مروری بر سیكلهای اصلی واحد تولید بخار در نیروگاه

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسی نیروگاه | کلمات کلیدی : مروری+بر+سیكلهای+اصلی+واحد+تولید+بخار+در+نیروگاه+

مروری بر سیكلهای اصلی واحد تولید بخار در نیروگاه

نگهداری درست و مناسب از یك سیستم ، عامل مؤثری است در افزایش عمر آن و اثر به سزائی در گرفتن بهره اقتصادی تر از آن دارد. عمده مواردیكه در بهره برداری صحیح پرسه دخیل می باشند عبارتند از:
اشراف كامل و آگاهی وافر بر اصول و نحوه عملكرد سیستم و چگونگی كار با آن ، نظارت دقیق و بی وقفه بر عملكرد آن، پیش بینی زمان لازم برای سرویس و تعویض قطعاتی كه مدت زمان كاركرد آنها محدود بوده و در صورت عدم تعویض آن قطعات یا سرویس بموقع دستگاهها ، آسیبهای جبران ناپذیری ممكن است بر پیكره سیستم وارد آید. چه بسا بزرگترین صدمه های احتمالی ناشی از عدم آگاهی از نحوه كار دستگاهها و یا نادیده گرفتن اصولیكه لازمه عملكرد صحیح آن هستند،‌ میباشند.

شخص بهره بردار بایست اطلاع كافی از چگونگی كار سیستم داشته باشد و تك تك پارامترهای آن را زیر نظر داشته باشد و در موقع مقرر به قسمتهای مربوطه سركشی نماید و در صورت بروز اشكال سریعاً آن قسمت را از سرویس خارج نماید تا علت ایجاد عیب مشخص و از آسیب بیشتر جلوگیری شود. امروزه در راستای بهره برداری مؤثر از نیروگاهها اكثر پارامترهای اصلی توسط میكروپروسور كنترل می شوند و كمك شایانی به مسئولین می نماید تا بتوانند شرائط مطلوبتری برای كار نیروگاهها فراهم آورند.

سیكلهای واحد بخار

اساس كار نیروگاههای بخار بدین ترتیب است كه بخار تولید شده در دیگ بخار به طرف توربین هدایت ،‌ و پس از به دوران آوردن محور توربین به داخل كندانسوز كشیده شده و توسط آب خشك كن تقطیر و به صورت آب مقطر در می آید. در اثر چرخش محور ژنراتور كه به محور توربین متصل است ، در سیم پیچهای استاتور ژنراتور الكتریسته القاء و از آن جریان كشیده می شود. دانشنامه مرجع مهندسی ايران

سیكل ترمودینامیكی آب و بخار

دیگ بخار نیروگاهها از یك سری لوله دیواره ای تشكیل شده كه مجموعاً بصورت یك مكعب مستطیل می باشند. سوخت و هوا از طریق جند مشعل به این محوطه وارد و با مشتعل شدن سوخت ،‌آب داخل لوله های دیواره ای گرم و به بخار تبدیل می شود ،‌ بخار حاصله پس از عبور از لوله های سوپرهیتر كه در محوطه دیگ و در معرض حرارت قرار دارد به صورت بخار اشباع و فوق اشباع در آمده و به طرف توربین جهت انجام كار (چرخش محور توربین) هدایت می شود.

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع مجاز است.

بخاریكه انرژی خود را روی پره های توربین از دست داده است و به آن بخار مرحه گویند ،‌از آخرین قسمت توربین خارج و به داخل كندانسوز كشیده می شود ، این بخار به واسطه برخورد با لوله های سرد شده توسط آب خشك كن تقطیر می شود و در محفظه ای به نام چاهك داغ و جمع و از آنجا توسط پمپ تغذیه به دیگ بخار برگردانده می شود این حلقه تشكیل یك سیكل بسته را می دهد.

در توربین های بزرگ اگر اجازه بدهیم بخار تا انتهای توربین انیساط پیدا كند ،‌ در طبقات آخر توربین قطرات آب ظاهر می گردد. برای جلوگیری از این عمل بخار پس از عبور از قسمت فشار قوی توربین دوباره به دیگ بخار برگردانده می شود و در لوله های ری هیت درجه حرارت آن به مقدار قبل می رسد و سپس وارد قسمتهای فشار متوسط و فشار ضعیف توربین می گردد.

