فهرست مطالب

عنوان صفحه

پيشگفتار 1

موقعيت نيروگاه و شرح مختصري از مشخصات آن 3

مولد بخار (بويلر) 7

توربين 11

ژنراتور 13

پست فشار قوي 15

مشخصات ساير قسمت هاي نيروگاه 16

اصول كلي نيروگاه بخار 20

تغذيه مصرف داخلي نيروگاه 27

دياگرام تك خطي 34

باطريها 44

طرح آتي ودر دست اقدام در نيروگاه نكا 50

پيش گفتار

گزارشي كه پيش رو داريد حاوي مطالبي كه اينجانب در نيروگاه نكا مشغول به انجام دوره كارآموزي بوده مي باشد و سعي بر آن داشته كه اطلاعات و مطالب بيشتري را در خصوص چگونگي انجام مراحل توليد و كاركرد قطعات و دستگاههاي مختلف بدست آورده تا در آينده مثمر ثمر واقع شود .

در بخش اول نگاهي كوتاه برچگونگي و بررسي اصول توليد نيروي الكتريكي در واحد بخار و اصول و مبناي كار (بهره‌برداري)واحد بخار خواهيم داشت و در بخش ديگر به قسمت واحد گازي نيروگاه كه در آنجا مشغول به انجام دروه كارآموزي بوده‌ام اشاره شده است .

در پايان جا دارد از تمامي عزيزان و كاركنان زحمت‌كش آن واحد كه در تهية اين گزارش ياري نموده‌اند و همچنين از مدير نيروگاه گازي جناب آقاي مهندس سرايلو و باالٌخص از زحمات بي‌دريغ جناب آقاي مهندس سيفي كمال تشكر و سپاسگذاري را داشته باشم . اميد است كه با دست توانا و توانمند خودمان در عرصة عظيم صنعت بتوانيم از وابستگي به ديگر ممالك جدا شده و خود صادر كننده چنين علم و صنعت ارزنده باشيم

«آب دريا را اگر نتوان كشيد هم به قدر تشنگي بايد چشيد»

 

بخش اول

نيروگاه بخار

1- موقعيت نيروگاه نكا

2- سيكل آب و بخار

3- تغذيه داخلي نيروگاه بخار

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

موقعيت نيروگاه و شرح مختصري از مشخصات آن

الف: موقعيت جغرافيايي

نيروگاه نكا در استان مازندران به فاصلة 30 كيلومتري شمال جاده ساري – نكا در منطقه اي به نام ميان كاله در ساحل درياي مازندران قرار گرفته است.

نيروگاه نكا به وسيله 3 رشته جاده به شرح زير :

1- نيروگاه ، نكا به طول تقريبي 25 كيلومتر

2- نيروگاه ، دشت ناز ، فرخ‌آباد – ساري به طول تقريبي 45 كيلومتر

3- نيروگاه ، دشت ناز ، جاده ساري – نكا به طول 35 كيلومتر

به شهرهاي نكا و ساري متصل مي باشد

ب: شرح مختصري از مشخصات نيروگاه

نيروگاه نكا با داشتن 4 واحد 440 مگاواتي قدرت توليد 1760 مگاوات را دارا ميباشد، سوخت اصلي نيروگاه گاز و سوخت كمكي ان سوخت سنگين (مازوت) است . آب مصرفي نيروگاه جهت توليد بخار و به حركت درآوردن توربين از طريق 3 حلقه چاه عميق و اب خنك كن نيروگاه از دريا تأمين مي گردد .

نيروي لازم براي راه‌اندازي نيروگاه از طريق شبكه سراسري و در صورت قطع ان از وجود دو واحد توربين گاز به قدرت 6/137 مگاوات تأمين مي گردد .

1- سوخت

سوخت اصلي نيروگاه گاز طبيعي مي باشد كه از منابع گاز سرخس تأمين و به وسيله يك رشته خط لوله به نكا منتقل مي گردد . سوخت كمكي نيروگاه مازوت (سوخت سنگين) است كه از طريق راه‌آهن مازندران و تانكر به ايستگاه تخليه سوخت واقع در نكا تحويل و توسط خط لوله به نيروگاه منتقل مي گردد .

درضمن ايستگاه تخليه ديگري در نيروگاه وجود دارد كه تانكرها را مي توان در آن محل تخليه كرد .

