|
پایان نامه بررسی اثرات شرایط محیطی ( فشار ، دما ، رطوبت و
… ) بر عملکرد تجهیزات نیروگاه بخار و بررسی تاثیرات آن روی طراحی تجهیزات
پایان نامه بررسی اثرات شرایط محیطی ( فشار ، دما ، رطوبت و … ) بر عملکرد تجهیزات نیروگاه بخار و بررسی تاثیرات آن روی طراحی تجهیزات در 71 صفحه ورد قابل ویرایش
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 40 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 71 |
پایان نامه بررسی اثرات شرایط محیطی ( فشار ، دما ، رطوبت و … ) بر عملکرد تجهیزات نیروگاه بخار و بررسی تاثیرات آن روی طراحی تجهیزات در 71 صفحه ورد قابل ویرایش
عناوین
چکیده
فصل اول : معرفی تجهیزات نیروگاه بخاری
1 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 2 ـ دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن
1 ـ 2 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 2 ـ 2 ـ اکونومایزر
1 ـ 2 ـ 3 ـ درام
1 ـ 2 ـ 4 ـ لوله های دیوارهای محفظه احتراق یا اوپراتور
1 ـ 2 ـ 5 ـ سوپر هیترها
1 ـ 2 ـ 6 ـ دی سوپر هیتر ها یا اتمپراتورها
1 ـ 2 ـ 7 ـ ری هیترها
1 ـ 2 ـ 8 ـ جنس لوله های بویار
1 ـ 2 ـ 8 ـ 1 ـ ساختار میکروسکوپی فولادها
1 ـ 2 ـ 8 ـ 2 ـ اورهیت شدن لوله های بویلر
1 ـ 2 ـ 8 ـ 3 ـ تغییرات ساختار فولاد در تحت اورهیت
1 ـ 2 ـ 8 ـ 4 ـ اتفاقات اورهیت در نیروگاهها
1 ـ 2 ـ 8 ـ 5 ـ بحث و نتیجه گیری
1 ـ 3 ـ گرمکن های آب تغذیه
1 ـ 4 ـ کوره یا محفظه حتراق
1 ـ 4 ـ 1 ـ ساختمان مشعلها و روشن پودر کردن سوخت در آنها
1 ـ 5 ـ تجهیزات جانبی دیگ بخار
1 ـ 5 ـ 1 ـ گرمکن های هوا
1 ـ 5 ـ 2 ـ دریچه های کنترل هوا یا دمپرها
1 ـ 5 ـ 3 ـ دودکش
1 ـ 6 ـ فنهای نیروگاه
1 ـ 7 ـ والوها
1 ـ 8 ـ سیستمهای مرتبط با دیگ بخار
1 ـ 8 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 8 ـ 2 ـ سیستم کنترل آب تغذیه
1 ـ 8 ـ 3 ـ سیستم کنترل درجه حرارت بخار
1 ـ 8 ـ 4 ـ کنترل فشار بخار
1 ـ 8 ـ 5 ـ کنترل سیستم احتراق
1 ـ 8 ـ 5 ـ 1 ـ کنترل هوای مشعل
1 ـ 8 ـ 5 ـ 2 ـ کنترل سوخت مشعل
1 ـ 8 ـ 5 ـ 3 ـ کنترل فشار محفظه احتراق
1 ـ 9 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 9 ـ 2 ـ اصول کار و وظایف کندانسور
1 ـ 9 ـ 3 ـ اثرات وجود هوا در کندانسور
1 ـ 9 ـ 4 ـ انواع کندانسور از نظر خنک سازی بخار
1 ـ 9 ـ 5 ـ وسایل حفاظتی کندانسور
1 ـ 9 ـ 6 ـ تمیز کردن کندانسور
1 ـ 10 ـ سیستمهای آب گردشی خنک کننده کندانسور
1 ـ 10 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 10 ـ 2 ـ انواع سیستمهای خنک کن
1 ـ 10 ـ 3 ـ سیستم یکبارگذر
1 ـ 10 ـ 4 ـ سیستم چرخشی
1 ـ 10 ـ 5 ـ سیستم ترکیبی
1 ـ 11 ـ توربین بخار و انواع طبقه بندی آن
1 ـ 11 ـ 1 ـ مقدمه
1 ـ 11 ـ 2 ـ طبقه بندی توربین بخار
فصل دوم : بررسی اثرات شرایط محیطی بر روی عملکرد نیروگاههای بخار
2 ـ 1 ـ اثر کمیت های ترمودینامیکی ( فشار و دما ) بروی بازده سیکل نیروگاه