در نیروگاههای بزرگ بخار برای بالا بردن راندمان حرارتی از حرارت دود خروجی استفاده برده می شود به این صورت كه آب در بدو ورود به دیگ بخار وارد لوله های اكونومایزر می شود كه این لوله ها در مسیر دود خروجی قرار دارند و حرارت دود را جذب می نمایند. این كار باعث صرفه جویی در مصرف سوحت و جلوگیری از ورود آب سرد به دیگ بخار می گردد.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

به منظور رساندن درجه حرارت آب تغذیه به حد مطلوب برای ورود به بویلر ،‌ بخار از محلهای بخصوصی از توربین ،‌ زیركش شده و به هیترهای آب تغذیه فرستاده می شود. این عمل سبب گرم شدن آب تغذیه می گردد. اگر هیتر قبل از پمپ تغذیه قرار گرفته باشد هیتر فشار ضعیف و اگر پس از پمپ باشد هیتر فشار قوی گویند. معمولاً وقتی جند هیتر در مسیر آب قرار میگیرد مقداری افت فشار در مسیر اصلی بوجود می آید و بدین جهت وجود پمپ بعد از كندانسوز یا قبل از هیترهای فشار ضعیف لازم می باشد این پمپ كه كندانسه پمپ نامیده می شود آب تغذیه را از كندانسوز گرفته و به طرف پمپ تغذیه اصلی می فرستد. كندانسه پمپ می تواند دارای دو مرحله باشد یكی پس از كندانسوز و دیگری در بین هیترهای فشار ضعیف یا بعد از آنها.

وجود هوا و اكسیژن در آب باعث خوردگی در مسیر لوله های آب میگردد و این گازها باید قبل از رسیدن به دیگ بخار خارج گردد. گاززدائی توسط دیاراتور یا دی گازر انجام می شود ،‌علاوه بر این دیاراتور وظیفه تانك ذخیره پمپهای تغذیه را نیز به عهده دارد كه چون این پمپها از اهمیت زیادی برخوردارند برای جلوگیری از آسیب رسیدن به آنها و ایجاد فشار مكش مورد نیاز دیاراتور در ارتفاع بالاتری قرار داده می شود.

در برخی از نیروگاهها به لحاظ مسائل تكنولوژیكی آنها از یك مسیر بای پاس برای توربین استفاده می گردد. سیستم بای پاس فشار قوی لوله اصلی بخار را قبل از توربین فشار قوی به لوله ری هیت سرد (خروجی از توربین HP) متصل می نماید. این سیستم كه دارای یك شیرفشارشكن همراه با اسپری آب می باشد ،‌فشار و – درجه حرارت بخار اصلی را به شرائط بعد از توربین HP می رساند. در مواردی مانند راه اندازی یا در مواقعی كه اشكالی برای توربین بوجود آید و نمی توان بخار را وارد توربین كرد از این مسیر بای پاس استفاده شده و بخار به توربین فشار قوی وارد نمی گردد. پس از عبور بخار از ریهیت دوباره توسط یك لوله بای پاس دیگر كه فشار ضعیف می باشد بدون آنكه وارد توربین IP و LP شود به كندانسوز فرستاده می شود. در برخی دیگر از نیروگاهها مسیر بای پاس مستقیماً به كندانسوز می رود.

علاوه بر آنكه آب ورودی به دیگ بخار تصفیه شیمیائی می شود در اغلب مواقع در مسیر سیكل نیز سیستم تصفیه كمكی دیگری در نظر گرفته می شود. این سیستم پالیشینگ پلنت نامیده می شود كه البته با ساختار تصفیه خانه اصلی تا اندازه ای متفاوت می باشد.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

سیكل ترمودینامیكی آب و بخار در بویلرهای بدون درام

در بویلرهای یك طرفه یا بدون درام آب پس از گذشت از اكونومایزر و دریافت حرارت دود خروجی وارد قسمت اواپراسیون یا لوله های دیواره ای شده و انرژی حرارتی را توسط شعله دریافت می كند و پس از تبدیل به بخار به قسمت سوپرهیترها هدایت می شود.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

در ابتدای راه اندازی بویلر كه درجه حرارت پائین است و در قسمت آخر لوله های دیواره ای مخلوط آب و بخار وجود دارد وجود یك جدا كننده آب و بخار و یا مسیری برای گردش مجدد لازم می باشد. در بعضی سیستم های مخلوط آب و بخار وارد سپریتور یا جدا كننده ها شده و بخار آن وارد سوپرهیترها و آب وارد تانك ذخیره و سپس وارد سیكل آب می شود. در بعضی سیستم های دیگر آب توسط پمپ گردش دهنده آب دوباره به قسمت اواپراتور هدایت می شود این عمل تا بالا رفتن درجـه حرارت و فشار ادامه پیدا می كند و وقتی شرائط به وضعیت كار عادی رسید این سیستم ها از مدار خارج شده و بخار مستقیماً وارد سوپرهیترها می گردد و پس از كنترل درجه حرارت وارد توربین می گردد.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