مجريان طرح – پيمانكاران – مشاوران

كارفرما وزارت نيرو – شركت توانير

مهندس مشاور شركت كاميران

اجرا كنندگان طرح كنسرسيوم بي.بي.سي – ببكاك – شركت بيل

فينگر برگر (كنسرسيوم مازندران)

الف: كارهاي ساختماني و محوطه

محوطه سازي شركت بيل فينگر برگر bill finger berger

ب: ديگ بخار و تصفيه خانه شركت ببكاك Babcok

ج: توربين ، ژنراتور و كنترل شركت براون باوري B . B . C

د: پست فشار قوي شركت ميتسوبيشي

مشاور طرح پست فشار قوي شركت ميل – مهاب

تاريخ عقد قرارداد نيروگاه 30آگوست 1975 برابر با 8/6/54

تاريخ عقد قرارداد پست 26ژانويه 1976 برابر با 6/10/55

تاريخ شروع عمليات ساختماني

نيروگاه تاريخ عقد قرارداد

تاريخ شروع عمليات ساختماني

پست تابستان 56 (1977)

مشخصات تانكهاي سوخت و ميزان مصرف نيروگاه به شرح زير است :

حجم تانك سوخت سنگين واقع در ايستگاه تخليه m 7000

حجم تانك سوخت سنگين واقع در ايستگاه نيروگاه m 70000*2

ارتفاع تانك سوخت سنگين واقع در ايستگاه تخليه m 34/2 + 5/17

قطر تانك سوخت سنگين واقع در ايستگاه تخليه m 75

حجم تانك سوخت سبك m 1000

ارتفاع تانك سوخت سبك m 9/10

قطر تانك سوخت سبك m 11

مصرف سوخت سنگين m / h 95 * 4

مصرف گاز Nm / h 110000 * 4

چنانچه بعللي ارسال سوخت (گاز - مازوت) به نيروگاه قطع گردد ميزان سوخت ذخيره براي باركامل حداكثر 14 روز مي باشد .

آب مصرفي ، آب خنك كن و تصفيه خانه

آب شيرين مصرفي نيروگاه بوسيله 3 حلقه چاه عميق كه در حومه ايستگاه تخليه سوخت واقع در نكا قرار دارد ، به صورت زير تأمين مي گردد :

ابتدا آب خروجي از اين چاهها بداخل دو استخر سرپوشيده واقع در ايستگاه تخليه سوخت ريخته شده و به وسيله يك خط لوله 25 كيلومتري به دو استخر سرپوشيده ديگر به حجم كل 1500 مترمكعب كه در مجاورت تصفيه خانه نيروگاه قرار دارند ، سرازير و از آنجا به يك مخزن مرتفع (75 متر) با حجم m 450 پمپ مي گردد از اين منبع قسمتهاي مختلف نيروگاه

1- آب آتش نشاني

2- آب شرب مصرفي

3- آب مورد نياز تصفيه خانه

تغذيه مي گردد .

آب شرب مصرفي ايستگاه تخليه بوسيله تصفيه خانه‌اي در مجاورت استخرهاي سرپوشيده واقع در ايستگاه مزبور تأمين مي شود .

تصفيه خانه نيروگاه با قدرت توليد 160 مترمكعب در ساعت آب مقطر مصرفي نيروگاه را با استفاده از سيستم مبدل يوني ( Deminer Lixer ) تأمين مي نمايد .

براي سرد كردن (تقطير) بخار خروجي توربين از آب دريا استفاده مي شود كه پس از كلرزني داخل لوله هاي كنداستور مي شود ، علاوه بر اين براي مصارف آتش نشاني در محل تانكهاي سوخت نيز از آب دريا استفاده مي شود . به منظور حفاظت محيط زيست سيستم خروجي آب طوري در نظر گرفته شده است كه اختلاف درجه حرارت آب خروجي و آب دريا در شعاع 200 متري دهانه كانال خروجي كمتر از 2 درجه است .

مولد بخار (بويلر)

ديگ بخار نيروگاه از نوع بدون مخزن (once tnrough) مي باشد و به همين جهت آب در حال گردش درون آن بسيار كم مي باشد .

