توضیحات:
گزارش کارآموزي در نيروگاه نکاء در 70 صفحه ورد قابل ويرايش


پيشگفتار

مطالبي كه در اين گزارش بيان شده گوشه‌اي بسيار كوچك از قسمتهاي مختلف نيروگاه عظيم نكاء مي‌باشد. كه سعي كرده‌ام عمده موارد مهم و كاربردي كه در يك نگاه و بطور مختصر مورد نياز خواهد شد را بيان كنم.

در جزوه حاضر سيكل نيروگاه و نقشه‌هايي جامعيت داشته و خلاصه‌اي از قسمتهاي اصلي نيروگاه كه نقش كليدي در كاربري اين صنعت مادر را دارا مي‌باشند، تا حد امكان توضيح داده‌ام.

واجب است از تمام مسئولين نيروگاه، متخصصين قسمت معاونت مهندسي و قسمت آموزش كه امكان اين مهم را فراهم ساختند كمال سپاس و قدرداني ابراز نمايم.






مقدمه

انسان همواره براي رفاه زندگي خود در تكاپو بوده و هست. ابتدا نيروي ماهيچه‌اي را امتحان كرد كه با كهولت سن رفته رفته فرسايش مي‌يافت.

سپس انرژي باد و در كنار آن از انرژي پتانسيل آب استفاده نمود. با گذشت زمان ديد بازتري پيدا كرد كه باعث درك انرژي بخار شد. استفاده از انواع انرژي همچون: انرژي شيميايي، جزر و مد درياها، انرژي هيدروليكي، هسته‌اي و بالاخره انرژي نوراني خورشيد را نيز آموخت كه همه در خدمت پيشرفت و تكامل انسان مي‌باشند. در اين ميان بهترين نوع انرژي بايد داراي خصوصيات كاملي باشد.

انرژي الكتريكي يكي از بهترين فرم‌هاي انرژي مي‌باشد زيرا :

1- توزيع و انتقال آن به راحتي و بطور مطمئن صورت مي‌گيرد ( انتقال انرژي الكتريكي از طريق خطوط نيرو در مقايسه با حمل سوخت با وسايل نقليه. )

2- دستگاههاي متنوعي را مي‌توان با آن بكار انداخت.

3- راندمان انرژي الكتريكي در تبديل به انرژي‌هاي ديگر بالاست ( راندمان يك بخاري الكتريكي % 100 مي‌باشد درصورتيكه راندمان يك بخاري نفتي % 50 است. )

4- استفاده از آن هيچگونه آلودگي براي محيط زيست بوجود نمي آورد.

براي تأمين انرژي الكتريكي از تبديل فرمهاي ديگر انرژي موجود در طبيعت استفاده مي‌شود كه در حال حاضر متداول‌ترين آن تبديل انرژي شيميايي به الكتريكي است كه با استفاده از سوخت فسيلي ( سوخت مايع، گاز، ذغال‌سنگ ) در نيروگاههاي بخاري و يا گازي صورت مي‌گيرد كه با توجه به راندمان بالاتر نيروگاههاي بخاري نسبت به گازي قسمت عمده تأمين برق بعهده اين نيروگاههاست. در نيروگاههاي بخاري سوخت فسيلي در كوره (بويلر)مي‌سوزد و انرژي شيميايي بين پيوندهاي خود را به صورت حرارت به آب مي‌دهد و آن را به بخار تبديل مي‌كند. بخار حاصل در توربين به انرژي مكانيكي تغيير شكل مي‌دهد كه با گرداندن ژنراتور انرژي الكتريكي بدست مي‌آيد. بنابراين فرم تغيير انرژي در نيروگاههاي بخاري بصورت زير است :

انرژي الكتريكي انرژي مكانيكي انرژي گرمايي انرژي شيميايي

بديهي است كه در اين تبديل انرژي مقداري تلفات وجود دارد كه با بهبود طراحيها و پيشرفت تكنولوژي سعي مي‌شود مقدار آن كم و حداكثر راندمان ممكن بدست مي آيد، بطوريكه راندمان نيروگاههاي بخاري از 20 % در نيروگاههي قديمي به حدود 42 % در نيروگاههاي مدرن امروزي افزايش يافته است.

