجه سانتيگراد وارد توربين ميشود. در توربين تبديل انرژي (انرژي حرارتي بخار به انرژي مكانيكي) صورت ميگيرد. بعبارت ديگر در اثر برخورد بخار به پرههاي توربين باعث حركت دوراني پرهها و در نتيجه محوري كه پرهها روي آن قرار دارند ميشود و اين محور كه به محور ژنراتور كوپل شده انرا به گردش در ميآورد و ژنراتور توليد برق مينمايد يعني در ژنراتور انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي تبديل ميشود.
در واقع چنين ميتوان جمعبندي نمود كه درديگ بخار، انرژي شيميايي سوخت به انرژي حرارتي تبديل ميشود و اين انرژي در توربين به انرژي مكانيكي و سپس اين انرژي در ژنراتور به انرژي الكتريكي تبديل ميشود.
انرژي الكتريكي انرژي مكانيكي انرژي حرارتي انرژي شيميايي سوخت
براساس شكل و طرح پرهها، توربينهاي بخار را به دو دسته ضربهاي و عكسالعملي تقسيمبندي ميكنند. در توربينهاي ضربهاي، در هر طبقه يكسري از پرهها به عنوان نازل استفاده ميشوند كه افت آنتالپي و در نتيجه افت فشار در آنها اتفاق ميافتد سرعت روتور در اين نوع توربينها خيلي زياد است اما فشار در رديف پرهها ثابت ميماند توربينهاي عكسالعملي از رديف پرههاي ثابت و متحرك تشكيل شدهاند كه پرههاي ثابت مانند نازل عمل ميكنند. افت آنتالپي هر طبقه در هر رديف پرهها اتفاق ميافتد و فشار در رديف پرهها ثابت نميماند.
توربينهاي مورد استفاده در نيروگاه شهيد رجايي از نوع عكسالعملي (Reaction) ميباشد.
توربين نيروگاه شهيد رجايي ساخت شركت M.H.I ميباشد. و ظرفيت نامي KW250000 ـ سرعت نامي RPM3000 و جهت چرخش آن موافق عقربههاي ساعت كه فشار ورودي و دماي ورودي به توربين حدود 140 و 540 ميباشد. توربين داراي سه مرحله فشار قوي HP، فشار متوسط و فشار ضعيف ميباشد.
بخار Main steam ازدو جهت وارد توربين فشار قوي (HP) ميشود در مسير شيرهاي كنترلي وجود دارد كه به (Valve Governor) معروف است تعداد آنها 4 عدد ميباشد و شير ديگري به نام (Throttle valve) در مسير ورود قرار دارد كه كنترلي ميباشد و تعداد آنها 2 عدد ميباشد. تراتل والو قبل از G.V قرار دارد بنابراين در مسير ورودي G.V1 و G.V2 يك تراتل والو و همچنين قبل از G.VH, G.V3 يك تراتل والو قرار دارد. وظيفه عمده تراتل والو در حالت عادي، قطع سريع مسير بخار در هنگام تريپ است ولي در حالت كار كرد بصورت كامل باز است. در حالت كاركرد توانل والو باز و بخار بوسيله G.Vها كنترل ميشود و در هنگام راهاندازي G.Vها باز و بخار ورودي به توربين بوسيله ترانل والوها كنترل ميشود.