كوره آن از دو محيط متصل به هم تشكيل شده كه محيط اول به وسيله جدار لوله اي محصور گشته و در اين محيط سوخت و هوا مخلوط شده و به وسيله 14 مشعل ايجاد شعله نموده و آب موجود در لوله ها به بخار تبديل مي گردد . بخار توليد شده در اين محيط به وسيله عبور گازهاي گرم كوره در محيط دوم اشباع شده و به بخار داغ تبديل مي گردد . كه قابل مصرف در توربين مي باشد . درجه حرارت بخار ورودي به توربين توسط آب پاشها ( De Super heater ) كه از مسير آب تغذيه گرفته مي شود تنظيم مي گردد . آب مصرفي بويلرها توسط يك پمپ توربيني كه ظرفيت آن صددرصد بار واحد است و يا توسط دو پمپ آب تغذيه الكتريكي پنجاه درصد تأمين مي گردد . آب تغذيه اين پمپها از يك منبع آب مرتفع (26 متر) گرفته شده و پس از گرم شدن توسط گرمكنهايي شماره 6 و 7 به بويلر وارد مي گردد .

مشخصات بويلرهاي نيروگاه نكا به شرح زير مي باشد .

سوخت گاز سوخت مازوت

دبي بخار (فلوي بخار زنده) th 1408 th 3/1472

درجه حرارت بخار سوپر هيتر C 535 C 535

فشار بخار سوپر هيتر ata 190 ata 196

فشار بويلرهاي طراحي شده aT 210 براي HP و 66 براي IP

دبي بخار / هيتر Re heater t/h 4/1266 t/h 6/1262

فشار بخار / هيتر Re heater aT 5/49 aT 50

درجه حرارت هواي گرم ورودي (اتاق احتراق) C 325 C 325

فشار بخار / هيتر (ورودي به قسمت فشار متوسط) Kg/cm 2/48 Kg/cm 7/47

درجه حرارت / هيتر (ورودي به قسمت فشار متوسط) C 530 C 530

دبي بخار اصلي t/h 1408 t/h 3/1472

دبي بخار / هيتر t/h 4/1266 t/h 6/1262

فشار كنداستور Kg/cm 68% Kg/cm 66%

تعداد لوله هاي كنداستور عدد 15600

مقدار آب خنك كننده كنداستور t/h 23500*2

درجه حرارت آب خنك كننده ورودي كنداستور C 21

درجه حرارت آب خنك كننده خروجي كنداستور C 31

سرعت چرخش RPM 3000

طول توربين mm 20445

تعداد شاخه هاي ورودي به توربين 7

نرخ حرارتي توربين Kcal/Kwhr 2300

سرعت چرخش Turning uear RPM 40

تعداد ياتاقان Bearing 3

نقطه ثابت پوسته خارجي توربينهاي فشار قوي و متوسط انتهاي قسمت فشار متوسط نقطه ثابت پوسته خارجي توربين فشار ضعيف وسط قسمت فشار ضعيف .

سوخت گاز سوخت مازوت

درجه حرارت آب تغذيه C 264 C 8/262

فشار آب تغذيه در اكنومايزر aTa 255 Kg/cm 273

درجه حرارت گاز خروجي از كوره (دود) C 120 C 160

مصرف سوخت m / h 110294 Kg / h 94948

فشار Saftey valve بخار اصلي kg / cm 210

ارتفاع بويلر m 60/41

ارتفاع كف بويلر m 8

تعداد سوت بلوئر 4

آب اضافي لازم mack upw حدود t/h 11

گاز خروجي از كوره پس از اينكه آخرين انرژي خود را به آب ورودي به بويلر و هواي ورودي به كوره داد به دودكش رانده مي شود ، به منظور حفاظت محيط زيست دودكش نيروگاه با مشخصات زير ساخته شده است :

قطر فنداكسيون m 21

ارتفاع m 134

قسمت پايين دودكش

قطر خارجي m 10

قطر داخلي m 14/9

ضخامت بدنه cm 43

قسمت بالاي دودكش

قطر خارجي m 916/7

قطر داخلي m 516/7

ضخامت cm 20

ابعاد قسمت ورودي به دودكش

ارتفاع m 90/8

عرض m 30/3

فاصله مركز تا زمين m 30/32

توربين

توربين نيروگاه از نوع فشار متغير ( Sliding Pressure ) بوده و تغيير بار در ان (براي بارهاي بيش از 150 مگاوات) بوسيله تغيير فشار در بخار خروجي بويلر صورت مي گيرد ، توربين شامل سه قسمت هم محور متصل به هم مي باشد كه عبارتند از : قسمت فشار قوي ، قسمت فشار متوسط و قسمت فشار ضعيف . بخار اصلي از طريق دو شير اصلي ( Stop valve ) و چهار شير كنترل به مرحله فشار قوي توربين وارد و پس از به حركت درآوردن پره‌هاي توربين از آخرين طبقه اين قسمت خارج و به داخل كوره رانده مي شود .

