بررسی نیروگاه گاز
بررسی نیروگاه گاز
مقدمه)معرفی)
امروزه با توسعه روزافزون صنعت نیروگاه وتولید برق وبا توجه به این نکته که اکثریت دانشجویان مهندسی و...ویا حتی فارغ التحصیلان دراین رشته ها موفق به بازدیدکاملی از نیروگاه وسیستم کاری و نحوه عملکرد سیستمهای موجود در نیروگاه نشده اند،وبا توجه به سابقه کاری که من در نیروگاه جنوب اصفهان درزمینه نصب تجهیزات مکانیکی وغیره داشته ام ،لازم دانسته ام که برای اشنا کردن دانشجویانی که علاقه به نیروگاه وسیستم عملکردآن دارند،اطلاعات وتصاویری راجمع آوری نموده ودرقالب این پروژه(که معرفی و بررسی بخشهای مختلف نیروگاه گازی است.)ارایه دهم.که من گرد آوری این مطالب را در قالب 10فصل بیان نموده که فصل اول آن رابابیان کدهای شناسایی آغازکرده که درفصلهای بعدی اگرازاین کدها استفاده شده بود ،نا مفهوم نباشد . در فصل دوم تشریحی کلی نیروگاه از نوع پیکر بندی ،جا نمایی ،سوخت و...را بیان کرده و در فصل سوم اطلاعاتی عمومی در مورد قطعات توربین گاز وابعاد ووزن و...را بیان کرده ام ودر فصل چهارم توربین گاز ،نحوه هوادهی ،احتراق و...را تشریح کرده ودرادامه در فصل پنجم سامانه های مختلف از قبیل هوای ورودی آتش نشانی سوخت گاز ،گازوییل و...را بیان نموده که برای خواننده قابل فهم باشد که این هوا چه طور وارد ،چه گونه احتراق صورت گرفته و چه مراحلی بایستی انجام شود تا برق تولیدشودودر فصل ششم نحوه کنترل دمای توربین را شرح می دهیم ودر فصل هفتم مجرای هوای ورودی ،سرعت ، عایق صدا ونحوه تمیز کاری و...را تشریح کرده ودر فصل هشتم سیستم خروجی گازهای حاصل ازاحتراق(مجرای واگرای اگزوز )و...را توضیح داده ودر فصل نهم انواع ابزارهای عمومی وتخصصی را بیان کرده که بیشتر در زمینه تعمیرات ازاین ابزارآلات استفاده می شود ودر فصل دهم منابعی که من توانستم به آنها دسترسی پیدا کنم و بتوانم این مطالب را گرد هم آورم،بیان نموده ام که در پایان هدف و نتیجه ای که من از این پروژه داشتم که سعی خود را می کنم تا به آن هدف نزدیک شوم ؛این است که دانشجویان و...با آشنایی و استفاده از این پروژه بتواند ابهامات خودرا در زمینه ،حداقل آشنایی با نیروگاه گازی و نحوه عملکرد آن بر طرف کند که درهنگام حضور در نیروگاه حتی مرتبه اول دارای پیش زمینه ای بوده باشند که (سر در گمی هایی را که ممکن است با دیدن نیروگاه برایشان بوجود آید را به حداقل برسانند.)
در پایان ازکلیه همکاران درنیروگاه جنوب اصفهان و نیروگاه طوس مشهد واساتیدمحترم دردانشگاه آزاداسلامی واحدشهرمجلسی که درگردآوری وارایه این پروژه من را همیاری کردند کمال تشکر و قدر دانی را دارم .
فصل اول
کد شناسایی KKS
مقدمه
KKS مخفف عبارت آلمانی “Kraftwerk Kennzeicen System” به معنای سیستم شناسایی نیروگاه می باشد.
KKS به منظور شناسایی اجزاء نیروگاه و سیستمهای کمکی به کار می رود. این روش کد گذاری توسط بهره برداران نیروگاههای آلمان و کارخانه های سازنده توسعه پیدا نمود و اینک برای تمامی نیروگاهها بکار گرفته می شود.