اجزاء ساختمان توربين
ساختمان توربين را ميتوان به دو بخش توربين و توربو سيكل تقسيم نمود. خروج بخار از توربين فشار پائين تا ورود آب به بويلر را اصطلاحاً توربوسيكل مينامند كه خود شامل قسمتهاي زير ميباشد:
1ـ كندانسور (condenser)
2ـ كندايست پمپ (condensate pump)
3ـ واحد شيميايي C.P.P (condensate Polishing plant)
4ـ پمپ كمكي Booster (condensate Booster Pump)
5ـ اژكتور (Ejector)
6ـ گلندكندانسور (Gland condenser)
7ـ گرمكن هاي فشار پائين (L.P Heaters)
8ـ گرمكن از نوع سيستم باز (Dearator)
9ـ پمپ تغذيه آب بويلر (Boiler Feed Pump)
10ـ گرمكنهاي فشار بالا (H.P Heaters)
11ـ تانك ذخيره (storage Tank)
كندانسور:
ـ وظايف كندانسور: بطور كلي ميتوان وظايف كندانسور را بصورت ذيل خلاصه نمود:
1ـ كندانس (تقطير) بخارات خروجي از توربين
2ـ صرفهجويي در آب تغذيه سيكل
3ـ ايجاد خلاء
ـ انواع كندانسور: بطور كلي كندانسور يا بصورت 1. سطحي (surfaces) 2. هوايي (Air cold C.) 3. تماس مستقيم يا باز ميباشد. كه كندانسور تماس مستقيم يا پاششي (spraiy) يا بصورت جت كندانسور ميباشند. كندانسور نيروگاه شهيد رجايي از نوع جت كندانسور ميباشد و در اين نوع كندانسور بدليل اينكه از نوع تماس مستقيم ميباشد كيفيت آب خنك كن با آب سيكل يكسان است. در اين نوع كندانسور براي خنك كردن آب از برج خنك كن خشك استفاده ميشود.
كندانسور اين نيروگاه از نوع فوارهاي و ساخت كشور لهستان ميباشد كه فشار طراحي شده برابر با mm.kg630- و فشار كاري خلاء كندانسور mm.kg530- ميباشد. در اين نوع كندانسور كه در اثر پاشش آب به بخار صورت ميگيرد آب خنك كننده، حرارت بخار را در اثر تماس مستقيم جذب و آنرا كندانس ميكند. در اين حالت بخار و آب مستقيماً باهم مخلوط ميشوند و چون بخار تقطير شده به بويلر بر ميگردد، بدين جهت آب خنك كننده بايد كاملاً خالص باشد.
مهمترين پارامتري كه در مورد عملكرد كندانسور بايد تحت كنترل دائمي باشد، سطح و ارتفاع آب در درون كندانسور ميباشد كه توسط سيستم اتاق فرمان انجام ميگيرد. پارامتر مهم ديگر، كنترل فشار داخل كندانسور ميباشد و بطور اتوماتيك توسط شيرهاي اطمينان اتمسفر فشار به حد مجاز رسانده ميشود.
محفظه داخل كندانسور با پوسته خارجي توربين LP در يك حجم قرار دارند و باهم فيكس شده اند و بخارات خروجي توبين مستقيماً از طبقه آخر بدرون كندانسور ميريزد.
ـ سيستم آب جبران كننده(make up system): به دليل وجود نشت آب يا بخار در سيستم لازم است كه اين كمبود آب جبران گردد. به اين جهت از يك مخزن كه آب آن از تصفيه خانه تامين ميشود و به سيستم كندانسور متصل است استفاده ميكنند.
ـ سيستم خنك كننده (The cooling system): مقدار زيادي از حرارت بخار خروجي از توربين فشار ضعيف قابل تبديل به كار مكانيكي نميباشد و بايد به آب كندانسور منتقل شود، بنابراين سيستم خنك كننده بخش مهمي از نيروگاه ميباشد
ـ برج خنككن خشك (Dry cooling Tower): آب گرم كندانسور از طريق دو لاين بوسيله دو پمپ circulating water pumps و به سمت برج خنك كننده خشك هدايت ميشود در نهايت خروجي هر دو پمپ توسط يك لاين به سمت برج هدايت ميگردد. آب گرم كندانسور از ميان رادياتورهاي برج خنك كن عبور كرده و با هوا تماس مييابد، بدين شكل كه هوا از قسمت پائين برج خنك كن وارد شده و از دهانه بالاي آن خارج ميشود و باعث خنك شدن اب موجود در رادياتور ميشود. آب گرم كندانسور در ارتفاع 10 تا 15 متر بالاتر از سطح استخر به سيستم پخش كننده آب وارد ميشود و سپس از داخل لولههايي كه سطح خارجي آنها پرههايي نصب شده است (رادياتورها) عبور ميكند و در معرض جريان هوا قرار ميگيرد و آب را خنك ميكند. بنابراين كار اصلي برج ايجاد خلاء داخل كندانسور در اثر پاشش آب به بخار و كاهش حجم بخار و در نتيجه كاهش حجم بخار ايجاد خلاء داخل كندانسور ميباشد.
در برج 12 عدد پيك كولر داريم يعني به ازاي هر سكتور (6 عدد سكتور داريم) 2 عدد پيك كولر داريم. اگر بخواهيم سكتوري را آبگيري بكنيم ابتدا والو درين ورودي و خروجي كه موتوري هستند را بسته و سپس والوهاي ورودي و خروجي سكتور باز ميشوند و در نتيجه آب داخل رادياتورها تزريق ميشود و از سوي ديگر آن به سمت پائين و لاين خروجي سكتور ميآيد. و در نهايت آب كه درجه حرارت آن پائين آمده به سمت كندانسور درين داده ميشود و به نازلهاي درون كندانسور رسيده و بر روي بخارات خروجي از انتهاييترين سمت توربين L.P اسپري ميشود.
در فصل تابستان كه هواي محيط دماي بالايي دارد جهت افزايش راندمان برج در هر سكتوري دو عدد پيك كولر تعبيه شده است كه مجموعاً همانطوري كه گفته شد 12 عدد پيك كولر داريم كه راندمان مجموع آنها برابر با يك سكتور ميباشد. پيك كولر با اسپري آب و همچنين جريان هوايي كه فن آن ايجاد ميكند اقدام به كاهش دماي آب ميكند و خروجي آنها در رينگ خروجي پيك كولرها ريخته و از طريق خروجي سكتورهاي 2 و 5 به رينگ خروجي از برج تزريق ميشود و باعث افزايش راندمان ميشود.
ارتفاع 150 متري برج جهت ايجاد اختلاف فشاري است كه در اثر بالا رفتن هواي گرم با محيط ايجاد ميشود باعث مكش هواي اطراف برج كه خنكتر ميباشد شده و ناچاراً اين هوا ميبايست پس از گذشتن از Louverها به رادياتور خورده و باعث خنك شدن آب درون آن ميشود. مقدار باز بودن Louverها به درجه حرارت محيط مقدار بار بستگي دارد. كه معمولاً در فصل تابستان بيشتر باز ميشود بطور مثال در بار 180 مگاوات در حدود 8% باز و دربار 250 مگاوات 30ـ25% باز ميشود و از اتاق فرمان درصد آن را كنترل ميكنند.
در برج نيروگاه از صفحات آلومينيومي استفاده شده است زيرا ضريب هدايت حرارتي آلومينيوم بيشتر از فولاد است. بطور كلي برج خنك كن نيروگاه داراي مشخصات ذيل ميباشد.
1ـ پمپهاي گردش آب خنك كن
2ـ شش عدد سكتور و هر سكتور شامل 24 عدد دلتا (144 عدد دلتا براي هر برج)
3ـ 72 عدد گيربكس در سكتور (به ازاي هر دو عدد دلتا يك گيربكس)
4ـ دو عدد والو براي درين اضطراري
5ـ دو عدد والو موتوري براي بايپاس: سكتور 3 و 4 مسير باي پاس دارند.
كندانسيت پمپ:
در قسمت پائين كندانسور يك خط لوله در مكش پمپ C.P قرار دارد كه آب سيكل را تامين ميكند. تعداد اين پمپ دو عدد ميباشد. كه يكي در مدار ميباشد و ديگري بصورت رزوراست كه البته قبل از C.P فيلتر قرار گرفته اين فيلترها با بسته شدن والو ماقبل از خودش به راحتي قابل شستشو ميباشند. در ادامه مسير سيكل چند هيتر قرار دارد كه يك افت فشار در لاين اصلي بوجود ميآورد. بنابراين وجود كندانسيت پمپ قبل از هيترهاي فشار ضعيف لازم است كه فشار لازم را تا كندانسيت بوستر (condensate Booster Pump) تامين مينمايد.
واحد شيميايي C.P.P: آب خروجي از كندانسيت پمپ با فشار حدود 7ـ8 كيلوگرم بر سانتيمترمربع وارد واحد C.P.P ميگردد. C.P.P از يك فيلتر مكانيكي (cartridge Filter) و دو فيلتر شيميايي به نامهاي Resin eat cher, Mix bed polisher تشكيل شده است. آب پس از عبور از فيلتر مكانيكي وارد mix bed polisher ميشود فيلتر mix bed polisher تشكيل شده از يكسري ستونهاي رزين آينوني و كاتيوني، كه عمل يونزدايي سيستم را انجام ميدهد. در قسمت CPP مسير باي پاس وجود دارد كه اگر به دلايلي رزينها اشكال داشته باشد از اين مسير استفاده شود.
هيتر به دو دسته تقسيم ميشود:
1ـ هيتر باز: بخار مستقيم به آب برخورد كرده و حرارت خود را به آب منتقل ميكند.
2ـ هيتربسته: بخار به روي لولهها برخورد كرده و انتقال حرارت صورت ميگيرد.
در نيروگاه شهيد رجايي از هر دو نوع هيتر استفاده شده است. بطور كلي هيترهاي قبل از پمپ تغذيه بويلر (B.F.P) را هيترهاي فشار ضعيف و اگر بعد از پمپ تغذيه بويلر هيتر قرار گيرد به هيتر فشار قوي معروف است.
اولين مبدل فشار ضعيف در داخل شكم كندانسور قرار دارد و دو طرف آن كندانسور بيرون آمده و محل اتصال توسط جوشكاري آببندي شده است و بخارات آن از طبقهچهارم از دو طرف توربين فشار ضعيف LP زيركش شده است. بعد از هيتر شماره يك هيتر شماره دو قرار دارد كه بخارات آن از طبقه سوم توربين LP سمت ژنراتور زيركش شده است پس آب سيستم وارد هيتر شماره سه گشته كه بخارات ان از توربين LP زير كش شده است.
و هيترتهاي شماره 5و 6 هيرتهاي فشار قوي نيروگاه بوده كه زير كش هيتر شماره 5 از توربين IP و زيركش هيتر شماره 6 از خط cold Reheat كه از خروجي توربين HP ميباشد تامين ميگردد.
گرمكن از نوع سيستم باز: براي خارج كردن هوا و اكسيژن موجود در آب و جلوگيري از خوردگي قسمتهاي مختلف سيستم و بالاخص بويلر كه با فشار و دماي بالا كار ميكند وجود يك سيستم هواگير لازم ميباشد كه اين عمل توسط نوعي هيتر باز بنام دياريتور صورت ميگيرد و نحوه كار به قرار زير ميباشد:
كندانسيت بوستر پمپ (كمكي): واحد C.P.P موجب افت فشار آب شده بنابراين آب خروجي وارد كندانسيت بوستر پمپ شده تا فشار لازم را براي عبور آب از هيترهاي فشار ضعيفي كه در مسير قرار دارند تامين شود بطوريكه فشار خروجي از پمپ در حدود 25ـ20 ميشود. تعداد اين پمپها دو 2 عدد ميباشد كه يكي از آنها در مدار ميباشد و ديگري بصورت رزرو ميباشد.
لايني از كندانسيت بوستر پمپ به داخل كندانسور رفته كه آب را اسپري ميكند و اين عمل بخاطر اينست كه اگر دماي كندانسور بالا برود دماي آن را پائين بياورند.
اژكتور: يكي از مبدلهاي حرارتي بوده و جنبه اقتصادي براي سيكل دارد كه از حرارت بخاراتي كه براي ايجاد خلاء درون كندانسور استفاده ميشود و به همراه خود هواي درون كندانسور را به همراه دارد به جاي اينكه به اتمسفر برود درون اين مبدل انتقال حرارت كرده و در نتيجه آب خروجي از C.B.P را حدود 1 بالا ميبرد. تعداد مبدل اژكتور دو عدد بوده كه يكي در مدار و ديگري بصورت رزوري ميباشد.
گلند كندانسور: پس از خروج آب از اژكتور وارد مبدل گلندكندانسور ميگردد كه اين مبدل از بخارات خروجي آببندي توربين استفاده ميگردد و جنبه اقتصادي در طراحي داشته و دما در اين مرحله 1 بالا ميرود.