بخار خروجي از قسمت فشار قوي توربين پس از كسب حرارت لازم و رسيدن به درجه حرارت بخار اصلي ( Hot Reheat ) از طريق دو شير مركب ( Stop & Intercept valve ) به قسمت فشار متوسط توربين وارد مي گردد و پس از دادن انرژي خود به پره هاي توربين از آخرين قسمت اين طبقه وارد قسمت فشار ضعيف مي گردد و پس از به گردش در آوردن پره هاي آن ( تبديل انرژي حرارتي به مكانيكي) از آخرين طبقه قسمت فشار ضعيف وارد كندانسور مي گردد .

آب تقطير شده در كندانسور به وسيله پمپ پس از گذشتن مجدد از تصفيه خانه ( قسمت Polishing Plant ) از طريق گرمكنهاي 1 ، 2 ، 3 و 4 وارد محفظه تغذيه پمپهاي فشار قوي شده و پس از خارج شدن گازهاي محلول در ان به وسيله پمپهاي فشار قوي از طريق گرمكنهاي 6 و 7 وارد بويلر مي گردد .

مشخصات توربينهاي نيروگاه به شرح زير مي باشد :

سوخت گاز سوخت مازوت

فشار بخار اصلي (ورودي به قسمت فشار قوي) kg/cm 181 kg/cm 7/187

درجه حرارت بخار اصلي (ورودي به قسمت فشار قوي) C 530 C 530

فشار بخار / هيتر (ورودي به قسمت فشار متوسط) kg/cm 2/48 kg/cm 7/47

درجه حرارت / هيتر (ورودي به قسمت فشار متوسط) C 530 C 530

دبي بخار اصلي t / h 1408 t / h 3/1472

دبي بخار / هيتر t / h 4/1266 t / h 6/1262

فشار كندانسور kg/cm 68% kg/cm 66%

تعداد لوله هاي كندانسور عدد 15600

مقدار آب خنك كننده كندانسور t/ h 23500*2

درجه حرارت آب خنك كننده ورودي كندانسور C 21

درجه حرارت آب خنك كننده خروجي كندانسور C 31

سرعت چرخش RPM 3000

طول توربين mm 20445

تعداد شاخه هاي بخار ورودي به توربين 7

نرخ حرارتي توربين Kcal/Kwhr 2300

سرعت چرخش Turning uear RPM 40

تعداد ياتاقان Bearing 3

نقطه ثابت پوسته خارجي توربينهاي فشار قوي و متوسط انتهاي قسمت فشار متوسط نقطه ثابت پوسته خارجي توربين فشار ضعيف وسط قسمت فشار ضعيف .

ژنراتور

ژنراتور نيروگاه داراي دو قطب است و به طور مستقيم به توربين فشار ضعيف متصل مي بشد ، استاتور آن از سيم پيچي استاتور و پوسته ( Pressure Tight ) مي باشد .

بدنه روتور يك تكه مي باشد و سيم پيچي روتور در شيارهاي آن قرار گرفته براي خنك كردن سيم پيچهاي روتور و استاتور از دو سيستم استفاده مي گردد . سيم پيچهاي استاتور به وسيله آب (كاملا بدون يون) خنك مي گردد به اين طريق كه آب از ميان سيم پيچها عبور كرده و گرماي آنها را گرفته و به خارج منتقل مي كند . روتور به وسيله گاز هيدروژن كه از ميان شيارها و سطح روتور به گردش در مي آيد خنك مي شود ، فشار لازم براي به گردش درآوردن گاز توسط دو پروانه انتهاي روتور تأمين مي شود و چهار كولر وظيفه خنك كردن گاز گرم شده را بعهده دارند . ضمنا براي جلوگيري از نشت هيدروژن به خارج از ژنراتور و همچنين ممانعت از اتلاف آن از يك سيستم سه مداره آب بندي روغني استفاده مي شود .

تحريك ژنراتور به طور ساكن و توسط يك گروه تويستر (Thristor) انجام مي گيرد كه توسط يك ترانسفورماتور تحريك تغذيه مي گردد .

