دانلود مقاله شرکت سهامی خدمات مهندسی آب و برق(نیروگاه)

در سال 1350 مشانیر با عنوان شرکت سهامی خدمات مهندسی آب و برق شروع به کار کرد و در سال 1359 به ثبت رسید و متناسب با افزایش نیاز صنعت آب و برق گسترش یافته و با داشتن شرایط مناسب در زمینه نیروی متخصص در زمینه های مختلف علمی و صنعتی بعنوان یکی از بزرگترین شرکتهای مهندسی مشاور قادر می‌باشد در طرحهای زیر بنایی و پروژه های صنعتی در حد استانداردهای معتبر خدمات فنی مهندسی و مشاوره ای ارایه دهد.

برای اشنایی بیشتر می توان با معرفی تقسیم بندی این مجموعه توانمندیهای آن را بررسی نمود.

1-معاونت طرحهای مهندسی و تولید ( پروژه های نیروگاهی حرارتی و نیروگاههای گازی و گروههای تخصصی ) تحت نظر ایشان مشغول به فعالیت می باشند.

2-معاونت برنامه ریزی و پشتیبانی 3-معاونت پستها و خطوط فشار قوی 4-معاونت سد و نیروگاههای آبی(سد گدارلندر، سد شهید عباسپور، سد مارون، سد زاب و…) 5-معاونت بخشهای ویژه) نیروگاههای بادی، آب شیرین کن و …) امکان سنجی نیروگاه احداث نیروگاه پس از طی مراحل مطالعاتی و علمی با اجرای عملیات ساختمانی و مهندسی عمرات آغاز می شود.

این مرحله، تحقیقات ژئوتکنیکی را با بررسی ژئوفیزیکی محل احداث آغاز می کند و پس از حفاری ها و تحقیقات مربوط به منابع اب زیر زمینی و توصیف و رده بندی زمین محل احداث نیروگاه را بررسی می نماید، در عین حال خطر زلزله را در حین مراحل زمین شناسی به صورت ارتباط زمین و زمین لرزه و دینامیک پوسته زمین مورد سنجش قرار می دهد.

سپس با تخصص خود در زمینه خاک و پی به طراحی و ساخت پی ها می پردازد و مرحله پی سازی در پی های سازه های اصلی و فرعی مانند سالن توربین اهمیت بیشتری می یابد در نهایت با روشهای ساخت متفاوت و محاسبات تجهیزات نیروگاهی و با در نظر گرفتن مقررات ساختمانی با انعقاد قرارداد عملیات عمرانی آغاز می شود.

تهیه و به روز نمودن برنامه زمان بندی و گزارش دلایل عقب ماندگی هر فعالیت و در صورت امکان ارایه راه حل برای جبران عقب افتادگی را کنترل پروژه می نامند.

معمولاً در یک گزارش کنترل پروژه S-curve یا منحنی برنامه اولیه و منحنی پیشرفت واقعی جهت مقایسه آورده می شوند.

روش برنامه ریزی به صورت زیر است.

شناخت ماهیت پروژه شناخت روش و اجرای پروژه تقسیم یا شکستن پروژه به تعدادی فعالیت که برای انجام کار لازم می باشد تنظیم بهینه زمان و مدت اجرای هر فعالیت با در نظر گرفتن تقدم و تأخر فعالیتهای دیگر به نحوی که پروژه در مدت زمان تعیین شده به اتمام برسد.

نیروگاه گازی احداث نیروگاه گازی بستگی به عوامل مختلفی در هر کشور دارد این عوامل عبارتند از: آیا کشور مورد نظر خود تولید کننده نیروگاه است.

کشور مورد نظر قابلیت انجام کلیه عملیات بازسازی و تعمیرات چه نوع نیروگاهی را داراست آیا کشور مورد نظر خود از لحاظ منبع نفت و گاز غنی است.

نیروگاه گازی مورد نظر چه راندمانی دارد هزینه پرسنل و آموزش افراد در چه حدی است.

نتیجه نهایی این است که استفاده از توربین گاز در تأمین بار پیک با بار تولیدی پایه مناسب و مطلوب است و در غیر این صورت هزینه و پریود تعمیرات بالا خواهد رفت.

در فصل های پاییز و بهار که مصارف خانگی سوخت گاز کم می شود، سوخت گاز از پایداری بیشتری برخوردار است ولی در فصول تابستان و زمستان زمانی که شبکه به بیشترین مقدار تولیدی نیروگاه گازی نیاز دارد مشکل افت فشار سوخت گاز و کمبود سوخت مایع وجود دارد، به طوری که در طول شبانه روز چندین بار واحدها از سوخت گاز به مایع و بالعکس تبدیل شده و یا بر اثر افت فشار سوخت گاز به طور خودکار متوقف می شوند.بهر حال توربینهای گازی ابتدا در کنار نیروگاههای بخاری به صورت اضطراری ویا استفاده در ساعات پیک مورد استفاده قرار گرفت علت محدودیت استفاده از توربینهای گازی به عنوان تولید پایه در نیروگاهها،محدود بودن قدرت تولیدی توسط هر یک از واحدها و همچنین راندمان پایین ان و بالا بودن هزینه سوخت برای قدرت مساوی در مقایسه با سایر نیروگاه های حرارتی و نیز کم بودن عمر مفید آن به علت شرایط کار در دمای بالای آن بود که نیاز به مواد خاص را ایجاب می نمود.

پیشرفت حاصل شده در تولید مواد اولیه و فولادهای مخصوص جهت کار در دماهای بالا و همچنین پیشرفت در تکنولوژی ساخت توربین های گازی و در نتیجه بالا بردن قدرت تولید هر واحد استفاده از توربین های گازی و در نتیجه بالا بردن قدرت تولید هر واحد استفاده از توربین های گازی را برای بهره برداری در نیروگاه ها بیشتر مطرح ساخت و تنها عامل محدود کننده پایین بودن راندمان آن و به هدر رفتن گاز خروجی از توربین گازی با دمای حدود 500 درجه سانتیگراد بود بنابراین کارخانجات سازنده همزمان با بالا بردن قدرت توربین های گاز با طراحی و ساخت بویلر مخصوص برای بازیافت انرژی خارج شده از توربین گازی جهت تولید بخار و در نتیجه استفاده از توربین بخار برای بازیافت این انرژی اقدام نمودند و بالاخره احداث نیروگاه های سیکل ترکیبی ( توربین گاز + توربین بخار) شروع گردید.

معرفی سیکل توربین گاز از نظر ترمودینامیکی سیکل مناسب توربین گاز سیکل برایتون است.

ابتدا هوا از اتمسفر گرفته شده وارد کمپرسور گردیده و پس از تراکم در داخل کمپرسور وارد محفظه احتراق می شود، در این محفظه هوا، با سوخت مخلوط شده و عمل احتراق انجام می گیرد و در یک حالت ایده آل در فشار ثابت دمای آن بالا رفته و گاز سوخته شده داغ و متراکم وارد توربین گازی شده و در لابلای پره های ساکن توبین در نتیجه تغییر مقطع، سرعت گرفته و چون به پره های متحرک برخورد می نماید آنها را به حر کت در آورده و پس از تحویل انرژی خود در توربین، محصولات احتراقی از طریق دودکش به اتمسفر تخلیه می شوند.

مزایای انتخاب توربین گاز نسبت به توربین بخار توربین های گازی دارای راندمان پایین تری نسبت به نیروگاه بخار می باشند (حداقل 28% در مقابل حداقل 38%) ولی عواملی از قبیل سرمایه گذاری اولیه، مدت زمان طراحی و نصب و راه اندازی و هزینه نگهداری باعث انتخاب نیروگاه گازی نسبت به سایر نیروگاه ها می شود، بویژه باید در نظر داشت که با تبدیل ان به سیکل ترکیبی، نیروگاهی ایده آل با راندمان حدود 45% و آلاینده بسیار پایین خواهیم داشت که روند رو به رشدی را از نظری سهم در تأمین انرژی الکتریکی در جهان دارا می باشد برای ظرفیت یکسان، سرمایه گذاری واحدهای سیکل توربین گاز حدود 50 درصد از واحدهای مشابه بخاری کمتر می باشد.

ضمناً به دلیل package بودن بیشتر قسمتهای واحدهای توربین گاز، زمان نصب و راه اندازی سیکل توربین گاز در مقایسه با واحدهای مشابه بخاری به مراتب کمتر است از نظر سرعت راه اندازی ،از واحدهای توربین گاز، در فاصله زمانی بسیر کوتاهی تا 10 دقیقه بعد از استارت می توان بهره برداری کرد در صورتی که این زمان در واحدهای بخاری مشابه خیلی بیشتر می باشد(حدود 2 ساعت) واحدهای توربین گاز غالباً به آب نیاز ندارند و یا به آب مصرفی کمی نیاز دارند که نسبت به واحدهای بخاری مشابه مقدار مصرف بسیار کم می باشد و دیل عمده ان نیز عدم نیاز واحدهای توربین گاز به برج خنک کننده می باشد.

از نظر سهولت بهره برداری و تعمیرات، توبینهای گاز به علت package بودن تجهیزات اصلی، استاندارد بودن، کمی وزن قطعات و سادگی سیستم کنترل، سهولت بهره برداری، تعمیرات و نگهداری را نسبت به سیکل بخاری به همراه خواهد داشت.

از نظر انعطاف پذیری در بهره برداری ،در واحدهای توربین گاز به سرعت می توان ژنراتور را از مدار خارج یا وارد مدار نمود و همچنین توربین گاز را به سرعت متوقف و یا راه اندازی نمود در صورتی که این اعمال در توربینهای بخار به این سادگی امکان پذیر نخواهد بود.

به دلیل حساسیت بسیار شدید پره های توربین گاز به خوردگی تحت اثرگازهای داغ،حاصل از مواد سوختنی سنگین و اثرات ناخالصی در سوخت ،لازم است واحد های توربین گاز از سوخت هایی استفاده نمایند که کیفیت ان خوب واثری روی پره ها نداشته باشند.از این رو سوخت توربینهای گاز محدود به گاز طبیعی بوده که البته از سوختهای مایع در شرایط خاص میتوان استفاده نمود .

انواع مختلف واحد های توربین گاز سیکل ساده توربین گاز (سیکل باز) در سیکل ساده توربین گاز ابتدا هوا از اتمسفر گرفته شده و وارد کمپرسور گردیده و پس از تراکم در داخل کمپرسور وارد محفظه احتراق می شود.

در این محفظه هوا با سوخت مخلوط شده و عمل احتراق انجام می گیرد در یک حالت ایده آل در فشار ثابت دمای آن بالا رفته و گاز سوخته شده داغ و متراکم وارد توربین گازی شده و در لابلای پره های ساکن توربین در نتیجه تغییر مقطع، سرعت گرفته و چون به پره های متحرک بر می خورد آنها را به حرکت در آورده و پس از تحویل انرژی خود در توربین محصولات احتراق دودکش به اتمسفر رها می شوند.

توربین مولد قدرت ، انرژی خود را از حرارت ناشی از احترق بدست آورده و در واقع توربینهای گازی انرژی جنبشی گازهای خروجی از محفظه احتراق را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده که این انرژی مکانیکی از طریق محور توربین به ژنراتور منتقل شده و تولید برق می کند.

سیال سیکل توربین گاز یعنی هوا، سیال واسطه ای در دسترس، بدون مشکل بوده و در سیکل توربین گاز می تواند در دماهای بالاتر از مورد استفاده قرار گیرد.

در عمل برای بهبود بخشیدن به راندمان پایین سیکل ساده توربین گازی از سیکل بخار به عنوان مکمل استفاده می گردد.

بالا بودن دمای گازهای خروجی از واحد توربین گازی و دارا بودن 60 درصد انرژی اولیه و قابلیت تبدیل مجدد آن به انرژی الکتریکی باعث گشته است که از انرژی گازهای خروجی توربین گاز در سیکل ترکیبی بعنوان منبع حرارتی و یا قسمتی از منبع حرارتی جهت تولید بخار استفاده شود.

بنابراین در این سیکل از اتلاف کامل انرژی خروجی از توربین گازی جلوگیری شده و راندمان افزایش می یابد.

در این روش حدود 43 تا 50 درصد از انرژی سوخت به انرژی خالص الکتریکی تبدیل می شود و به علت راندمان خوب می توان در بار پایه و در بار میانی از آن استفاده نمود.

سیستم های مخصوص علاوه بر سیکل ساده توربین گاز، سیستم های دیگری نیز وجود دارند که در مواقع خاصی مفید بوده و در این مواقع به کار گرفته می شوند.

به عنوان مثال می توان از سیستم تزریق آب یا بخار در توربین گاز نام برد.

این سیستم به منظور کاهش گازهای انیدریدهای ازت در خروجی توربین گاز به کار میرود و با توجه به مسائل محیط زیست اهمیت می یابد.

سیکل بسته توربین گاز توربین گاز می تواند در سیکل باز یا بسته عمل نماید نوع بسته کمتر ساخته می شود و مزیت مهم سیکل بسته توربین گاز قابلیت بکارگیری سوخت های مختلف می باشد.

اما از طرف دیگر به علت اینکه حرارت توسط یک مبدل به سیستم اضافه می شود دمای ورودی به توربین گاز کمتر از حالت سیکل باز می باشد.

توربین گاز نوع سیکل بسته، در حالت سوخت زغال سنگ و یا در راکتورهای با دمای زیاد قابل استفاده است.

سیکل برایتون در توربین گاز و تأثیر مؤلفه های محیطی طبق سیکل برایتون هوا توسط کمپرسور فشرده شده و پس از آن در اتاق احتراق با تزریق سوخت و استفاده از سیستم احتراق سوخت می سوزد و گازهای حاصله وارد توربین گاز می گردندکه درآنجا انرژی حرارتی تبدیل به انرژی مکانیکی می شود.

طبق سیکل استاندارد برایتون تحولات انجام شده در کمپرسور و توربین ایزونتروپیک می‌باشد به این معنی که تحول، آدیاباتیک و بازگشت پذیر است.

اما چون در عمل چنین واکنشی وجود ندارد لذا آنتروپی هوا در ورودی و خروجی توربین و کمپرسور یکی نبود.

افزایش اندکی خواهد یافت طبق دیاگرام) طبق سیکل استاندارد برایتون تحول احتراق در فشار ثابت می باشد.

که عملاً چنین چیزی نخواهد بود و افت فشار وجود خواهد داشت یعنی اثر ارتفاع و دما و رطوبت شرایط هوایی ورودی به کمپرسور در قدرت خروجی توربین اثر مستقیم دارد به این معنی که کاهش فشار و نیز افزایش دمای ورودی باعث کاهش قدرت خروجی توربین می گردد به این دلیل قدرت خروجی توربین های گازی در شرایط استاندارد ISO بیان می شود.

این شرایط عبارت است از ( فشار کنار دریا 101.325Kpa )دما و رطوبت نسبی 60% در دیاگرام تأثیر دمای محیط بر روی عملکرد و قدرت توربین گاز نشان داده شده است.

(دیاگرامها از طرف سازنده ها ارائه می شود) تأثیر کاهش فشار محیط بر قدرت خروجی توربین گاز را نیز می توان با استفاده از ضرایب تصحیح محاسبه نبود.

در این رابطه فشار محل بر حسب kpa می باشد.

در صورت موجود نبودن منحنی تصحیح از طرف سازنده توربین گاز، مقدار دقیق تأثیر شرایط محیطی در عملکرد طبق توصیه ASME با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری ممکن است.

علاوه بر تصحیحات عنوان شده میزان افت فشار در داکت های ورودی و خروجی توربین گاز نیز بر قدرت خروجی توربین گاز و نرخ حرارتی ان تأثیر می گذارند.

معمولاً سازندگان توربین گاز مقادیر افت فشار استاندارد و را به ترتیب برای افت های ورودی و خروجی توربین گاز منظور می کند و بر این اساس قدرت و عملکرد توربین گاز را مشخص می نماید.

در صورتیکه مقادیر افت فشار بیشتر از مقادیر فوق الذکر باشد تأثیر منفی بر روی عملکرد توربین گاز خواهد داشت که بایستی در نظر گرفته شود.

اجزای اصلی سیکل توربین گاز فیلتر ورودی هوا و صدا خفه کن این تجهیرات قبل از کمپرسور قرار داشته و وظیفه جدا کردن ذرات موجود در هوای ورودی و کاهش صدا رابر عهده دارند.

هرچه فیلتر قابلیت جذب ذرات بیشتر و ریزتری را داشته باشد هوای ورودی به کمپسور تمیزتر شده و از کثیف شدن کمپرسور و اثرات نامطلوب آن کاسته خواهد شد از طرف دیگر افت فشار در فیلتر باعث کاهش قدرت می شود.

فیلترهایی وجود دارند که خود از نوع تمیز شونده اند و حین کاز تمیز می شوند.

لازم به ذکر است که هوا توسط سه ردیف فیلتر که در هر ردیف حدود 360 فیلتر وجود دارد و مجموعاً 1080 فیلتر می باشد تصفیه می شود.

پس از راه اندازی توربین و درگیری کلاچ، هوا از فیلتر وارد کمپرسور 17 مرحله ای می شود.

کمپرسور کمپرسور وظیفه تأمین هوای لازم برای احتراق و استفاده در توربین را بر عهده دارد البته مقدای از از هوای فشرده تولیدی کمپرسور برای خنک کردن و آب بندی توربین و کنترل شیرهای نیوماتیکی استفاده می شود.

کمپرسور شامل شفت پره های متحرک بر روی شفت، پوسته ها و پره های ثابت روی پوسته ها می باشد و همه به صورت مراحل پشت سر هم در طول محور قرار گرفته اند.

کار پره های ثابت ،دادن زاویه صحیح به هوا و تبدیل سرعت به فشار می باشدو طوری طراحی شده که سرعت محوری را ثابت نگه می دارد یعنی ارتفاع پره ها در جهت جریان طوری کاهش می یابد که سرعت محوری ثابت بماند.

کار پره های متحرک، دادن سرعت به هوا و راندن آن به طرف جلو کمپرسور می باشد.

در دور ثابت به علت راندن هوا به جلو توسط کمپرسور طبق قانون عمل و عکس العمل نیوتن نیرو به سمت عقب به محور کمپرسور وارد می شود و در دورهای متغییر هنگام شروع به علت کاهش ناگهانی حجم سیال و سرعت آن نیرو به سمت جلو به محور کمپرسور وارد می شود این نیروهای هم جخت محور نیروهای Trast هستند و توسط یاتاقان خنثی می شوند.

وقتی دور کمپرسور از دور نامی آن کمتر باشد، افزایش فشار کمپرسور کمتر شده ولی میزان کاهش ارتفاع پره ها برای دور نامی 3000 دور است که نتیجتاً سرعت محوری هوا در مراحل انتهایی کمپرسور افزایش می یابد تا به سرعت صوت برسد.

که در این صورت جریان هوای گذرنده از این مراحل و در نتیجه کمپرسور نمی تواند افزایش یابد و جریان Chock می شود.

یعنی در مراحل اولیه کمپرسور سرعت محوری کم می‌شود و زاویه حمله به پره از حد معینی تجاوز می کند و لایه مرزی از روی پره جدا می شود و این جدایی دبی عبوری از بین پره ها و کمپرسورها را کاهش می دهد و اولین مرحله شروع می شود.

اگر در یکی از پره های یک ردیف کمپرسور پدیده جدایی روی دهد دبی اضافی متوجه پره دیگر می شود و این عمل به پره دیگر منتقل شده و ادامه می یابد، و پدیده Stall یعنی برخورد نامناسب هوا به پره رخ می دهد.

وقتی دبی کمپرسور بسیار کم می شود همراه با ارتعاش شدید کمپرسور می گردد و کمپرسور خفه می کند و پدیده serge یعنی فرار هوا از روی پره ها رخ می دهد و شیر مکش (bleed valve) که برای جلوگیری از نوسان در خروجی مرحله یازدهم باز شده بود و به منظور جلوگیری از خفه کردن کمپرسور فعالیت می کرد نتیجه رضایت بخشی ندارد برای این منظور از پره های هادی ورودی هم، در دورهای کمتر از دور نامی برای افزایش سرعت محوری در مراحل اولیه استفاده می شود در زمان راه اندازی زاویه پره ها بیشترین مقدار را دارد و با افزایش دور کاهش می یابد.

در دور نامی پره‌های هادی زاویه متغییر (Guide vane) که وظیفه آن فرستادن هوا با زاویه مناسب به پره های متحرک است باز می شوند و شیر خروجی به صورت خودکار بسته می‌شود و توربین به صورت عادی عمل می کند.

سیستم احتراق سیستم احتراق این نیروگاه از نوع جریان معکوس است.

14 اتاق احتراق در حلقه ای پیوسته خروجی کمپرسور کنار هم قرار دارند در این سیستم هوای فشرده شده از کمپرسور در داخل محفظه ای که 14 اتاق احتراق در آن قرار دارد جریان پیدا می کند و از آنجا به داخل هر یک از لاینرها وارد میشود از طرف دیگر سوخت توربین گاز که گاز یا در مواقعی گازوئیل است توسط خطوط سوخت که به نازلهای سوخت ختم می شود وارد اتاق احتراق می شود قبل از اینکه سوخت تقسیم شود و به نازلهای مربوط برسد بایستی به طور دقیق کنترل شده تا دقیقاً جریان مساوی را به داخل 14 نازل هدایت کند که این بر عهده (flow divider) است که در اتاق accessorice می باشد و سوخت گازوئیل را به طور مساوی به 14 نازل تقسیم می‌کند این جریان سوخت بایستی متناسب با سرعت مورد نیاز توربین گاز باشد.

کار نازلها این است که سوخت را به داخل اتاق احتراق جاییکه در آنجا با هوای مورد نیاز جهت احتراق مخلوط و توسط هر دو جرقه زن مشتعل می شود،ببرد.

در همین زمان هنگامیکه سوخت در داخل اتاق احتراق آتش گرفت شعله از طریق لوله های ارتباطی به نام (cross fire tube) به تمام اتاقهای احتراق گسترش می یابد.

گازهای داغ حاصل از احتراق در انتهای اتاق احتراق به سمت مراحل توربین جریان پیدا می‌کند.

سیستم احتراق عبارت است از: اتاقهای احتراق نازلهای سوخت (سوخت پاش) جرقه زن شعله بین لوله های مرتبط شعله لاینر ترانزیشن پیس فلو اسلیو ریتاینر اتاق احتراق اتاق احتراق محفظه ای است که در آن سوختی توسط مشعل به داخل ان فرستاده می‌شود توسط هوا به کمک سیستم احتراق می سوزد تا انرژی حرارتی لازم برای گرداندن توربین تأمین شود.

بطور کلی محفظه شامل نازلهای سوخت شعله یاب و دستگاه جرقه زن می باشد تعداد و جنس قطعات مصرفی و نحوه قرار گرفتن اتاقهای احتراق متفاوت بوده و روشهای مختلفی توسط سازندگان ارایه می شود به طور کلی اتاق های احتراق به سه گروه منفرد چند تایی و حلقوی تقسیم بندی می شوند.

ملاحظاتی که در طراحی محفظه احتراق بایستی در نظر گرفته شود متعدد می باشد که شامل قابیت کارکرد با سوخت های مختف، کامل بودن احتراق، افت و نوسانات فشار حداقل در محفظه نیاز به خنک کاری و تولید اندک گاز می باشد.

معمولاً اتاق های احتراقی که در توربین های گازی استفاده می شود قابلیت کارکرد با سوختهای متفاوتی را دارند و دارای مشعل هایی هستند که با سوخت های مایع و گاز کار می کنند.

البته چون در توربین گازی محصولات احتراق مستقیماً با پره های توربین در تماس هستند باید دقت کافی در انتخاب و تصفیه سوخت نمود تا در صورت لزوم از خوردگی پره های توربین توسط محصولات احتراق ممانعت شود.

مسئله دیگر خنک کردن محفظه احتراق به کمک هوای خنک کن می باشد به علت دماهای بالا در اتاق احتراق انتخاب مواد مقاوم در مقابل حرارت و پوششهایی چون سرامیک ضرورت دارد.

آنچه در روند توربینهای گاز مهم است ازدیاد دمای گازهای ورودی به توربین گاز است که موجب افزایش قدرت و راندمان می شود.

محدودیتی که در مقابل این افزایش دما وجود دارد جنس پره های توربین و مقاومت آنها در مقابل خوردگی در دمای بالاست.

اتاقهای احتراق به دو قسمت تقسیم می شود.

ناحیه احتراق ناحیه ترقیق در ناحیه احتراق همانگونه که مشخص است سوخت و هوا با هم مخلوط و عمل احتراق صورت می گیرد در این ناحیه هر هوایی که وارد محفظه احتراق می شود هوای احتراق خواهد بود و در فعل و انفعالات احتراق شرکت می کند و مقداری از هوا از طریق شعله پخش کن که در پشت نازل سوخت قرار دارد وارد محفظه قرار می گیرد و وظیفه آن ایجاد حالت دورانی و گردابه های احتراق می باشد که راندمان احتراق را افزایش می دهد.

در ناحیه ترقیق، محصولات احتراق ناحیه اول که همان گازهای داغ می باشند توسط هوای اضافی رقیق تر شده و دمای آن پایین تر می آید.

وجود سوراخهای metring داخل محفظه رقیق شوندگی اجازه می دهد تا مقدار معینی از هوا داخل شود و گاز را تا درجه حرارت مورد نیاز خنک کند علت لزوم ترقیق هوا، بالا بودن دمای گاز حاصل از احتراق است زیرا بالا بودن دمای محصولات احتراق باعث صدمه زدن به پره ها و سایر قطعات که در معرض گاز داغ قرار دارند می شود.

محفظه احتراق داخل یک محفظه دیگر قرار دارد و هوای خروجی کمپرسور در خلاف جهت حرکت گاز حاصل از احتراق وارد فاصله بین محفظه احتراق و محفظه رویی می شود تا به صورت عایقی بین اتاق احتراق و پوسته خارجی عمل کند بدنه محفظه احتراق را خنک کند هوای لازم جهت احتراق و ترقیق را فراهم کند.

نازلهای سوخت nozzles نازلهای سوخت یا سوخت پاش که وظیفه پاشیدن سوخت در اتاق احتراق را دارند ممکن است مخصوص یک سوخت یا دو سوخت طراحی شده باشند.

در صورت استفاده از دو سوخت مختلف بطور همزمان نازل دو گانه قادر است در صدهای تعیین شده از دو سوخت را با هم در اتاق احتراق بپاشد هر اتاق احتراق مجهز به یک نازل سوخت شده که مقدار سوخت معین و اندازه گیری شده ای را به داخل liner های اتاق احتراق بپاشد پس جمعاً 14 نازل خواهیم داشت.

سوخت گازی مستقیماً از بین سوراخهای دقیقی که در داخل دیواره خارجی ایجاد شده است به داخل هر اتاق وارد می شود هنگامیکه سوخت مایع استفاده می شود این سوخت در داخل محفظه احتراق توسط هوای فشار بالا.

به ذرات ریز تقسیم می شود.

مخلوط هوا و سوخت ریز شده در منطقه احتراق اسپری می شود.

عملکرد Swirl Tip گردش کردن هوای احتراق است تا نتیجه احتراق کامل باشد.

جرقه زنها Spark plags وظیفه جرقه زنها این است که در زمان مناسب که مربوط می شود به مراحل ترتیب راه اندازی واحد گازی جرقه ایجاد کند تا احتراق آغاز شود و کار آن شبیه شمع اتومبیل است و با دادن ولتاژ بالا در حد چند کیلو ولت بین الکترودهای جرقه زن.

جرقه ایجاد می شود.

این الکترودها با نیروی فنر به داخل می رود و با نیروی فشار به عقب بر می‌گردد.

انرژی جهت جرقه زدن از ترانسفورماتور اشتعال تأمین می شود.

در لحظه firing که یکی از مراحل راه اندازی است یک جرقه در یک یا هر دو جرقه زدن تولید شده و گازهای داخل اتاق احتراق را مشتعل می کند.

سایر اتاقهای احتراق توسط لوله‌های انتقال دهنده شعله که مناطق اثر اتاقهای احتراق ارتباطات داخلی به یکدیگر مربوط می سازد مشتعل می شود.

همچنانکه دو توربین افزایش پیدا می کند فشار داخلی اتاق احتراق جرقه زنها را به خارج می راند تا بدین ترتیب الکترودها از منطقه اشتعال دور شوند.

شعله بین ها در مجموعه اتاق احتراق دو شعله بین وجود دارد و وجود یا عدم شعله را در اتاق احتراق به قسمت کنترل واحد گازی و نیز اپراتور واحد گزارش می کند و در واقع در هنگام راه اندازی در صورت وجود جرقه اجازه انجام مراحل بعدی داده می شود و در غیر این صورت چند بار عمل جرقه زدن تکرار می شود و در صورت عدم برقراری شعله واحد گازی به طور اتوماتیک خاموش می گردد یعنی سوخت قطع می‌شود و در اصطلاح واحد Trip می دهد Trip واحد در هر صورت به خاطر جلوگیری از جمع شدن سوخت در اتاق احتراق و وارد شدن آن به مسیر گاز داغ و خطرات ناشی از آتش سوزی می باشد.

سیستم آشکار ساز شعله شامل دو SenSor است که در مجاورت یکدیگر روی اتاقهای احتراق نصب شده اند و یک تقویت کننده الکترونیکی که در داخل پانل کنترل توربین نصب شده می باشند.

Sensor ماورای بنفش از یک آشکار ساز شعله تشکیل شده که محتوای گاز آشکار کننده می باشد این گاز داخل آشکار کننده Sensor شعله نسبت به وجود تشعشعات اشعه ماورای بنفش حساس می باشد و این شعله در اثر سوختن سوختهای هیدروکربنی منتشر می شود.

ولتاژ DC که توسط یک تقویت کننده تهیه می شود سرتاسر ترمینالهای آشکار ساز را تحت تأثیر قرار می دهد.

اگر شعله حضور داشته باشد یونیزاسیون گاز داخل آشکارساز می تواند جریانی را در مدار هدایت کند که سبب فعالیت مدار الکترونیکی شود و در نتیجه یک خروجی می دهد که در رابطه با وجود شعله تعریف و تعیین شده است.

برعکس عدم حضور شعله سبب تولید یک خروجی متضاد می شود که نشان دهنده عدم حضور شعله می باشد.

اثرات آلودگی ناشی از احتراق در توربین گاز بطور کلی آلودگی اصلی در نیروگاههای توربین گاز مربوط به آلاینده های هوا ناشی از احتراق می باشد.

استفاده از توربینهای گاز در مقایسه با مصرف مازوت در نیروگاههای بخاری این امتیاز را دارد که به علت ناچیز بودن مقدار گوگرد موجود در گاز طبیعی مقدار انیدرید سلفوریک داخل دود خروجی نیز ناچیز است.

همچنین بعلت نبودن مواد معلق در گاز ازت خاکستر نیز ایجاد نمی شود.

تنها عال خطرناک در دود این توربین‌ها از نظر آلودگی هوا، انیدریدهای ازت است که نیاز به چاره جوئی دارد.

مقدار این گازهای خطرناک که با رطوبت موجود در دود ایجاد اسیدهای نیتریک و نیترو را می کنند متناسب با دمای احتراق گاز است و با کم کردن این دما از نظری، مقدار این گازها نیز کاهش می یابد.

در روش دیگر علاوه بر هوای اضافی مقداری بخار آب هم به داخل اطاق احتراق پاشیده می شود تا محیط داخل آنرا خنک تر کند.

در سیستم پیشرفته تر از نوعی از راکتور داری کاتالیزور جذب کننده گازهای نیترو استفاده می شود که بازدهی جدید آن در حدود 90 درصد است.

در این راکتور که از تعداد زیادی حجره قوطی مانند تشکیل شده و دود احتراق از میان آنها عبور می کند گاز آمونیاک در دمایی حدود 400 درجه سانتیگراد انیدریدهای ازت را دوباره به ازت و بخار آب تجزیه می کند.

میزان انتشار در نیروگاه بایستی با استاندارد ایران و جهان مطابقت داشته باشد و کلاً رعایت استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست الزامی می باشد.

میزان در دود خروجی نیروگاه با توجه یکی از نمونه طراحی های مشابه موجود و با توجه به نوع سوخت گاز طبیعی با ارزش حرارتی (LHV) به مقدار 48223 KJ/Kg و دمای سوخت 27 درجه سانتیگراد و دیگر شرایط طراحی به شرح جدول ذیل می‌باشد.

جدول1-مقادیر آلاینده در دماهای مختلف با توجه به میزان مجاز آلاینده های موجود در گازهای خروجی از توربین گاز با توجه به استاندارد تهیه شده در سازمان حفاظت محیط زیست (موضوع ماده 15 قانون نحوه جلوگیری از الودگی هوا مصوب 03/03/74 مجلس شورای اسلامی) این مقدار بسیار پایین می باشد.

جدول2- میزان مجاز آلاینده های نیروگاه(استانداردهای خروجی از کارخانجات و کارگاه های صنعتی) شایان ذکر است که مقدار در محوطه نباید بیشتر از ppm150 باشد.

در استانداردهای بین المللی حفاظت محیط زیست، حد مطلوب تولید انیدریدهای ازت 10 بخش در میلیون است که برای نیروگاهی با قدرت تولیدی 500 مگاوات در ساعت حجم آنها بالغ بر 5/12 متر مکعب در ساعت می شود.

حداکثر مقدار مجاز آن 15 بخش در میلیون حجم دود حاصل می باشد.

طبق استاندارد حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) حد مجاز آلاینده برای نیروگاهها تا قبل از سال 2002 میلادی ppm75 بوده و مقدار فعلی آن ppm 15-9 می‌باشد.

مقدار مجاز آن در استاندارد کشوران از سال 1374 شمسی تا کنون، 350ppm بوده که بسیار بالاتر از حد مجاز در دنیا بوده و ظرفیت پذیرش محیط نیز در نظر گفته نشده است.

یکی دیگر از آلودگی های عمده هوا، گاز کربنیک است که از احتراق سوخت های فسیی اعم از گاز یا مایع یا جامد ایجاد می شود.

این عامل تا شعاع حدود 3 تا 4 کیلومتری نیروگاه در هوای سرد منتشر می گردد و بخصوص در مواقع بارندگی ایجاد بارانی از ذرات اسید کربنیک می کند که تا حدی فرساینده است.

از این نقطه نظر شرایط نیروگاههای حرارتی با هم مشابهند.

فقط بازده بالاتر در تولید الکتریسیته باعث مصرف سوخت کمتر و در نتیجه آلودگی کمتر نیز می شود.

وجود دیگ بخار برای بازیافت حرارت در مسیر دود، دمای آن را تا حدود صد درجه پایین می آورد.

و از آلودگی حرارتی محیط نیز تا حد زیادی می کاهد.

تعمیرات و نگهداری نیروگاه توربین گاز توربین گاز یک ماشین احتراق داخلی است که در آن گازها داغ حاصل از ترکیب سوخت و هوا، نیروی محرکه لازم را بوجود می آورد.

اجزاء اصلی توربین گاز عبارتند از: کمپرسور، اطاقهای احتراق و توربین.

کمپرسور حجم زیادی از هوای محیط (در حدود 14 تا 16 کیلوگرم به ازاء هر کیلو وات ساعت) را مکیده و فشار آنرا بالا می برد.

در این مرحله درجه حرارت هوا نیز به علت تراکم تا حدود 320 درجه سانتی گراد بالا می رود.

هوای فشرده و گرم وارد اطاقهای احتراق شده و با سوخت ترکیب و درجه حرارت آن به بیش از 1000 درجه سانتیگراد می رسد.

هوای فشرده و داغ پس از ترک اطاق های احتراق وارد توربین شده و در عبور از لابلای پره های ثابت و متحرک، انرژی حرارتی سیال تبدیل به کار مکانیکی می شود.

(محور توربو کمپرسور را به چرخش در می آورد.) 1-شرایط محیط کار اجزاء محتلف توربین گاز پره های کمپرسور تحت تنش های مکانیکی زیاد و درجه حرارت نسبتاً کم کار می کنند.

اجزاء اطاقهای احتراق تحت درجه حرارت بسیار بالا، تنش های حرارتی زیاد و محیط خورده داغ می باشند.

اجزاء مختلف توربین نیز در محیطی با درجه حرارت بالا و تنش‌های حرارتی و مکانیکی زیاد و محیط خورنده داغ کار می کنند.