در این جزوه آن بخش از KKS تشریح شده است که مربوط به توربینهای گازی و سیستمهای اضافی آن می باشد. اجزاء سیستمهای اضافی کد گذاری شده اند، اما همه اجزاء توربین نظیر پره های کمپرسور و توربین یا flametube های محفظه احتراق کد گذاری نشده اند. کدهای شناسایی مربوط به طراحی سیستم نمی باشد بلکه به منظور نشان دادن محل قرار گیری قطعه در یک سیستم می باشد.
ساختار کد شناسایی
سیستم شناسایی KKS مشتمل بر حروف و اعداد میباشد.
مفاهیم حروف استفاده شده از سیستم KKS استخراج شده و اعداد توسط آنسالدو تعریف شده اند.
معانی :
3: (کلید کارکرد F0) کد شناسایی یک واحد در یک نیروگاه چند واحدی .
MB : (کلیدهای کارکرد F2+F1) تمامی قسمتهای توربین گاز کد “MB” دارد.
N : (کلید کارکرد F3)
این حرف ناحیه ای که متعلق به توربین گاز می باشد ، معین می کند. “N” برای سیستم سوخت مایع استفاده می شود.
از حروف زیر در سیستم KKS استفاده می شود:
“A” کمپرسور و توربین
“B” یاتاقانها
“K” کوپلینگها ، ترنینگ گیر، دنده ها
“M” محفظه احتراق
“N” سیستم سوخت مایع
“P” سیستم سوخت گاز
“Q” سیستم جرقه زنی
“R” سیستم اگزوز
“W” سیستمهای اضافی شامل تزریق بخا رآب
“V” سیستم روانکاری
“X” سیستم های حفاظتی و کنترلی غیر الکتریکی
“Y” سیستم حفاظتی و کنترلی الکتریکی
13 : (کلید کارکرد F11)
این دو رقم بخشهای یک سیستم را شناسایی می کند.
AA : (کلید تجهیزات A2+A1)
این ترکیب از حروف ،وظیفه یک بخش را نشان می دهد.
در مثال ما ، کد “AA” بیانگر عمل SHUT-OFF می باشد. نه تنها نوع ابزار SHUT OFF (نوع خفه کن[1] ، نوع SLIDE ، نوع PLUG ) توسط این حروف مشخص نمی گردد، بلکه نوع عمل کننده آن نیز مشخص نمی گردد (توسط دست ، الکتریکی ، هیدرولیکی، نیوماتیکی، چک والو) .
ترکیبات حرفی زیر درسیستم KKS استفاده می شود :
“AA” شیرهای با تجهیزات عمل کننده
“AE” TURNING GEAR ، بلند کننده (LIFTING GEAR)
“AH” گرم کن ها[2]و سردکن ها[3]
“AM” میکسرها “AN” فن ها
“AP” پمپها “AS” تجهیزات تنظیم کننده
“AT” فیلترها و استرینرها “CL” ابزار دقیق اندازه گیری سطح
“AV” مشعلها“CG” ابزار دقیق اندازه گیری جابجایی“CP” ابزار دقیق اندازه گیری فشار
“CQ” تجهیزات اندازه گیری کیفیت “CS” تجهیزات اندازه گیری سرعت
“CT” تجهیزات اندازه گیری دما “CY” ابزار دقیق اندازه گیری ارتعاش
“GC” نقطه مرجع ترموستات “GF” JUNCTION BOXES
“GQ” سوکت برق “GS” PUSH BOTTONS
“GS” ترانسفورمرها “AX” تجهیزات تست
“AZ” سایر واحدها “BB” تانک ها،اکومولاتورها،VESSELS
“BP” اریفیسها “BQ” اندازه گیر وزن
“BS” خفه کن صدا “BY” تجهیزات کنترلی مکانیکی
“BZ” سایر واحد ها “CF” فلومترها
“CG” ابزار دقیق اندازه گیری جابجایی
“CL” ابزار دقیق اندازه گیری سطح “CP” ابزار دقیق اندازه گیری فشار
“CQ” تجهیزات اندازه گیری کیفیت “CS” تجهیزات اندازه گیری سرعت
“CT” تجهیزات اندازه گیری دما “CY” ابزار دقیق اندازه گیری ارتعاش
“GC” نقطه مرجع ترموستات “GF” JUNCTION BOXES
“GQ” سوکت برق “GT” ترانسفورمرها
001:(کلید تجهیزات An).این عددسه رقمی براساس عملکردابزارکدگذاری شده،دسته بندی می شود.
بازه اعداد انتخاب شده برای شیرها و ابزار دقیق عبارتند از :
001تا029:شیرهای درمسیراصلی سیال باعمل کننده های خودکار(الکتریکی،هیدرولیکی ، نیوماتیکی).
031 تا 049 : شیرهای اطمینان ، شیرهای RELIFE ، شیر کنترل های بدون تغذیه کمکی که درمسیر اصلی سیال قرار گرفته اند.
051 تا 099 : چک والوهایی که در مسیر اصلی سیال قرار گرفته اند.
101 تا 199 :شیرهای trarsfer , shut off که در مسیر اصلی سیال قرار گرفته اندوبصورت دستی عمل می کنند.
201 تا 249: شیرهای تخلیه
251 تا 299 : شیرهای تخلیه گاز
301 تا 338 : shut –off والوهای بالا دست[4] ابزار دقیق اندازه گیری یک اتصاله .
341 تا 369 : shut –off والوهای بالا دست ابزار دقیق اندازه گیری 2 اتصاله (اتصال مثبت)
371 تا 399 : shut-off والوهای بالادست ابزار دقیق اندازه گیری 2 اتصال (اتصال منفی )
401 تا 499 : shut –off والوهای بالادست با نقطه اندازه گیری انتخابی .
برای تجهیزات اندازه گیری :
001 تا 199 : تجهیزات اندازه گیری برای انتقال به راه دور.
401 تا 499 : تجهیزات اندازه گیری برای اندازه گیریهای تست کارایی.
501 تا 599 : تجهیزات اندازه گیری برای نمایش محلی .
کدهای شناسایی بکار گرفته شده :
AN : فن ها
KA : شیرها
KE : بالا برها، قلابها
MB : ترمزها
KP : پمپهااصلی سیال قرار گرفته اند
A - : آشکار سازهای شعله
B- : مبدلهای کمیتهای غیر الکتریکی به الکتریکی
M - : موتورهای الکتریکی
P- : ابزار دقیق اندازه گیری
S- : سوئیچها
U - : مبدلهای کمیتهای الکتریکی به غیر الکتریکی
X - : ترمینالها
Y - : سلونوئیدها
01 : (کلید تجهیزات BN)
استفاده از کدهای شناسایی
کدهای شناسایی KKS به منظور مشخص سازی اجزاء مختلف در دیاگرام P&I ، لیست تجهیزات، لیست بارهای الکتریکی ، لیست ابزار دقیق اندازه گیری ، دیاگرامهای تابعی ، دیاگرامهای ترمینال، تشریح سیستم و سایر مدارک استفاده می شود.
در این رابطه مشخص سازی واحدهای نیروگاه بطور عام بازگو نمی گردد.
علاوه بر آن بعنوان یک قاعده ساده ، 4 رقم کلید تجهیزات (برای مثال “–S01”) در P&ID بازگو نمی گردد. برروی بیشتر شیرها ، ابزار دقیق اندازه گیری و غیره یک NAME PLATE نصب شده است که برروی آن کد KKS کامل ابزار درج گردیده است که شامل شماره واحد نیروگاه نیز می باشد .
در مباحث فنی KKS مورد بحث بایستی بطور کامل بازگو گردد تا مشخص شود که در مورد کدامیک از تجهیزات بحث می شود.
برای مثال عبارت “شیر برقی “MBA41AA010A را باید بجای عبارت شیر برقی عمل کننده شیرهای BLOW OFF 1.2 , 1.1 بکار برد.
برای سفارش تجهیزات یدکی از کد گذاری KKS نمی توان استفاده نمود.
فصل دوم
تشریح کلی نیروگاه
پیکر بندی نیروگاه
چیدمان تک محوری توربین، اجازه راه اندازی کمپرسور را بطور مستقیم و مستقل از ژنراتورمی دهد.
احتراق گاز یا سوخت مایع در دو محفظه احتراق متقارن با چندین مشعل که در دو طرف توربین قرار دارند انجام می شود. هر محفظه احتراق دارای 8 مشعل می باشد.
هوا با گذشتن از کانال مکش و عبور از فیلترها و صداخفه کن ها وارد کمپرسور می شود ، در کمپرسور فشار هوا تقریباً تا 11 بار افزایش می یابد.هوای فشرده به سمت مشعل ها( بالای هر محفظه احتراق) هدایت و در اطاق های احتراق سوخته می شود. گازهای داغ سوخته شده و از طریق توربین به توان مکانیکی تبدیل می شود.
ژنراتور از طریق محور(شفت) به سمت کمپرسور توربین متصل شده است . توان الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور از طریق ترمینالهای ژنراتور تحویل ترانس می گردد.
گازهای خروجی در دمای تقریبی 545 C از طریق یک دیفیوزر محوری به فشار اتمسفر میرسد. گاز خروجی از طریق یک اگزوز عمودی وارد هوای آزاد می گردد.
علاوه بر مجموعه توربین گاز/ژنراتور ، یک مجموعه خنک کننده برای روغن روانکاری و ژنراتور در نظر گرفته شده است . سیستم فوق قادر به خنک سازی روغن روانکاری توربین و یاتاقانهای ژنراتور تحت هر بار و شرایط محیطی می باشد، همچنین سیستم هوای خنک کن ژنراتور ، دمای ژنراتور را بطور مناسب کاهش میدهد. سیستم خنک ساز متشکل از دو سلول خنک کن(2 x 66 % )بوده که هر سلول شامل دو فن می باشد. در حالت عادی یکی از سلولها با هر دو فن خود کار کرده و سلول دیگر فقط از یک فن خود استفاده می کند. در صورتیکه هر یک از فن ها به هر دلیل تریپ دهد ، فن چهارم بطور خودکار شروع به کار می کند. این افزونگی را تلویحاً به معنی افزایش سطح تبادل حرارتی میتوان تلقی نمود.
فصل هفتم
مجرای ورودی هوا
ورودی هوای توربو کمپرسور
شرح سامانه:
برنامه اصل ورودی سامانه ورودی هوا ؛ فیلتر کردن هوای مورد نیاز برای احتراق و ارسال از طریق کانال به ورودی کمپرسور در توربین گاز زمینی V94.2 می باشد . ضمنا خفه کردن صدای هوا در مقطع ورودی به کمپرسور نیز یکی دیگر از برنامه های اصلی این سامانه می باشد.
برنامه های اصلی این سامانه عبارت اند از:
1-جلو گیری از یخ زدگی 2-سامانه پاشش هوا جهت تمیز کردن فیلترها
3-دریچه جهت بستن مسیر هوای آزاد 4-فضای تعمیرات جهت تعویض فیلتر ها و روشنایی
سرعت عبور هوا :
هوا در ارتفاع 10 الی 22 متر بالاترازسطح زمین واردسامانه می گردد ؛ به این ترتیب مرحله اول جداسازی ذرات درشت اجرا می گردد . بطوریکه در دهانه ورودی توری (1) جلوگیری از ورود پرندگان در آن نصب می باشد این سامانه هوا را به صورت عمودی می مکد (2) که در آن توری از جنس استیل 316 و هواکش رنگ شده و جنس آن کربن استیل می باشد . بعد از سامانه ضد یخ سامانه تله ذرات شن وجود دارد(3) که ذرات شن را از هوای ورودی جدا وتخلیه می کند مورد استفاده آن به خصوص در زمان طوفان شن است .
این تله از تیغه های عمودی که به مرور مورب و نهایتا سرعت تخلیه را مساوی سرعت ورودی می نماید تشکیل شده است ، ذرات به پایین بر روی صفحه زیرین می افتد (2) و ورقه (3) که زیر هر توری به نحوی قرار دارد که از انباشته شدن ذرات جلوگیری می نماید.با کاهش سرعت هوا راندمان جدا سازی ذرات نیز کاهش می یابد.در سرعت بالاتر از 3 متر بر تْانیه (محاسبه شده برای فضای عبور از توری) راندمان وزنی ذرات به اندازه تقریبی 750 میکرون در حدود 50% می باشد.
میانگین سرعت هوا در زمان عبور از این مرحله 2/3 متر بر تْانیه می باشد.
بعد از آن فیلتر های اصلی (5) به تعداد 1200 عدد فیلتر بشکل قوطی های استوانه ای شکل وجود دارد که طول آن mm 600 وقطر خارجی آن mm 325 می باشد،وبصورت افقی در دو طرف با مورد استفاده آن پیچ به بدنه بسته شده است.جنس فیلتر ها مخلوطی از پلی استر سلولوزی با راندمان 99% برای ذرات بزرگتر از 5/0 میکرون می باشد.سطح هر فیلتر19 متر مربع است.
افت فشار فیلتر نو 200 پاسکال می باشد که بطور اتوماتیک وقتی افت فشار فیلتر به 650 پاسکال میرسد توسط پاشنده های هوا فیلتر ها تمیز میگردند.
بنابراین برنامه تمیزکردن ازپیش تعیین نشده،اما براثرکثیفی هوا ویارطوبت وغیره عمل می نماید .
محاسبه عمر فیلتر ها
در یک هوای معمولی با طوفان کم وبا مخلوط ذرات معمولی همانطور که در مدارک نگهداری و تعمیرات نیز اعلام شده است؛ عمر فیلتر ها تقریبا 2 سال می باشد.که با افزایش رطوبت تا 80% این عمر کاهش می یابد و بدیهی است که اگر محیط با آلودگی صنعتی نیز همراه باشد عمر فیلتر نیز کمتر می گردد.
نصب وجدا سازی فیلترها درمحل سرویس بین جداکننده ذرات ودیوار فیلترها کاربسیارساده ای است .
هوای تمییز از بخش انتقال دهنده که از جنس کربن استیل می باشد با سرعت7متر برتْانیه عبور می کند.درمقطع زیرین بخش انتقال دهنده دریچه های اضطراری(16) به تعداد 4 عدد وجود دارد . دریچه از جنس کربن استیل می باشند که به بدنه لولا شده اند وبه تنظیم کننده های وزنه ای مسلح می باشند وزمانی بازمی شوند که به هردلیلی افت فشار داخلی به بیش P a1700 برسد. دراین صورت هوای ورودی بصورت مستقیم ازاین دریچه ها وارد شده وازمچاله شدن فیلترها جلوگیری می گردد.
البته این حالت برای مدت کوتاه نگران کننده نیست و ریسک ورود اجسام سخت خیلی کم است و فیلتری نیز در این منطقه نیزوجود ندارد . لازم به یاد آوری است در زمانهای شوک حرارتی نیز این دریچه ها باید باز گردند . لذا برای این کار هیتر های الکتریکی نصب شده از یخ زده گی دریچه ها جلوگیری خواهند کرد.برای ارسال سیگنالهای دریچه باز در هر دریچه 3 کلید کنترل وجود دارد که فرمان را به p cs جهت توقف توربین ارسال می نماید .
بعدازمرحله انتقال دهنده؛ مرحله صدا خفه کن که بدنه آن از جنس کربن استیل وپانل های صدا خفه کن از جنس316 AISH می باشند قراردارد. پانل ها بطور عمودی و قابل تعویض می باشند. سرعت عبورهواازاین قسمت6/7 متر بر تْانیه میباشد .سرعت هوا در انتهای زانو 25 متر بر تْانیه می باشد . .بین زانووکانال؛ اتصالات قابل انعطاف که از جنس پلی اتیلن است وجود دارد که از انتقال حرکت کانال زیرین به زانو جلو گیری می کند و همچنین قابلیت غیرهمخطی بودن اتاق فیلتربا کانال را دارد .
کانال زیرین نقش انتقال دهنده هوا به سمت کمپرسور را دارد وبا شیب مناسب طراحی شده بطوری که در دهانه ورودی کمپرسور توسط مخروط داخلی از توربولانس هوا جلو گیری میکند . ضمنا از طریق محوطه بیرون مخروط اتصال توربین به ژنراتور برقرار است.ازداخل دورمخروط توسط رینگ لوله آب به نازلهای آب پاش مجهزاست که عمل تمیز کردن کمپرسوروتوربین را به عهده دارد.
دریچه ای در بالای کانال وجود دارد که جهت جلوگیری از سیر کوله شدن هوا در زمان توقف واحد و جلوگیری از اکسیداسیون واحد عمل کرده و بسته می شود .
خرید فایل
لینک منبع :بررسی نیروگاه گاز