مشخصات ژنراتورهاي نيروگاه به شرح زير است :

حداكثر توليد ناخالص MT / A 440

طول mm 14045

سرعت چرخشي RPM 3000

ضريب قدرت ( cos θ ) 85%

ولتاژ خروجي 5% + kv 21

تعداد ياتاقان (Bearing) 2

فشار گاز هيدروژن خنك كننده kg / vm 3

 

 

تعداد قطب 2

انبساط پوسته 30 ميلي متر براي HP و IP و 19 ميلي متر براي LP

انبساط كل شفت توربوژنراتور mm 60/32

انبساط روتورژنراتور و توربين mm 81/13

انبساط شفت توربين فشار قوي mm 295/6

انبساط شفت توربين فشار متوسط mm 285/4

انبساط شفت توربين فشار ضعيف mm 215/8

پست فشار قوي

انرژي خروجي ژنراتورها ( 5% + kv 21 ) از طريق ترانسفورماتورهاي بالابرنده ولتاژ 21/400 كيلوولت به پست وارد گرديده و توسط دو خط انتقال 400 كيلوولت به پست جدول در نزديكي تهران منتقل مي گردد . ضمنا احداث يك خط 400 كيلوولت از نكا به پست گرگان (دهك) و همچنين خط 400 كيلوولت جهت تغذيه پست هاي ساري و كاغذسازي و مناطق شمالي انجام گرديده است . مصارف داخلي نيروگاه توسط ترانسفورماتور 20/6 كيلوولت راه اندازي و يا از طريق ترانسفورماتور كمكي 20/6 كيلوولت (Auxiliary Trans) تأمين مي گردد .

الكترو موتورهاي سنگين نيروگاه توسط شبكه داخلي 6 كيلو ولت ومصارف سبك تر از شبكه داخلي 380ولت تغذيه مي گردد . در حال حاضر كه پروژه خطوط انتقال نيرو تكميل نگرديده براي اتصال نيروگاه و شبكه از طريق ارتباط موقت پست نكا به خط انتقال 230 كيلوولت شاهي (قائم شهر) ،گرگان استفاده مي گردد و به همين دليل حداكثر قدرت بهره برداري از واحد اول نيروگاه 300 مگاوات مي باشد .

مشخصات ساير قسمتهاي نيروگاه بشرح زير مي باشد :

الف : مشخصات پمپ تغذيه آب خنك كن circulating water pump

دبي m / h 26000

فشار خروجي mwg 13

سرعت چرخشي R.P.M 420

دور موتور R.P.M 1500

قدرت موتور mw 275/1

ب : چگونگي تامين برق مصرفي

1- در حالت استارت عادي

الف ) به كمك ترانس هاي راه اندازي

ب ) به كمك توربين گاز mw 6/137*2

2- در حالت اضطراري

الف) به كمك توربين گاز mw 6/137*2

ب) به كمك ديزل ژنراتور mw 5/1*2

ب : چگونگي تامين برق مصرفي

3- در حالت استارت عادي

الف ) به كمك ترانس هاي راه اندازي

ب ) به كمك توربين گاز mw 6/137*2

4- در حالت اضطراري

الف) به كمك توربين گاز mw 6/137*2

ب) به كمك ديزل ژنراتور mw 5/1*2

ج : مشخصات برق DC واحدها

الف) v 48/24

1- شارژكننده باتري A 900*2 A 300*2

2- باطري دو سري هر يك AH‌1400 AH 350

ب‌) VDC 220

1- شارژ كننده باتري AH 350*2 A 450*2

ر : آب مقطر

ظرفيت توليد t / h 160*2

زمان بهره برداري براي هر بار 8 ساعت

ج) موتورهاي kv 3/6

1- C.W.P پمپهاي آب خنك كن mw 275/1*2

2- cond . p پمپ كندانسور mw 6/1*2

3- B.F.P پمپ تغذيه بويلر mw 9*2

4- Start up cond . p راه اندازي پمپ كندانسور mw 45/ *1

5- F . D fan دهنده هوا به كوره mw 85/4*2

د : ترانس ها

1- ترانس اصلي kv 420/21 steps 19 (تپ چنجر) MVA 520*4

2- ترانس واحد با ثانويه دو سيم پيچه kv 3/6 / 25 MVA 40*4

3- ترانس هاي راه ندازي KV 3/6 / 25 MVA 30*2

هـ : T . B . F . P 100% توربين پمپ تغذيه بويلر ( Turbine Boiler Feed Pump )