2 ـ 2 ـ 1 ـ وظیفه اصلی چگالنده
2 ـ 2 ـ 2 ـ سیستم آب گردشی نیروگاه
2 ـ 2 ـ 3 ـ عوامل موثر بر برج خنک کن نیروگاه
2 ـ 2 ـ 4 ـ اثرات شرایط محیطی بر کندانسور
2 ـ 3 ـ اثرات شرایط محیطی بر روی عملکرد لوبلیر نیروگاه
2 ـ 3 ـ 2 ـ اثرات فشار و دمای محیط بر روی عملکرد بویلر
2 ـ 4 ـ بررسی نمونه ای اثرات شرایط محیطی بر عملکرد نیروگاه بخاری ( تبریز )
2 ـ 4 ـ 1 ـ تاثیر درجه حرارت محیط در مصرف داخلی
2 ـ 4 ـ 2 ـ تاثیر درجه حرات محیط در مصرف آب نیروگاه
نتیجه گیری
2 ـ 4 ـ 3 ـ تاثیر درجه حرارت کم محیط در بهینه سازی مصرف داخلی نیروگاه تبریز
2 ـ 4 ـ 4 ـ تاثیر درجه حرات در افزایش تلفات و کاهش عمر الکتروموتورهای سوخت
2 ـ 5 ـ بررسی علل خوردگی لوله های کندانسور واحد یک نیروگاه تبریز
2 ـ 5 ـ 1 ـ شرایط کاری و مشخصات فنی لوله های کندانسور
2 ـ 5 ـ 2 ـ وضعیت ظاهری نمونه لوله
2 ـ 5 ـ 3 ـ نتایج آزمایشات
2 ـ 5 ـ 4 ـ فرم مقطع سوراخ
2 ـ 5 ـ 5 ـ بررسی زیر ساختار لوله
2 ـ 5 ـ 6 ـ علل خوردگی و سوراخ شدن نمونه مورد آزمایش
2 ـ 5 ـ 7 ـ پیشنهادات
2 ـ 6 ـ بررسی نمونه ای اثرات شرایط محیطی بر عملکرد نیروگاه بندرعباس
2 ـ 6 ـ 1 ـ اثرات شرایط محیطی بر عملکرد بویلر و تاثیر آن بر طراحی بویلر
2 ـ 6 ـ 2 ـ اثرات شرایط محیطی بر عملکرد توربین
2 ـ 6 ـ 3 ـ اثرات شرایط محیطی بر ژنراتور
2 ـ 6 ـ 4 ـ اثرات شرایط محیطی بر کندانسور
2 ـ 7 ـ بررسی نمونه ای اثرات شرایط محیطی بر روی عملکرد نیروگاه شهید محمد منتظری اصفهان
2 ـ 7 ـ 1 ـ اثرات شرایط محیطی بر روی عملکرد بویلر
2 ـ 7 ـ 2 ـ اثرات شرایط محیطی بر عملکرد کندانسور
فصل سوم
نتیجه گیری
مراجع
چکیده
شرایط جغرافیای و آب و هوایی در ایران که متاسفانه بیشتر کویر و گرم می باشد کمک می نماید که درصد مصرف داخلی واحدهای بهره برداری شده در ایران از حد بالایی برخوردار باشد بر این اساس جای زیادی برای کاهش مصارف داخلی واحدهای در حال کار برای پرسنل بهره برداری نیروگاههای بخاری جزء توجه به تغییرات دمای هوای محیط و دیگر شرایط محیطی و نیز میزان بار واحد باقی نمی ماند که به عنوان مثال در نیروگاه کازرون با توجه به راه اندازی واحدها و میزان مصارف کم واحد ها روش مورد عمل در نیروگاه کازرون توجه به دمای محیط و استفاده حداقل از فن های خنک کن روغن و آب می باشد و در نیروگاه تبریز اقدامات نیروگاه جهت کاهش مصارف داخلی و کاهش تلفات حرارتی و الکتریکی بصورت برنامه ریزی جهت خارج نمودن فن های برج با توجه به دمای آب خنک کن و تغییرات دمای هوای محیط و کاهش نسبی مصارف الکتریکی می باشد . این پروژه از سه فصل تشکیل شده است که در فصل اول به معرفی تجهیزات نیروگاه بخار می پردازیم و در فصل دوم به بررسی اثرات شرایط محیطی بر عملکرد نیروگاه بخار و در فصل سوم نیز نتیجه گیری از پروژه و ارائه پیشنهادات و راه حلهایی جهت کاهش مصارف داخلی نیروگاه با توجه به فاکتور شرایط محیطی می پردازد .
1 ـ 1 ـ مقدمه
نیروگاههای بخاری یکی از مهمترین نیروگاههای حرارتی می باشد که در اکثر کشورها ، از جمله ایران سهم بسیار زیادی را در تولید انرژی الکتریکی بر عهده دارد به طوری که سهم تولید این نیروگاهها بیش از 70% کل تولید انرژی کشورمان ( در سال 1375 ) می باشد . از مهمترین این نیروگاهها در کشورمان می توان به نیروگاههای شهید محمد منتظری اصفهان ، رامین اهواز ، اسلام آباد اطفهان ، طوس مشهد ، بعثت تهران ، شهید منتظر قائم کرج ، تبریز ، بیستون ، کرمانشاه ، مفتح همدان و بندرعباس اشاره نمود ، مشخصات این نیروگاهها به همراه دیگر نیروگاهها بخاری کشورمان را می توان در جدول ( 1 ـ 1 ) مشاهده نمود . در این نیروگاهها از منابع انرژی فسیلی از قبیل نفت ، گاز طبیعی ، مازوت و غیره استفاده می شود ، به این ترتیب که از این سوختها جهت تبدیل به انرژی حرارتی استفاده شده و سپس این انرژی به انرژی مکانیکی ، و در مرحله بعد به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد به عبارت دیگر در این نیروگاهها سه نوع تبدیل انرژی صورت می گیرد اولین نوع تبدیل انرژی شیمیایی ( انرژی نهفته در سوخت ) به انرژی حرارتی است که این تحول در وسیله ای بنام دیگر بخار صورت می گیرد این تبدیل انرژی باعث می شود که آب ورودی به دیگر بخار تبدیل به بخار با دمای زیاد شود دومین نوع ، تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی است که این تحول در توربین نیروگاه صورت می گیرد و انرژی مکانیکی است که این تحول در توربین نیروگاه صورت می گیرد و انرژی حرارتی نهفته در بخار وردی به توربین تبدیل به انری مکانیکی چرخشی محور توربین می شود . سومین و آخرین نوع از تبدیل انرژی در نیروگاههای بخاری ، تبدیل انرژی مکانکی موتور به انرژی الکتریکی می باشد که این تحول در ژنراتور نیروگاهها صورت می گیرد در نهایت انرژی الکتریکی توسط خطوط انتقال به مصرف کنندگان منتقل می شود در این فصل برآنیم تا تجهیزات اصلی یک نیروگاه از قبیل توربین ، دیگ بخار ، کندانسور و پمپ تغذیه ، به طور مجزا تجهیزات اصلی و جانبی این نیروگاههای مطرح می شود .
جدول ( 1 ـ 1 )
|
نیروگاه |
مکان جغرافیایی |
زمان بهره برداری |
تعداد واحد |
ظرفیت واحد |
مجموع تولید (مگاوات) |
|
شهید سلیمی |
نکا |
60 – 1358 |
4 |
440 |
1760 |
|
بندر عباس |
بندرعباس |
64 - 1359 |
4 |
320 |
1280 |
|
رامین |
اهواز |
77 و 60 – 1358 |
5 |
315 |
1575 |
|
شهید رجایی |
قزوین |
1371 |
4 |
250 |
1000 |
|
مفتح غرب |
همدان |
1373 |
4 |
250 |
1000 |
|
اسلام آباد |
اصفهان |
60 – 1348 |
5 |
320 × 2 120 × 1 5/37 × 2 |
835 |
|
شهید منتظری |
اصفهان |
77 و 68 – 1363 |
6 |
200 |
1200 |
|
تبریز |
تبریز |
68 – 1365 |
2 |
368 |
736 |
|
بیستون |
کرمانشاه |
1373 |
2 |
320 |
640 |
|
شهید منتظر قائم |
کرج |
52 – 1350 |
4 |
25/156 |
625 |
|
طوس |
مشهد |
1365 |
4 |
150 |
600 |
|
بعثت |
تهران |
47 – 1346 |
3 |
5/82 |
5/247 |
|
شهید بهشتی |
لوشان |
1352 |
2 |
120 |
240 |
|
مشهد |
مشهد |
53 – 1347 |
3 |
13 × 1 60 × 2 |
133 |
|
ایرانشهر |
ایرانشهر |
76 – 1375 |
2 |
64 |
128 |
|
زرند |
کرمان |
1352 |
2 |
30 |
60 |
|
شهید فیروزی |
تهران |
1338 |
4 |
5/12 |
50 |
1 ـ 2 ـ دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن
1 ـ 2 ـ 1 ـ مقدمه
یکی از مهمترین تجهیزات در نیروگاههای بخاری ، دیگ بخار می باشد که در آن ، آب تغذیه شده توسط پمپ تغذیه با جذب حرارت ، به بخار پس تافته تبدیل می گردد . دیگر بخار نیروگاهها از نظر چـگونگی گرم کردن آب ورودی به دو نوع تقسیم می شوند :
الف ـ دیگ بخار درام دار
ب ـ دیگ بخار یک بار گذر
1 ـ 2 ـ 2 ـ اکونومایزر
پس از اینکه گازهای کوره قسمتی از حرارت خود را به لوله های آب و سوپرهیتـرها می دهد هنوز دارای مقدار قابل ملاحظهای حرارت می باشد که این حرارت همراه گازهایی اگر بدون استفاده از دودکش خارج شود از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و راندمان دستگاه پایین خواهد بود لذا با استفاده از یک اکونومایزر از این حرارت باقیمانده استفاده می نمایند . اکونومایزر شامل تعدادی لوله های سری است که در آخرین مرحله مسیر گازهای حاصله از احتراق قرار گرفته و آب درون لوله ها گرم می شود . میزان افزایش درجه حرارت آب ورودی به اکونومایزر بستگی به طراحی دیگر بخار و حرارت موجود در گازهای خروجی از دیگ بخار دارد بعنوان مثال در نیروگاه طوس دمای آب ورودی به اکونومایزر 242 درجه سانتی گراد و دمای خروجی 294
درجه سانتی گراد می باشد و این در حالی است که در نیروگاه شهید محمد منتظری دمای آب ورودی 244 درجه سانتی گراد و دمای آب خروجی 366 درجه سانتی گراد ( با سوخت گاز در مشعلها ) می باشد . جایگاه این لوله ها پس از لوله های ری هیتر و سوپر هیتر در انتهای دیگ بخار است . باید توجه داشت که توزیع آب در این لوله ها باید یکنواخت باشد تا در قسمتهایی از لوله ها مایع گرم تبدیل به بخار نشود که در این صورت لوله ها صدمه خواهند دید .
این تبدیل در توربین بخار انجام می دهند .
1 ـ 11 ـ 2 ـ طبقه بندی توربین های بخار
توربین های بخار از جهت های مختلف دسته بندی می شوند که مهمترین آنها بشرح زیر است : از نظر کاربرد صنعتی :
توربین های بخار از نظر کاربرد در صنعت به دو نوع توربین های مولد قدرت و توربین های صنعتی تقسیم می شوند . در توربین های مولد قدرت با استفاده از کندانسور ، بخار با فشار کم خارج شده از توربین ، تبدیل به آب اشباع می شود . فشار عملکرد کندانسور کمتر از فشار جو است . در بعضی از کارخانجات ( از قبیل کارخانه های قند و نساجی ، کاغذ سازی و آب شیرین کند ) از توربین علاوه بر مولد قدرت به عنوان تامین کننده بار با فشار کم ( که در نقاط مختلف کارخانه استفاده می شود ) استفاده می کند . در این گونه توربین ها از کندانسور استفاده نمی شود : زیرا فشار بخار خروجی از توربین تقریباً مساوی فشار جو است که به این نوع توربین ها ، توربین های تراکمی پس فشار می گویند . نوع دیگر از توربینهای صنعتی ، توربین های عبوری می باشند که شامل کندانسور هستند . در این توربین ها ، مقداری از بخار ، قبل از ورود به کندانسور برای مصارف در کارخانه و گرم کردن ، خارج می شود . از این رو ، این توربین ها در مواقعی که مصرف بخار صنعتی کمتر از بخار مورد نیاز برای تولید برق باشد ، مورد استفاده قرار می گیرند .