سیكل ترمودینامیكی آب و بخار در بویلر درام دار

درام دو وظیفه اصلی به عهده دارد یكی عمل نمودن به عنوان یك نانك ذخیره و دیگری تقسیم آب و بخار. آب خروجی از اكونومایزر وارد درام می شود ، در بویلرهای فشار پائین در اثر اختلاف دانسیته آب و بخار ، آب توسط لوله های پائین آورنده به زیر بویلر هدایت می شود و در بویلرهای فشار قوی توسط پمپ گردش دهنده آب به زیر بویلر هدایت شده و وارد لوله های دیواره ای می شود. در این بخش قسمت اعظم انرژی حرارتی را توسط مشعله دریافت كرده و دوباره وارد درام می شود. در درام كار تقسیم آب و بخار انجام شده و بخار به قسمت سوپرهیترها هدایت می شود و آب باقیمانده دوباره توسط پمپ به گردش در می آید.

سیكل سوخت

سیستم سوخت رسانی دیگهای بخار به نحوی طراحی شده كه در اكثر موارد می توان از مازوت و گاز طبیعی به عنوان سوخت اصلی دیگ استفاده نمود و گازوئیل را به عنوان سوخت راه انداز مورد استفاده قرار داد. ذكر این نكته ضروریست كه مسیرهای سوخت رسانی نیروگاهها با یكدیگر یكسان نبوده و وجوه متمایز زیادی دارند ولی اساس كار آنها یكسان بوده و تجهیزات اصلی كه در هر مسیر به كار رفته اند تقریباً با یكدیگر مشابهت دارند.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

سوخت مایع معمولاً بوسیله تانكر نفتكش و یا در بعضی موارد بوسیله خط لوله به نیروگاه منتقل می شود.

برای ذخیره سوخت مایع دو روش معمول است:
الف) سوخت مستقیماً از تانكر به طرف تانك ذخیره پمپ شده و در آنجا جمع آوری می شود.
ب) ابتدا سوخت به یك مخزن زیرزمینی هدایت شده و سپس از آنجا به طرف تانك ذخیره پمپ می شود و به سمت تانك مصرف روزانه هدایت میگردد.دانشنامه مرجع مهندسی ايران

در خروجی تانك مصرف روزانه معمولاً دو عدد فیلتر و دو عدد پمپ به صورت موازی نصب می شوند تا یكی به صورت رزرو عمل نموده و دیگری در حال كار باشد این دو پمپ به پمپهای اصلی سوخت معروف هستند و عمدتاً از نوع پیچی می باشند. با توجه به چسبندگی زیاد مازوت در دمای محیط ، لازم است درجه حرارت آن را به میزان مشخصی افزایش داده و در آن درجه حرارت ثابت نگه داشته شود تا جریان یافتن آن امكان پذیر باشد (این عمل در مناطق سردسیر ممكن است برای گازوئیل نیز انجام شود).

سوخت پس از خروج از پمپ وارد هدر ورودی گرمكن بخاری میگردد. روی این هدر یك مسیر برگشت به تانك وجود دارد كه در مسیر راه آن یك شیر كنترل فشار قرار داده شده است. این شیركنترل فشار همواره سعی می نماید فشار خط را ثابت نگه دارد به این ترتیب كه چنانچه فشار از حد معینی زیادتر شده این شیر مسیر برگشت سوخت را باز می نماید و سوخت را به طرف تانك هدایت میكند. سوخت پس از ترك هدر ، وارد گرمكن بخاری می گردد. درجه حرارت سوخت در خروجی گرمكن مازوت به مقدار تعیین شده می رسد. میزان دقیق این درجه حرارت به غلظت سوخت و ساختمان مشعل بستگی دارد و لذا مقدار آن در نیروگاههای مختلف با یكدیگر متفاوت است.

پس ازگرم شدن و عبور از فیلترها سوخت وارد شیر كنترل دربی می شود وظیفه این شیر، كنترل مقدار سوخت ورودی به بویلر بر اساس بار بویلر است. پس از این شیر هدر كلیه مشعلها قرار دارد این هدر به نحوی طراحی شده است كه سوخت می تواند بدون وارد شدن در مشعلها در كلیه طبقات بویلر كه مشعلها در آن قرار دارند به جریان در آمده و سپس از طریق مسیر ری سیركوله به تانك هدایت گردد. در سر راه برگشت سوخت (از هدر مشعلها به تانك) یك شیر ساده قطع و وصل وجود دارد تا به كمك آن بتوان سوخت را به تانك برگشت داده و یا در بویلر مصرف نمود البته در بعضی از مسیرهای سوخت رسانی به جای این شیر قطع و وصل شیركنترل كننده اصلی دربی سوخت قرار گرفته و به این ترتیب فشار هدر سوخت و همچنین دبی آن كنترل می گردد.