قدرت mw 5/17

فشار بخار ورودي kg/cm 6/13

درجه حرارت ورودي C 359

مقدار بخار t / h 84/64

فشار كندانسور kg / cm 61%

دور توربين و پمپ R.P.M 5200 – 2150

مقدار آب خنك كننده t / h 344

ماكزيمم فشار پمپ kg / cm 280

دبي پمپ t / h 1700 – 370

و : B . F . P 50% الكتروپمپ تغذيه بويلر ( Noiler Feed Pump )

1- قدرت kw 9000

2- سرعت چرخشي R.P.M 1500

3- ولتاژ kv 3/6

4- دبي پمپ t / h 1190 – 295

ز : اسكله و كانال خروجي آب

1- طول اسكله m 755

2- عرض اسكله m 60/13

3- عرض دهنده موجگير m 100

4- عرض قسمت قابل كشتيراني m 5/27

5- عمق قسمت قابل كشتيراني m 4

6- ابعاد كانال آب خروجي m 50/2 * 26/6 * 755

7- ارتفاع ب در كانال روباز m 60/2

2- اصول كلي نيروگاه بخار

انرژي الكتريكي بهترين فرم انرژي مي باشد زيرا كه اولا توزيع و انتقال آن به راحتي و بطور مطمئن صورت مي گيرد (مقايسه كنيد محل سوخت با وسايئل نقليه و خطوط انتقال نيرو را)، ثانيا دستگاههاي متنوعي را مي توان با آن بكار انداخت ، ثالثا راندمان انرژي الكتريكي در تبديل به انرژي هاي ديگر بسيار بالاست (مقايسه كنيد يك بخاري الكتريكي و يك بخاري نفتي را كه در اولي راندمان 100% و در دومي كمتر از 50% است) و بلاخره استفادة از آن هيچگونه آلودگي براي محيط زيست بوجود نمي آورد .

براي تأمين انرژي الكتريكي از تبديل فرمهاي ديگر انرژي و وجود در طبيعت چون انرژي شيميايي ، هيدروليكي هسته اي ، نيروي باد ، جذر و مد درياها ، انرژي ژئونرمال و بالاخره انرژي نوراني خورشيد استفاده مي شود كه در حال حاضر متداولترين آن همان تبديل انرژي شيميايي به الكتريك است كه با استفاده از سوخت فسيلي (سوخت مايع ، گاز و زغال سنگ) در نيروگاههاي بخاري و يا گازي صورت مي گيرد كه با توجه به راندمان بالاتر نيروگاههاي بخاري نسبت به گازي قسمت عمدة تأمين برق به عهده اين نيروگاههاست . در نيروگاههاي بخاري سوخت فسيلي در كوره (بويلر) مي سوزند و انرژي شيميايي بين پيوندهاي خود را به صورت حرارت به آب مي دهد و آن را به بخار تبديل مي كند . بخار حاصل در توربين به انرژي مكانيكي تغيير شكل مي دهد كه با گرداندن ژنراتور انرژي الكتريكي بدست مي آيد . بنابراين فرم تغيير انرژي در نيروگاههاي بخاري به صورت 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 مي شود مقدار آن كم و حداكثر راندمان ممكن بدست آيد ، بطوريكه راندمان نيروگاههاي بخاري از %20 در نيروگاههاي قديمي به حدود %42 در نيروگاههاي مدرن امروزي افزايش يافته است .

آب و بخار در اين نيروگاهها نقش بسيار بااهميتي دارند زيرا در حقيقت واسطه تبديل انرژي از شيميايي به الكتريكي هستند و در اين رابطه بايد از آن به مطلوبترين نحو استفاده شود يا بعبارت ديگر بايد سعي شود كه بخار حامل انرژي زيادتري باشد . براي اينكه بخار كار بيشتري در توربين انجام دهد لازم است كه فشار و درجه حرارت آن بالا رود اما ميزان اين افزايش از نقطه نظر متالوژيكي و مسائل مربوط به استقامت لوله ها و مسئله خورندگي (كه با افزايش درجه حرارت و فشار زيادتر مي شود) ، محدوديت مي يابد و از طرف ديگر با افزايش درجه حرارت ، دود خروجي نيز دماي زيادتري خواهد داشت كه اين امر سبب پايين امدن راندمان مي گردد . با همه اينها اگر مسائل فوق حل شود باعث مي گردد كه با بالا رفتن دما و فشار بخار ، به واحد جرم امكان انجام كار زيادتري دهيم ، در غير اين صورت مجبوريم براي همان مقدار كار جرم زيادتري از نجار را به كار گيريم و در حقيقت ابعاد سيستم را بزرگتر اختيار نمائيم .