2 ـ از نظر جهت انبساط در توربین :
از این جهت توربین ها به سه نوع تقسیم می شوند :
الف ـ توربین هایی که جهت جریان بخار در میان پرههای آن به صورت جریان محوری است . این نوع توربین ها در نیروگاههای جدید و بزرگ استفاده زیادی می شوند . که در آنها جریان بخار به موازات محور روتور می باشد . و در این مسیر ، بخار منبسط می شود .
ب ـ توربین هایی که جهت انبساط آنها به صورت شعاعی است . این نوع توربین ها کمی قدیمی تر از نوع اول است که در آنها ، بخار از مرکز پرهها به بیرون ( در امتداد شعاع ) و به طرف بدنه خارجی توربین جریان پیدا می کند . این نوع توربین ها دارای بازده خوبی هستند . ولی در رنجهای با قدرت کم طراحی می شوند .
ج ـ توربین هایی با جهت مماس :
در این نوع توربین ها بخار بوسیله نازلهای متعددی تحت زوایای معینی نسبت به محور روتور و به صورت مماسی به پرههای توربین برخورد می کند . این توربین ها دارای قدرت بالایی هستند . ولی بازده مناسبی ندارند و به همین جهت در نیروگاهها استفاده چندانی نمی شوند .
3 ـ از نظر تعداد مراحل انبساط بخار :
توربین هاای بخار از نظر تعداد مراحل انبساط به سه دسته تقسیم می شوند :
الف ـ توربین یک مرحله ای (HP)
ب ـ توربین دو مرحله ای (LP.HP)
ج ـ توربین سه مرحله ای (Lp.IP.HP)
البته در نیروگاههای با قدرت بسیار بالا ، تعداد توربین های LP به دو تا نیز می رسد در توربین های نوع اول ، تمام بخار پس از عبور از یک توربین فشار قوی وارد کندانسور می شود . در نوع دوم ، بخار پس از عبور از دو توربین فشار قوی و فشار ضعیف ، وارد کندانسور می گردد . نمونه ای از این نوع توربین های دو مرحله ای را می توان در واحدهای 145 مگاواتی نیروگاه زرگان اهواز مشاهده نمود . در نوع سوم که در نیروگاههای با توان بالا مورد استفاده قرار می گیرند ، مراحل انبساط توربین در سه مرحله صورت می گیرد . در این نوع ، از ری هیتر ها در بین دو انبساط بخار در توربین های فشار قوی و متوسط استفاده می شود تا بازده سیکل افزایش یابد . البته در بعضی نیروگاههای ، توربین فشار قوی و فشار متوسط را در یک پوسته قرار می دهند . به عنوان مثال در نیروگاههای 120 مگاواتی اسلام آباد ، بندر عباس و تبریز ، توربینها بصورت ترکیبی فشار قوی یا متوسط ، و یک توربین فشار ضعیف می باشند . اما در نیروگاههای نکا ، شهید رجایی ، شهید محمد منتظری ، سه توربین مجزای فشار قوی ، متوسط و ضعیف بکار رفته است .
لازم به ذکر است که با توجه به فشار بسیار کم بخار خروجی از توربین های فشار ضعیف ، شکل این نوع توربین ها به صورت متفاوت است که بخار از وسط این توربین ها وارد شده و از ابتدا و انتهای توربین خارج می شود .
4 ـ از نظر تعداد پوسته توربین : با توجه به اختلاف بسیار زیاد و فشار ابتدا و انتهای توربین ، باید پوسته آن به اندازه کافی مقاوم و ضخیم ساخته شود . این موضوع مشکلاتی را از قبیل دیر گرم شدن پوسته در زمان راه اندازی ، ایجاد تنشهای حرارتی ناشی از عدم یک نواختی در گرم شدن پوسته ، حجم زیاد آن و … فراهم می آورد . برای رفع این مشکلات در توربین های با قدرت زیاد ، از دو پوسته داخلی و خارجی استفاده می کنند . پوسته داخلی ضخیم تر و مقاومتر از پوسته خارجی است تا فشار زیاد تری را تحمل کند . این دو پوسته کاملاً از هم مجزا هستند .