گرمكنهاي آب تغذيه بويلر: آب ورودي به بويلر بايستي در حدود 240 درجه سانتيگراد باشد بنابراين در خروجي از گلندكندانسور آب ميبايست وارد مبدلهاي حرارتي ديگري شود كه از زيركشهاي توربين، بخارات آن تامين ميگردد.
آب ورودي به دياريتور توسط بخاري كه معمولاً از اكستراكشنهاي توربين ميآيد در فشاري نزديك به يك جو، در حالتي قرار ميگيرد كه بجوش ميآيد و اين حالت باعث ميشود كه گازها و اكسيژن كه در آب حل نميشوند، خارج گردند. معمولاً حركت بخار به سمت بالا است و اين امر باعث ميشود كه گازهاي موجود در هوا را از دياريتور خارج كند و علاوه بر اين چون بخار يا آب در تماس است خود نيز بعنوان هيتر باز عمل ميكند. آب ناشي از سيستم دياريتور و آب تقطير شده به مخزن ذخيره Storage Tank ريخته ميشود.
پمپ تغذيه آب بويلر: براي پمپاژ آب به بويلر و بالا بردن فشار از سه عدد پمپ كه به نام پمپ تغذيه بويلر معروفند استفاده ميشود كه دو عدد دائماً در حال كارند و يك عدد رزور ميباشد. در صورتي كه دبي بخار توربين از حدي كمتر شود، پمپ رزرونيز وارد مدار ميشود، پمپ تغذيه بويلر چون بايد فشار بالايي توليد كند لذا از چند مرحله تشكيل شده است:
بوستر پمپ ـ الكتروموتور ـ هيدروكوپلينگ ـ و خود بويلر فيد پمپ. بوستر پمپ فشار لازم را براي بويلر فيد پمپ تامين ميكند. هيدروكوپلينگ سيستمي است كه جريان آب تغذيه را بوسيله تغيير سرعت Main- BFP كنترل مينمايد. بويلر فيد پمپ يكي از مهمترين پمپ در نيروگاه ميباشد بدليل اينكه فشار نهايي سيستم را تامين ميكند و عملكرد آن در دماي بسيار بالا ميباشد كه در حدود 200 الي 240 درجه سانتيگراد ميباشد. بنابراين ابتدا آب خروجي از Storage Tank وارد بوستر پمپ ميشود و خروجي اب از پوستر پمپ وارد بويلر فيد پمپ شده و در نهايت آب خروجي از پمپ با فشار 140 تا 175 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع كه بستگي به نوع شرايط دارد، خارج ميگردد.
گرمكنهاي فشار بالا: آب تغذيه با تامين فشار نهايي در خروجي از بويلر فيد پمپ وارد هيترهاي فشار قوي كه تعداد آنها در اين نيروگاه 2 عدد ميباشد، ميشود دماي ورودي به هيتر شماره 5، 168 و خروجي از آن كه روي هيتر شماره 6 ميباشد 203 ميباشد و در نهايت خروجي از هيتر شماره 6 براي ورود به بويلر 240 ميگردد. البته در بارهاي مختلف اعداد فوق تغيير ميكند. زيركش بخار براي هيتر شماره 5 از توربين IP و براي هيتر شماره 6 cold Reheat ميباشد.
تانك ذخيره (storage Tank): فشار آب پس از عبور از درياريتور افت پيدا ميكند از اين قسمت آب بايستي فشار نهايي پيدا نمايد اين عمل توسط B.F.P انجام ميگيرد. براي تامين دبي مناسب جهت ورود به B.F.P قبل از آن از storage tank استفاده ميشود و همچنين براي تامين فشار لازم (ساكشن) اين پمپ، تانك ذخيره در ارتفاع قرار گرفته است
[1] . توليد فرآوردههاي نفتي و گاز طبيعي در كشور تقريباً 450 و 260 ميليون بشكه معادل نفت خام ميباشد.
[2]. Unloading pump house
[3]. Transfer pump house
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.