پس از آنكه پارامترهای مختلف سوخت كنترل گردیدند سوخت به هدر مشعلها هدایت میگردد در سر راه هر مشعل یك شیر دستی قطع و وصل كه به صورت اتوماتیك و یا گرفتن فرمان از اطاق فرمان عمل می نماید قرار داشته كه جریان سوخت را به طرف مشعل هدایت نموده و یا آنرا قطع می نماید.

سوخت گاز نیروگاه توسط خط لوله گاز كه معمولاً از خط لوله سراسری گاز منشعب می شود تاًمین می گردد. قبل از تحویل گاز به نیروگاه معمولاً یك ایستگاه تقلیل فشار گاز وجود دارد كه فشار گاز را به حد معینی تقلیل می دهد. گاز پس از عبور از این ایستگاه وارد خط گار داخلی نیروگاه میشود. طبیعی است برای مصرف این گاز در بویلر لازم است فشار آن باز هم افت نماید. بنابراین گاز بار دیگر وارد ایستگاه تقلیل فشار كه در داخل محوطه نیروگاه و معمولاً در نزدیگی واحد قرار داده شده ،‌میشود و فشار آن به میزان قابل توجهی افت نموده و بدین ترتیب جهت اشتعال در بویلر آماده میشود. میزان افت فشار در این ایستگاه بستگی به طول مسیر (بین ایستگاه گاز و مشعلها) و همچنین ساختمان مشعلهای گاز سوز دارد. این ایستگاه دارای دو یا سه خط موازی بوده كه همیشه یك خط به صورت رزرو بوده و دو خط دیگر در سرویس هستند.

پس از ایستگاه افت فشار یك اریفیس دبی گاز را اندازه گیری می نماید و یك شیر قطع كننده وظیفه كنترل فشار خط و قطع جریان گاز در مواقعی كه فشار خط از حد تعیین شده بیشتر یا كمترشود را به عهده دارد .دانشنامه مرجع مهندسی ايران

شیر اصلی كنتر دبی گاز پس از این شیر قرار داده شده است ،‌این شیر مقدار گازی را كه لازم است برای سوخت مصرف شود را با توجه به بار بویلر به طرف مشعلها هدایت می نماید. پس از این شیر ، گاز به طرف هدر مشعل ها هدایت میگردد. قبل از هر مشعل علاوه بر یك والودستی دو عدد شیر قطع كننده وجود دارند كه برای بهره برداری از مشعلها با هم باز شده و در زمان خاموش شدن مشعلها با هم بسته شده و جریان گاز بداخل كوره را متوقف می سازد. نصب دو عدد شیر مشابه هم در كنار یكدیگر فقط به لحاظ رعایت ایمنی بیشتر می باشد. بین این دو شیر یك شیر تخلیه دیگر وجود دارد كه نحوه كار آن برعكس این دو شیر بوده و در زمان بسته بودن آنها از نشتی گاز به محوطه احتراق جلوگیری می نماید.

سیكل هوا و دود

هوای محیط توسط فنهای اصلی مكیده شده ،‌وارد گرمكنهای بخاری می گردد. در داخل گرمكنها حرارت لازم را كسب نموده و سپس از ژنگستورم عبور داده می شود. پس از آن هوای مشعلها از دریچه های كنترل گذشته و در عمل احتراق شركت می جود. دود حاصل از احتراق كوره را ترك نموده ،‌ قسمتی از آن توسط فن گردش دهنده مجدداً وارد كوره می گردد و بقیه آن وارد ژونگستروم می گردد. صفحات فلزی ژونگستروم حرارت خود را از دود عبوری دریافت نموده و در نیمه دوم چرخش این حرارت را به هوا منتقل می سازد. دود خروجی پس از طی دو كانال از طریق دودكش به محیط بیرون فرستاده می شود.

لازم به ذكر است در كوره هائی كه تحت خلاء‌ كار می كنند دود توسط یك فن مكیده شده و به طرف دودكش روانه می گردد.

www.smsm.ir
سایت مرجع مهندسی ایران

مروری بر سیكلهای اصلی واحد تولید بخار در نیروگاه

کلمات کلیدی : مروری,بر,سیكلهای,اصلی,واحد,تولید,بخار,در,نیروگاه,مروری بر سیكلهای اصلی واحد تولید بخار در نیروگاه , مقالات مهندسي , مهندسی نیروگاه , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی مروری+بر+سیكلهای+اصلی+واحد+تولید+بخار+در+نیروگاه+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :