دانلود گزارش کارآموزی نیروگاه نکا

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.

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.

پست فشار قوی انرژی تولیدی ژنراتورها (با ولتاژ خروجی ...) 5% + 21 از طریق ترانسفورماتورهای بالابرنده 400/21 کیلو ولت به پست وارد شده و توسط دو خط انتقال 400 کیلو ولت به پست جلال در نزدیکی تهران و یک خط انتقال 400 کیلو ولت دیگر به پست حسن‌کیف منتقل می‌گردد.

در ضمن به کمک دو سری ترانسفورماتورهای سه سیم‌پیچ تک‌فاز 20/230/400 کیلوولت تغذیه پستهای دهک ساری، کارخانه کاغذسازی و مناطق شمالی کشور انجام می‌گیرد.

مصارف داخلی نیروگاه توسط ترانسفورماتور 3/6/20 کیلوولت راه‌اندازی و یا از طریق ترانسفورماتور کمکی 3/6/20 کیلو ولت تأمین می‌گردد.

الکتروموتورهای سنگین نیروگاه توسط شبکه داخلی 3/6 کیلوولت و مصارف سبکتر از شبکه داخلی 380 ولت تغذیه می‌شوند.

مشخصات سایر قسمتها باختصار الف ـ دیزل ژنراتور اضطراری دو دستگاه هر یک بظرفیت 5/1 مگاوات می‌باشد.

ب ـ الکتروپمپ تغذیه آب خنک کن ج ـ توربو پمپ تغذیه بویلر د ـ الکتروپمپهای تغذیه بویلر ع – مشخصات دودکش نیروگاه که با توجه به مقررات حفاظت محیط زیست طراحی گردیده بشرح زیر می‌باشد : ف ـ ترانسفورماتور ز ـ آب مقطر ک ـ اسکله و کانال خروجی آب دریا گ ـ الکترو پمپ کندانسور س ـ موتورها ط ـ بویلر کمکی ل ـ کارگاه و لابراتور ساختمان کارگاه برای تعمیرات مکانیک و الکتریک نیروگاه و ابزار دقیق در جنوب غربی پاورهاس (power house) واقع شده که مجهز به جرثقیل‌های 5/35 و 240 تنی می‌باشد و بوسیله خط آهن اتصال مستقیم به فنداسیون واحدهای ترانسفورماتور دارد.

در طبقه بالائی این ساختمان اطاقهای اداری، لابراتورهای مجهز برای تجزیه شیمیائی و اطاق ابزار دقیق قرار دارد.

همچنین در این ساختمان انبارها و محوطه انبارکردن برای وسایل یدکی نیز وجود دارد.

ص ـ والوها حال قبل از اینکه به سیکل آب و بخار نیروگاه بپردازیم.

شرح مختصر و بر روند حرارت‌دهی به آب و بدست آوردن بخار سوپرهیت خواهیم داشت.

برای آشنایی به چگونگی تغییر درجه حرارت و فشار بخار.

ظرف‌پر آبی در فشار اتمسفر را در نظر می‌گیریم.

اگر به این ظرف حرارت دهیم دمای آب آن آنقدر بالا می‌رود تا در C0 100 به جوش آید و به بخار تبدیل شود.

در این فاصله میزان حرارت دریافتی آب از رابطه : Q = m .C (T2 – T1) پیروی می‌کند.

این مقدار حرارت را حرارت محسوس می‌گویند چونکه بالا رفتن درجه حرارت آب قابل لمس است.

زمانیکه آب به جوش می‌آید اولاً فشار بخار حاصل همان فشاری است که آب به جوش آمده یعنی اگر آب در فشار اتمسفر به جوش آید بخار حاصل از آن نیز همان فشار آتمسفر را خواهد داشت.

ثانیاً قبل از اینکه تمام آب به بخار تبدیل شود درجه حرارت آن هیچگونه تغییری نخواهد نمود اگر چه حرارت دریافت می‌دارد که چون محسوس نمی‌باشد به حرارت نهان موسوم است.

حرارت نهان آب در فشار آتمسفر بمراتب از حرارت محسوس آن زیادتر است به عنوان مثال یک گرم آب در فشار آتمسفر برای افزایش دما از صفر تاC0 100، 100 کالری حرارت محسوس دریافت می‌دارد در حالیکه همین مقدار آب برای تبدیل به بخار، 539 کالری حرارت لازم دارد.

بخاری که به این ترتیب ایجاد می‌شود معمولاً مقداری قطرات ریز آب که هنوز حرارت نهان کافی دریافت نکرده اند همراه دارد که آن را بخار مرطوب می‌نامند.

بخار مرطوب چون به پره‌های توربین صدمه می‌‌رند قابل استفاده در آن نیست و اصولاً حد مجاز رطوبت بخار در توربین نباید از 10/1 تجاوز نماید.

با حرارت دادن بخار مرطوب، بخار اشباع ایجاد می‌شود که حرارت نهان کافی دریافت داشته و از حرارت، اشباع گشته است.

از این مرحله به بعد افزایش حرارت سبب بالا رفتن دمای بخار می‌شود که به آن بخار داغ یا سوپرهیت گویند.

این همان بخاری است که در توربین قابل استفاده می‌باشد زیرا اگر بخار سوپرهیت نشود با انبساط و انجام کار آن در طبقات مختلف توربین، درجه حرارت و فشار آن افت می‌کند و به مرز اشباع نزدیک می‌شود که اگر چنین بخاری وارد مرحله بعدی توربین شود خطر تشکیل قطرات آب بر روی پره‌های آن می‌رود.

این قطرات آب که دمای کمتری دارند به قسمتهای خیلی گرم پره توربین برخورد نموده و در آنها تنشهای حرارتی شدیدی ایجاد می‌کنند.

این مسئله مخصوصاً در توربین فشار متوسط (ip) مهم است.

چون بخاری خروجی از طبقه فشار قوی توربین (HP) در آستانه اشباع قرار دارد ( د رمورد نیروگاه نکاء فشار atm 50 و درجه حرارت حدود c0 350 است )، اما در توربین LP چون افت فشار زیاد است نقطه جوش به اندازه کافی پائین می‌آید که بخار به حالت اشباع نزدیک نباشد.

در منحنی زیر تغییرات دمای آب بر حسب حرارت دیده می‌شود.

باید توجه نمود که شیب خط CD زیادتر از AB است که مفهوم این می‌باشد که یک گرم بخار نسبت به آب برای افزایش دما احتیاج به حرارت کمتری دارد.

اگر فشار تغییر کند درجه حرارت جوش و نیز میزان حرارت نهان و محسوس نیز تغییر می‌نماید.

بدین ترتیب که با افزایش فشار، نقطه جوش و مقدار حرارت محسوس بالا می‌روند در حالیکه میزان حرارت نهان کاهش می‌باشد ولی در هر صورت مجموع حرارت نهان و محسوس ثابت باقی خواهد بود.

در جدول زیر، نقطه جوش آب را در چند فشار مختلف می‌توان دید : اگر افزایش فشار همچنان ادامه یابد تا به 2kg/cm 225 برسد آب جوشان بدون دریافت حرارت نهان به بخار اشباع تبدیل می‌شود.

این فشار را فشار بحرانی و فشارهای بالاتر از آن را فوق بحرانی گویند.

نیروگاه نکاء همواره زیر نقطه بحرانی کار می‌کند اگر چه در حداکثر بار خود فشار بویلر به آستانه بحرانی نزدیک می‌شود.

در منحنی زیر را رابطه افزایش را بر منحنی تغییرات آب می‌توان مشاهده نمود.

پس از این آشنایی مقدماتی با تغییر حالت آب بر اثر حرارت و فشار،تشکیل آب و بخار آب را در نیروگاه حرارتی نکاء که دارای 4 واحد M.W 204 است مورد بررسی قرار می‌دهیم.

سیکل نیروگاه و نمودار درجه حرارت – آنتروپی (TS) بسیاری از نیروگاهها از جمله نیروگاههای بخار در یک سیکل کار می‌کند.

یعنی سیال فعال یک رشته فرایندها را طی می‌کند و در نهایت به حالت اولیه باز می‌گردد.

در سایر نیروگاهها از قبیل موتورهای احتراق داخلی و توربین گاز، اگرچه ممکن است موتور خود یک سیکل مکانیکی را طی کند ولی سیال فعال یک سیکل ترمودینامیکی را نخواهد پیمود.

در این حالت، سیال فعال در خاتمه ترکیبی متفاوت یا حالتی متفاوت با لحظه شروع سیکل خواهد داشت.

چنین تجهیزاتی در سیکل باز، کار می‌کنند در حالیکه نیروگاههای بخار در یک سیکل بسته هستند.

سیکل ایده آل برای یک نیروگاه ساده.

بخار، سیکل را نگین است.

فرایندهای تشکیل دهنده سیکل ایده آل عبارتند از : 2-1 فرایند پمپ کردن آدیا باتیک بازگشت پذیر در پمپ 3-2 فرایند انتقال حرارت فشار – ثابت در دیگ بخار 4-3 فرایند انبساط آدیا باتیک بازگشت پذیر در توربین ( یا سایر محرکها از قبیل موتور بخار) 1-4 فرایند انتقال حرارت فشار – ثابت در چگالنده ( (PH – PL)/ PH ) – (qH / (wr - wP ) = کارایی حرارتی هدف ما داشتن راندمان بالا است و بطور خلاصه در چند مورد می توان به این هدف دست یافت، از جمله: پایین آوردن فشار خروجی.

افزایش فشار در طی افزودن حرارت.

این امر می‌تواند موجب افزایش محتوی رطوبت بخار آب در طبقات انتهایی توربین فشار پایین گردد.

لذا سیکل گرمایش مجدد (REHEATER) به سبب این مزیت ابداع شده که کارایی سیکل را در فشارهای بالاتر، افزایش دهد و از رطوبت زیاد در طبقات فشار پایین توربین جلوگیری می‌کند.

مافوق گرم (سوپرهیت) کردن بخار ورودی به توربین.

استفاده از سیکل بازیاب در نیروگاه.

برای گرم کردن آب تغذیه.

زیرکشهای بخار در توربین‌های IP و LP تعبیه شده است.

گرمکن‌ها از دو نوع باز و بسته تشکیل می‌شوند که مزیت‌ گرمکن باز آب تغذیه در مقایسه با گرمکن بسته آب تغذیه، این است که هزینه، آن کمتر و مشخصه‌های انتقال حرارت آن بهتر است.

عیب این نوع گرمکن آن است که برای انتقال آب تغذیه بین گرمکن‌ها باید از پمپ استفاده شود.

در بسیاری از نیروگاهها از تعدادی مراحل برداشت بخار (بندرت بیشتر از پنج مرحله) استفاده می‌شود.

در نیروگاه حرارتی نکاء همین فرایندها صورت می‌گیرد.

برای آشنایی بهتر با سیکل آب و بخار نیروگاه که در نقشه‌های (027، 026، 025، 024، 023) – 050 – NEK و 001 – 020 –NEK نشان داده شده است را بررسی می‌کنیم.

نقشه 026-050- NEK مربوط به سیستم آب تغذیه.

نقشه 001-020- NEK مربوط به بویلر (کوره احتراق).

نقشه 023 – 050 – NEK مربوط به توربین و بخار ورودی به آن.

نقشه 025- 050- NEK مربوط به سیستم کندانسیت (بخار تقطیر شده در کندانسور).

نقشه 024 – 050- NEK مربوط به بخارهای استخراجی از توربین یا اکستراکشن‌ها.

نقشه 027-050- NEK مربوط به تخلیه آبهای تقطیری (درین‌ها Drain).

بلوک دیاگرام زیر مسیر بسته آب و بخار مورد بحث را نشان می‌دهد.

سیستم آب تغذیه بویلر نقشه مرجع : 026-050- NEK از قسمتهای مختلف این سیستم می‌توان به تانک تغذیه (Feed water tank)، پمپ تغذیه توربینی، دو پمپ تغذیه الکتریکی و دو هیتر فشار قوی اشاره کرد.

همانطور که در دیاگرام دیده می‌شود.

آب سیکل به کمک پمپهای تغذیه با فشار زیاد وارد هیترها و فشار قوی یا بای پس ـ میانگذر ـ آنها شده و بالاخره وارد اکونومایزر می‌شود.

که در آخرین مرحله وارد سوپرهیترها شده و با دودهای خروجی از بویلر گرمتر می‌گردد.

تشریح سیستم برای اینکه راندمان سیستم افزایش یابد آب کندانسیت در طول مسیر هیترهای مختلفی می‌گذرد.

این آب پس از خروج از هیتر A4 (LP HATER – A4) در حالیکه درجه حرارت آن تا مقدار C0 166 بالا رفته به تانک تغذیه (FEED WATER TANK) که بزرگترین تانک نیروگاه است ـ غیر از تانکهای سوخت ـ وارد می‌شود.

این تانک که در ارتفاع حدود m 25 نصب شده ـ این ارتفاع برای تامین NPSH پمپ بوستر می‌باشد ـ دارای مشخصات زیر است: مشخصات تانک تغذیه تانک تغذیه برای تامین سه هدف زیر پیش بینی شده است: عمل گرم کردن آب تغذیه (هیتر پنجم ـ FEED WATER TANK-) عمل هواگیری و استخراج اکسیژن (دی یره کردن) عمل ذخیره‌سازی آب سیکل آب کندانسیت پس از ورود به داخل تانک تغذیه با بخاری که از طبقه توربین IP منشعب می‌شود (مسیر 52 RH) تا C0 4/192 گرم می‌شود.

در اینجا برخلاف هیترهای دیگر آب و بخار در تماس مستقیم با هم هستند یعنی اینکه لوله‌های بخار کاملاً وارد آب می‌شوند و بخار از درون آب می‌جوشد و به فضای بالای آن وارد می‌گردد.

عمل اکسیژن‌گیری به دو صورت مکانیکی و شیمیایی صورت می‌گیرد.

در حالت مکانیکی آب ورودی به تانک بصورت دوش در آن پاشیده می‌شود و مولکولهای آب در برخورد با بخار بالای تانک تغذیه منبسط شده و اکسیژن که سبکتر از آب است در بالا قرار می‌گیرد ونت (هواگیری) می‌شود.

طریقفه شیمیایی استخراج اکسیژن باشید از بین (N3H2) صورت می‌گیرد.

در مورد ذخیره‌سازی تانک تغذیه داده می‌شد در هر زمانی که پمپهای کندانسیت تریپ می‌کردند پمپهای تغذیه نیز تریپ می‌نمودند.

در حالیکه تانک تغذیه از این عمل جلوگیری کرده و در صورت چنین اتفاقی قادر خواهد بود که تا 20 دقیقه آب سیکل را برای بارهای کم تامین نماید.

سه پمپ که یکی از آنها با ظرفیت 100% بوده و به کمک یک توربین کوچک می‌گردد ـ بخار این توربین از IP و یا از خط بخار کمکی تامین می‌شود ـ و دو پمپ که هر کدام با یک موتور الکتریکی می‌گردند و ظرفیت 50% را دارند ، آب تانک تغذیه را به بویلر پمپ می‌نمایند.

هر کدام از این پمپها از دو قسمت بوستر و اصلی تشکیل شده‌اند.

پمپهای بوستر وظیفه تامین NPSH پمپهای اصلی را بعهده دارند.

NPSH پمپهای بوستر از فشار آب داخل تانک تغذیه که حدود atm 13 است و همچنین از طریق ارتفاع نصب تامین می‌گردد.

میزان پمپاژ پمپ توربین (B F P T) بستگی به دور توربین دارد که متناسب با بخار ورودی آن است.

در این پمپ، پمپ اصلی مستقیماً به توربین وصل است در حالیکه پمپ بوستر از طریق یک جعبه دنده کاهنده به آن کوپل می‌شود.

اصولاً پمپهای بوستر برای جلوگیری از پدیده‌ گاونتاسیون با سرعت کم کار می‌کنند.

در پمپهای الکتریکی که موتورشان با دور ثابت RPM 1500 می‌گردد، پمپ بوستر مستقیماً به موتور وصل است در حالیکه پمپ اصلی از طریق یک جعبه‌دنده هیدرولیکی به موتور اتصال می‌یابد، بنابراین دور پمپ اصلی با میزان روغن داخل این جعبه‌دنده تغییر می‌یابد.

پمپ اصلی توربینی 5 مرحله‌ای و پمپ اصلی الکتریکی 6 مرحله‌ای بوده در حالیکه پمپ‌های بوسترشان دقیقاً با هم یکسان بوده و دارای یک مرحله دوبله می‌باشد.

جداول صفحه بعد مشخصات این پمپها را نشان ‌می‌دهد.

در شروع راه‌اندازی که هنوز بخار نداریم از یکی از پمپهای الکتریکی استفاده می‌کنیم در عین اینکه این پمپها به صورت یدک پمپ توربینی و یدک برای هم نیز می‌باشند.

باید توجه داشت که پمپهای تغذیه الکتریکی بزرگترین مصرف‌کننده داخلی نیروگاه بوده بطوریکه هر پمپ در بار عامل M.W 9 .

مشخصات پمپ تغذیه توربینی (B F P T) مشخصات پمپ تغذیه الکتریکی (B F P T) مصرف دارد بنابراین با بکار انداختن پمپ توربینی راندمان نیروگاه بالا خواهد رفت.

قبل از بوستر پمپها سه والو ایزوله کننده دستی قرار دارند که طبعاً در هنگام کار باید باز باشند و در حالت باز بودن قفل گردند.

والوهای RL 11/12/13 soll از نوع فشار شکن بوده که اگر بر اثر اشتباهی والوهای ایزوله کننده بسته بودند و یا والوهای یک طرفه بعد از پمپ اصلی نشتی داشتند، ورودی بوستر پمپ را از افزایش فشار محافظت نمایند.

بعد از پمپ بوستر یک فیلتر وجود دارد که در صورت کثیف شدن آن اختلاف فشار سنج RL23oo5 که فشار قبل و بعد از فیلتر را می‌سنجد اعلام خطر می‌کند.

(کثیف شدن این فیلتر در فواصل زمانی زیاد ممکن است اتفاق افتد).

غیر از خروجی پمپهای اصلی دو انشعاب دیگر نیز از آنها گرفته می‌شود، یکی از این انشعابات یعنی خط RL 81/82/83که به تانک تغذیه برگشت داده می‌شود.

خط بالانس کننده است که نیروی عکس‌العملی پمپ را خنثی می‌سازد نافشار محوری را کاهش دهد.

زمانی که فشار خط بالانس کننده ازatm3 نسبت به مکش پمپ زیادتر شود والوی اطمینان RL 81/82/83Soo4 باز کرده و افزایش فشار را به ورودی پمپ انتقال می‌دهند.

والرهای فشارشکن RL 81/82/83Soo1 برای ارتباط خط بالانسینگ با فشار حدود atm24 به تانک تغذیه با فشار atm 13 تعبیه گشته‌اند.

انشعاب دیگر پس از مرحله سوّم پمپ‌های اصلی گرفته می‌شود.

این انشعاب از طریق خط RL 71 آب اسپری را برای بای پس فشار قوی تأمین می‌کند.

زمانی که توربین تریپ می‌کند، بخار سوپرهیت به جای وارد شدن به توربین HP، وارد خط گرمایشی سرد (Cold Reheat) می‌گردد و برای اینکه درجه حرارت آن به میزان درجه حرارت قابل تحمل خط کلدرهیت پائین آید (حدود c0 350) به آن آب اسپری می‌شود؛ به این منظور کنترل والوهای هیدرولیکی RL 71soll ، RL 71So10 از درجه حرارت خط کلدرهیت فرمان می‌گیرند و متناسب با آن دبی آب اسپری را تنظیم می‌کنند.

خط حداقل جریان RL 85/86/87 که از طریق والو کاهنده فشار به تانک تغذیه وصل می‌شود همانطوریکه قبلاً گفته شد برای حفاظت پمپ‌های تغذیه از گرم شدن بوده و از فلومتر RL 31/32/33 Foo4 فرمان می‌گیرد.

در حالتیکه پمپ تغذیه الکتریکی خاموش باشد فلومتر مزبور فلوری صفر را به تابلوی محلی می‌دهد که والو خط حداقل را باز نگه دارد (توسط موتور مغناطیسی) و هنگامیکه پمپ استارت می‌شود تابلوی t/h 145 والو مزبور کماکان باز باقی می‌ماند امّا در فلوی بیش از t/h 165 می‌بندد.

حداکثر فلوی خط حداقل t/h190 است.

در پمپ توربینی زمانیکه که فلوی خط اصلی به t/h450 برسد، والو حداقل جریان آن می‌بندد و ظرفیتی برابر با t/h 420 دارد.

خروجی هر سه پمپ به لوله اصلی RL40 می‌ریزد و از آنجا با والو موتوری RL40Soo1 دبی ورودی به هیتر کنترل می‌شود.

در بارهای کم و در شروع راه‌اندازی واحد والو اصلی RL 40Sool بسته خواهد بود و به جای آن والو پنوماتیکی RL40Soo1 که بای پس والو اصلی است تا بار 35% کنترل آب سیکل را به عهده می‌گیرد؛ زیرا با تغییر دور پمپ تغذیه نمی‌توان دبی را از مقدار معینی کمتر نمود چون سرعت پمپ از حدّ معینی نمی‌تواند پائین‌تر آید.

کنترل والد RL 40Soo2 فشار خروجی پمپ اصلی را حدود atm 100 نگه می‌دارد و فرمان خود را از کنترل کننده آب تغذیه می‌گیرد.

پس از اینکه بار به 35% رسید والو اصلی RLSoo1 شروع به باز شدن می‌کند و کنترل بار با تغییر دور توربین و یا تغییر روغن جعبه دنده هیدرولیکی صورت می‌گیرد.

هیترهای A6 و A7 از نوع فشار قوی بود، بترتیب از تعداد 483 و 742 عدد لوله U شکل تشکیل شده‌اند و حداکثر c0 80 دمای آب سیکل را بالا می‌برند بخار هیتر A6 از توربین IP وبخار هیتر A7 از خط گرمایش سرد (کلدرهیت) تأمین می‌شود به این علت اگر توربین تریپ کند هیتر A7 کماکان در مدار باقی خواهدماند.

خط RL41 بای پس این هیترها بوده که در صورت بروز اشکالی در آنها وارد می‌شود.

دو الو پیستونی RL40S003 و RL46S001 که از نوع سریع بند هستند مدار بای پس را وارد سیستم می‌کنند.

این والوها توسط پایلوت والو کوچک RL40S011 فعال می‌شوند به این ترتیب که با باز شدن پایلوت والو فشار پشت پیستونهای والوهای اصلی می‌افتد و هیترها بای پس می‌شوند.

برای دوباره به مدار آوردن هیترها کافی است که والودستی RL46Soll و RL46So12 را باز نمود.

در صورت بای شدن هیترها چون کماکان ورود بخار در آنها وجود خواهد داشت ممکن است که آب محبوس شده را تابخیر نموده و فشار آن بالا رود لذا والو یک طرفه RL40So13 (در طرفین والو اصلی RL46Soo1) وظیفه تعادل فشار را در این حالت بر عهده دارد.

آب خروجی از هیتر A7 با دمای حدود c0 266 وارد اکونامایزر و سپس بویلر می شود.

از خط RL 61 آب اسپری برای کنترل درجه حرارت در سوپرهیترها تأمین می‌شود.

البته باید توجه داشت اگه کنترل اصلی درجه حرارت با سوخت و دبی آب بویلر صورت می‌گیرد امّا برای کنترل دقیق‌تر آن در سوپرهیترها از آب استفاده می‌شود که کلاً در 10 نقطه آن اسپری می‌شود به عبارت دیگر آب اسپری شونده اثر انحرافات سوخت و آب تغذیه را حذف می‌نماید.

چون در بارهای کمتر از 35% والو RL40Soo2 عمل کنترل را به عهده دارد و از آنجائیکه این والو افت فشار زیادی ایجاد می‌کند در این حالت نمی‌توان آب اسپری شونده را از خط RL61 گرفت به این دلیل خط RL 60 که قبل از والو RL40soo2 انشعاب می‌یابد آب اسپری شونده را تأمین می‌کند والو RL60Soo1 با بازشدن والو RL40soo1 می‌بندد و آب اسپری از خط RL61 گرفته می‌شود.

اما اینکه چرا همواره از این نقطه آب اسپری کننده را نمی‌گیریم بخاطر پائین بودن درجه حرارت در این نقطه است که باعث تنش‌های حرارتی در سوپرهیترها می‌شود.

جریان آب اسپری معمولاً از حدود 6% بار بویلر نباید تجاوز کند چون اگر مقدار آن خیلی زیاد باشد دریچه‌های کنترل والوها کاملاً باز بوده و در صورت ازدیاد درجه حرارت، هیچ آب اضافی دیگری پاشیده نمی‌شود.

از طرف دیگر اگر جریان پاشش خیلی کم باشد ممکن است افت درجه حرارت غیرقابل کنترل باشد.

به این دلایل میزان آب اسپری شونده با نسبت آب بویلر و سوخت کنترل می‌شود.

در ابتدای راه‌اندازی توربین مجموعاً t/h 25 آب اسپری خواهیم داشت ولی پس از آن؛ این مقدار تا حدود زیادی کاهش می‌یابد.

سیستم کنترل آب تغذیه : بر روی تانک تغذیه (فیدواترتانک) سه کنترل کننده سطح وجود دارد (رجوع شود به نقشه Nek – 050 – 025).

سیگنالهای حاصل از این سطح سنجها با فلوی وارد به تانک تغذیه که فلومتر RM60F001 اندازه‌گیری می‌شود و همچنین بافلوی پمپهای تغذیه با هم مقایسه می‌شوند و به عنوان سیگنال کنترل‌کننده به والو RM50Soo1 فرمان می‌دهند.

اگر دو تا از سه سطح سنج LICSAt / RL10L003/4/5 افزایش سطح را نشان دهند سیگنال حاصل با سیگمال اختلاف دبی مقایسه و فرمان مناسب به والو RM50S001 داده می‌شود.

اگر افزایش سطح از حد بالاتر رود.

والو RU20S002 (نقشه Nek – 050-027) در مسیر تانک راه‌اندازی به سمت دریا باز می‌شود اگر سطح‌سنجها سیگنال منفی بفرستند که نشانه پائین رفتن سطح است والو RM50S001 باز می‌شود و اگر سطح از حدّ مجاز پائین‌تر رود پمپ‌های تغذیه تریپ خواهند کرد تا تانک تغذیه بدون آب نباشد.

لازم به تذکّر است زمانیکه توربین کار نمی‌کند سطح تانک تغذیه باید پائین‌تر باشد زیرا در این هنگام چون آب سیکل خنک‌تر است.

بخار زیادتری مورد احتیاج می‌باشد که این بخار زیادتر ایجاد حباب می‌کند و سطح را به طور مصنوعی بالا می‌برد و سطح سنجها را دچار اشتباه می‌کند به همین دلیل به هنگام تریپ توربین نقطه تنظیم سطح‌سنجها بطور اتوماتیک پائین آورده می‌شود، ضمن اینکه بالا بودن سطح آب سبب می‌شود که دوشهای ورودی عمل هواگیری را بطور درستی انجام ندهند.