حال كه مقدمه‌اي بر انرژي، علت مصرف انرژي الكتريكي و خلاصه‌اي از كار در نيروگاههاي بخاري بيان شد، نظري اجمالي بر روند توليد برق در ايران و تاريخچه نيروگاه حرارتي شهيد سليمي نكاء داشته سپس به توضيح در مورد قسمتهاي اصلي نيروگاه نكاء خواهيم پرداخت.


نيروگاه شهيد سليمي نكاء

صنعت برق در ايران بصورت نيروگاههاي ديزلي كوچك شبكه‌هاي توزيع محدود در برخي از شهرهاي بزرگ مانند تهران، تبريز و اصفهان در اواخر قرن سيزدهم ( هـ . ش ) و توسط سرمايه‌داران بخش خصوصي آغاز گرديد. در اوايل دهه 1340 وزارت نيرو شركتهاي برق منطقه‌اي و سازمان آب و برق خوزستان تشكيل و كشور به 12 منطقه تقسيم شد و بدنبال آن در سال 1348 وزارت نيرو اقدام به تأسيس شركت توانير ( شركت توليد و انتقال نيروي برق ايران ) نمود.

ظرفيت كل نيروگاههاي حرارتي شركت توانير به هنگام تأسيس برابر 415 مگاوات و در سال 1365 با بهره‌گيري از 24 نيروگاه و 139 واحد توربين ** به بيش از 9332 مگا وات رسيد.

نيروگاه شهيد سليمي نكاء بعنوان يكي از مهمترين سرمايه‌هاي ملي و از بزرگترين نيروگاههاي كشور متشكل از دو بخش مستقل بخاري و گازي در ساحل درياي خزر و در 22 كيلومتري شمال شهرستان نكا قرار دارد.

قدرت نامي اين نيروگاه 2035 مگا وات مي‌باشد كه از چهار واحد 440 مگا واتي بخار و دو واحد 13715 مگاواتي گاز حاصل مي‌شود.

سوخت اصلي واحدهاي بخاري، گاز و سوخت كمكي آنها مازوت و سوخت اصلي واحدهاي گازي، گاز و سوخت كمكي آنها گازوئيل است.

قرارداد احداث واحدهاي بخاري در تاريخ 8/6/1354 بين وزارت نيرو و كنسرسيومي متشكل از سه شركت آلماني به اسامي بي . بي . سي، بابكوك، بيلفينكر منعقد و متعاقب آن عمليات احداث شروع گرديد. اولين واحد در تاريخ 2/7/1385 و پس از آن به فاصله تقريبي هر شش ماه، يك واحد وارد مدار شده است.

نصب واحدهاي گازي پس از خريد تجهيزات از شركت زيمنس از سال 1367 توسط شركت نصب نيرو با نظارت قدس نيرو آغاز و اولين واحد در تاريخ 19/5/1369 و واحد بعدي به فاصله سه ماه پس از آن وارد مدار گرديده است.

سوخت مصرفي

سوخت اصلي نيروگاه نكاء گاز طبيعي مي‌باشد كه از منابع گازسرخس تأمين و بوسيله يك رشته خط لوله به نيروگاه منتقل مي‌گردد. مصرف گاز هر واحد بخاري برابر 110000 ( نيوتن متر مكعب بر ساعت ) مي‌باشد. سوخت كمكي نيروگاه نفت كوره ( مازوت ) است كه از طريق مخزنهاي راه‌آهن به ايستگاه تخليه سوخت نكاء در فاصله 20 كيلومتري نيروگاه منتقل مي‌گردد.

ظرفيت خط لوله برابر 1500 متر مكعب در روز مي‌باشد كه به دليل كمبود گاز تحويلي و نتيجتاً نياز به سوخت مايع بيشتر، قابليت انتقال سوخت به ميزان مورد نياز را دارا نمي‌باشد. بدين جهت كسري سوخت به دو طريق يكي توسط كشتي‌هاي نفت‌كش از طريق كشور تركمنستان و ديگري بوسيله نفت‌كشهاي جاده‌پيما در ايستگاه تخليه كه در نيروگاه وجود دارد جبران مي‌شود. نفت‌كشهاي جاده‌پيما در ايستگاه سوخت نكاء و يا مستقيماً در نقاط ورودي چون تهران، تبريز و اصفهان بارگيري مي‌شود. انتقال، ذخيره‌سازي و مصرف سوخت مايع در واحدها به كمك تانكهاي با مشخصات زير صورت مي‌گيرد.



ژنراتور

ژنراتور نيروگاه داراي دو قطب بوده (سرعت 3000 دور در دقيقه) و مستقيماً به توربين كوپله شده است، بدنه روتور يك تكه بوده و سيم‌پيچهاي روتور در شيارهاي آن قرار گرفته است. سيم‌پيچهاي استاتور از نوع تسمه‌هاي مسي توخالي بوده و بوسيله عبور آبي خالي و عاري از هرگونه يون خنك مي‌گردد. روتور بوسيله عبور گاز هيدروژن از ميان شيارها و سطح روتور خنك مي‌شود. فشار لازم براي بگردش درآوردن گاز هيدروژن توسط دو پروانه در دو انتهاي روتور تأمين شده و گاز گرم شده بوسيله چهار كولر خنك مي‌گردد ضمناً براي جلوگيري از نشت هيدروژن بخارج از ژنراتور و همچنين ممانعت از اتلاف آن، از يك سيستم سه مداره آب‌بندي روغني استفاده مي‌شود.

سيستم تحريك ژنراتور از نوع ساكن بوده و ژنراتور از طريق يك ترانسفور ماتور تحريك، يكسو كننده از نوع تايريستوري و اسليپ‌رينگ تغذيه مي‌گردد.



تانك تغذيه براي تامين سه هدف زير پيش بيني شده است:

1- عمل گرم كردن آب تغذيه (هيتر پنجم ـ FEED WATER TANK-)

2- عمل هواگيري و استخراج اكسيژن (دي يره كردن)

3- عمل ذخيره‌سازي آب سيكل

آب كندانسيت پس از ورود به داخل تانك تغذيه با بخاري كه از طبقه توربين IP منشعب مي‌شود (مسير 52 RH) تا C0 4/192 گرم مي‌شود. در اينجا برخلاف هيترهاي ديگر آب و بخار در تماس مستقيم با هم هستند يعني اينكه لوله‌هاي بخار كاملاً وارد آب مي‌شوند و بخار از درون آب مي‌جوشد و به فضاي بالاي آن وارد مي‌گردد.

عمل اكسيژن‌گيري به دو صورت مكانيكي و شيميايي صورت مي‌گيرد. در حالت مكانيكي آب ورودي به تانك بصورت دوش در آن پاشيده مي‌شود و مولكولهاي آب در برخورد با بخار بالاي تانك تغذيه منبسط شده و اكسيژن كه سبكتر از آب است در بالا قرار مي‌گيرد ونت (هواگيري) مي‌شود. طريقفه شيميايي استخراج اكسيژن باشيد از بين (N3H2) صورت مي‌گيرد.

در مورد ذخيره‌سازي تانك تغذيه داده مي‌شد در هر زماني كه پمپهاي كندانسيت تريپ مي‌كردند پمپهاي تغذيه نيز تريپ مي‌نمودند. در حاليكه تانك تغذيه از اين عمل جلوگيري كرده و در صورت چنين اتفاقي قادر خواهد بود كه تا 20 دقيقه آب سيكل را براي بارهاي كم تامين نمايد.

سه پمپ كه يكي از آنها با ظرفيت 100% بوده و به كمك يك توربين كوچك مي‌گردد ـ بخار اين توربين از IP و يا از خط بخار كمكي تامين مي‌شود ـ و دو پمپ كه هر كدام با يك موتور الكتريكي مي‌گردند و ظرفيت 50% را دارند ، آب تانك تغذيه را به بويلر پمپ مي‌نمايند. هر كدام از اين پمپها از دو قسمت بوستر و اصلي تشكيل شده‌اند. پمپهاي بوستر وظيفه تامين NPSH پمپهاي اصلي را بعهده دارند. NPSH پمپهاي بوستر از فشار آب داخل تانك تغذيه كه حدود atm 13 است و همچنين از طريق ارتفاع نصب تامين مي‌گردد.

ميزان پمپاژ پمپ توربين (B F P T) بستگي به دور توربين دارد كه متناسب با بخار ورودي آن است. در اين پمپ، پمپ اصلي مستقيماً به توربين وصل است در حاليكه پمپ بوستر از طريق يك جعبه دنده كاهنده به آن كوپل مي‌شود. اصولاً پمپهاي بوستر براي جلوگيري از پديده‌ گاونتاسيون با سرعت كم كار مي‌كنند. در پمپهاي الكتريكي كه موتورشان با دور ثابت RPM 1500 مي‌گردد، پمپ بوستر مستقيماً به موتور وصل است در حاليكه پمپ اصلي از طريق يك جعبه‌دنده هيدروليكي به موتور اتصال مي‌يابد، بنابراين دور پمپ اصلي با ميزان روغن داخل اين جعبه‌دنده تغيير مي‌يابد. پمپ اصلي توربيني 5 مرحله‌اي و پمپ اصلي الكتريكي 6 مرحله‌اي بوده در حاليكه پمپ‌هاي بوسترشان دقيقاً با هم يكسان بوده و داراي يك مرحله دوبله مي‌باشد.

جداول صفحه بعد مشخصات اين پمپها را نشان ‌مي‌دهد.

در شروع راه‌اندازي كه هنوز بخار نداريم از يكي از پمپهاي الكتريكي استفاده مي‌كنيم در عين اينكه اين پمپها به صورت يدك پمپ توربيني و يدك براي هم نيز مي‌باشند. بايد توجه داشت كه پمپهاي تغذيه الكتريكي بزرگترين مصرف‌كننده داخلي نيروگاه بوده بطوريكه هر پمپ در بار عامل M.W 9 .





تشريح سيستم

سيستم بويلر از سه قسمت كلي تشكيل شده كه شامل فاز يك، قسمت مياني و فاز دو مي‌باشد.

در فاز يك دو سري لوله وجود دارد. سري اول كه از قسمت تحتاني فاز يك شروع مي‌شود، شامل لوله‌هاي مارپيچي (HELICAL TUBING) تخت با شيب 15 درجه كه چهار طرف اطاق احتراق را دور زده و از آن بالاتر مي‌روند و سري دوم شامل لوله‌هاي عمودي و قائم (VERTICAL TUBING) مي‌باشند. در كف اوپراتور كه همان اطاق احتراق است در دو رديف هفت‌تايي شكل‌‌ها قرار گرفته‌اند. ابعاد كف فاز يك 85/7 × 18 متر مي‌باشد.

قسمت مياني فاز يك و دو را كه محل اتصال دو فاز مي‌باشد، ‌لترال (LATRERAL PASS)مي‌نامند. در فاز دو سوپر هيترهاي 1تا4، ‌رهيتر يك و دو و همچنين اكونومايزرهاي يك و دو قرار دارند.

آب پس از اينكه در پيش گرمكنها تا حدود c 264 گرم شده، وارد اكونومايزر مي‌شود. اكونومايزر شامل دو قسمت ECO1 و ECO2 مي‌باشد كه ميزان فشردگي لوله‌هاي ECO1 بيشتر است. در اينجا دود آخرين انرژي خود را به آب خروجي از هيتر 7 مي‌دهد و دماي آن‌را بالا مي‌برد. بايد توجه داشت كه براي جلوگيري از خوردگي پيش گرمكن‌هاي دوار، ‌درجه حرارت دود را نمي‌توان پايين آورد.

آب در مسير لوله‌ها پس از Eco2 به سمت اوپراتور روانه مي‌شود تا در لوله‌‌هاي مارپيچ شكل آن گرمتر شود. در خروجي اطاق احتراق ممكن است مخلوطي از آب و بخار با هم وجود داشته‌ باشند كه بايد آب را از بخار جدا كرد،‌لذا از جداكننده آب و بخار (Seprator) استفاده مي‌شود. سپراتور طوري طراحي شده كه مخلوطي از آب و بخار در
آن حالت گردابي و دوراني مي‌يابند و در اثر نيروي گريز از مركز طراحي شده كه مخلوط آب و بخار جدا شده به بيرون روانه مي‌شوند. اين آب از مسير 10 NB وارد فلاش تانك مي‌شود.

همچنين در شروع راه‌ اندازي و نيز در بارهاي كمتر از 35% ،‌ در اواپراتور مخلوط آب و بخار با هم وجود دارند كه آب در سپراتور از بخار جدا شده « مجدداً» به سيكل بر مي‌گردد.

آب جدا شده در سپراتور،‌در استارت آپ و وزل(start up vessel) جمع شده و از آنجا از طريق دو كنترل والو 011 و 010 s 10 NB‌وارد فلاش تانك (FLASH TANK)‌مي‌شود. و در اين تانك كه به هواي آزاد ( اتمسفر)‌راه دارد فشار آن تا مقدار فشار اتمسفر تنزل مي‌نمايد و در نتيجه مقداري از آن تبخير مي‌شود.

كنترل سطح استارت وزن توسط دو والو بزرگ و كوچك كه در بالا گفته شد صورت مي‌گيرد. هر كدام از اين والوها چون تحت فشار زياد كار مي‌كنند، ‌مجهز به والوهاي ايزوله‌ كننده موتوري 003 s 10 NB و 012 S 10‌NB مي‌باشند تا به هنگام خارج بودن از مدار توسط آنها تحت فشار زياد قرار نگيرند.

در فشارهاي پايين‌تر از atm 30 به علت پايين بودن فشار،‌يك والو كنترل به تنهايي قادر به تخليه استارت آپ و وزل نمي‌باشد و بالاجبار هر دو والو باز خواهند بود. ولي در فشار بالاتر اين محدوديت بر طرف گشته و فقط والو بزرگ 010 s 10NB عمل كنترل سطح را به عهده دارد. در بارهاي بالاتر از 35% كه بويلر به صورت بنسون (Banson)‌ و يك مسيره (once through)‌ كار مي‌كند. تقريباً آبي در سپراتور داخل نمي‌شود و تلفات آب در فلاش تانك نخواهيم داشت.

مخلوط آب و بخار پس از اينكه از اوپراتور وارد لترال پس كه محل اتصال فاز يك به فاز دو مي‌باشد و از لوله‌هايي كه به صورت عمودي و افقي – حلقه‌هاي مستطيل وار – نصب شده‌اند، ‌عبور مي‌كند و به سپراتور هدايت شده و از آنجا بخار اشباع به فاز دو مي‌رود.

در فاز دو بخار اشباع ابتدا وارد سوپرهيتر يك(sH1)‌شده،‌ سوپرهيتر يك از لوله‌هاي عمودي تشكيل شده كه از ديواره فاز دو پايين مي‌روند- سپس خروجي آن وارد سوپر هيتر دو (SH2)‌ ،‌سوپر هيتر سه (SH3) و سرانجام سوپر هيتر چهار (SH4) مي‌گردد و از آنجا در حاليكه درجه حرارت آن c‌ 530 و فشارش متناسب با بار توربين است، خارج مي‌شود.

در پائين‌ترين نقطه،‌فاز دو،‌اكونومايزر قرار دارد. همان‌طوري‌كه قبلاً گفته شد اكونومايزر از دو قسمت ECO1 و Eco2 تشكيل شده كه روي‌ هم قرار دارند. ECO1 از لوله‌هايي نازك با فشردگي بيشتر نسبت به Eco2طراحي شده است.

كار اكونومايزر گرم كردن اوليه آب خروجي از هيتر هفت(Hp- HEATER-A7) و هدايت آن به فاز يك بويلر مي‌باشد.

لوله‌هاي گرمايش مجدد كه از توربين فشار قوي HP خارج شده‌اند وارد رهيتر (REHEATER)‌كه در فاز دو قرار دارد،‌مي‌شوند. رهيتر از دو قسمت RH1 وRH2 تشكيل شده است.