براي آشنايي به چگونگي تغيير درجه حرارت و فشار بخار ، ظرف پر آبي در فشار اتمسفر را در نظر مي گيريم . اگر به اين ظرف حرارت دهيم دماي آب آنقدر بالا مي رود تا در c 100 به جوش آيد و به بخار تبديل شود . در اين فاصله ميزان حرارت دريافتي آب از رابطه :

( T2 – T1 ) MC = Q

پيروي مي كند . اين مقدار حرارت محسوس مي گويند چون كه بالا رفتن درجه حرارت آب قابل لمس است . زمانيكه آب به جوش مي آيد اولا فشار بخار حاصل همان فشاري است كه آب تحت آن به جوش مي آيد يعني اگر آب در فشار اتمسفر به جوش آيد بخار حاصل از آن نيز همان فشار اتمسفر را خواهد داشت .

ثانيا : قبل از اينكه تمام آب به بخار تبديل شود درجه حرارت آن هيچگونه تغييري نخواهد نمود اگر چه حرارت دريافت مي دارد كه چون محسوس نمي باشد به حرارت نهان موسوم است .حرارت نهان آب در فشار اتمسفر به مراتب از حرارت محسوس آن زيادتر است به عنوان مثال يك گرم آب در فشار اتمسفر براي افزايش دما از صفر تا C 100 ، 100 كالري حرارت محسوس دريافت مي دارد در حاليكه همين مقدار آب براي تبديل به بخار ، 539 كالري حرارت لازم دارد .

بخار كه به اين ترتيب ايجاد مي شود معمولا مقداري قطرات ريز آب كه هوز حرارت نهان كافي دريافت نكرده همراه دارد كه آن را بخار مرطوب مي نامند . بخار مرطوب چون به پره هاي توربين صدمه مي زند قابل استفاده در آن نيست و اصولا حد مجاز رطوبت بخار در توربين نبايد از 10/1 تجاوز نمايد . با حرارت دادن بخار مرطوب ، بخار اشباع ايجاد مي شود كه حرارت نهان كافي دريافت داشته و از حرارت اشباع گشته است . از اين مرحله به بعد افزايش حرارت سبب بالا رفتن دماي بخار مي شود كه به آن بخار داغ يا سوپرهيت گويند . اين همان بخارها است كه در توربين قابل استفاده مي باشد ، زيرا اگر بخار سوپرهيت نشود با انبساط و انجام كار آن در طبقات مختلف توربين ، درجه حرارت و فشار آن افت مي كند و به مرز اشباع نزديك مي شود كه اگر چنين بخاري وارد مرحله بعدي توربين شود خطر تشكيل قطرات آب بر روي پره هاي آن مي رود . اين قطرات آب كه دماي كمتري دارند به قسمتهاي خيلي گرم پره توربين برخورد نموده و در ان تنشهاي حرارتي شديدي ايجاد مي كنند اين مسئله مخصوصا در توربين فشار متوسط (IP) مهم است چون بخار خروجي از طبقه فشار قوي توربين (HP ) در آستانه اشباع قرار دارد ( در مورد نيروگاه نكا فشار at 50 و درجه حرارت حدود 350 c است) ، اما در توربين LP چون افت فشار زياد است تقطه جوش به اندازه كافي پايين مي آيد كه بخار به حالت اشباع نزديك نباشد .

در منحني زير تغييرات دماي آب برحسب حرارت ديده مي شود بايد توجه نمود كه شيب خط CD زيادتر از AB است كه به مفهوم اين مي باشد كه يك گرم بخار نسبت به آب براي افزايش دما احتياج به حرارت كليدي دارد .

AB : حرارت محسوس

BC : حرارت نهان

CD : حرارت سوپرهيت

 

 

 

نقطه جوش

نقطه اشباع

 

 

 

اگر فشار تغيير كند درجه حرارت جوش و نيز ميزان حرارت نهان و محسوس نيز تغيير مي نمايند بدين ترتيب كه با افزايش فشار ، نقطه جوش و مقدار حرارت محسوس بالا مي روند در حاليكه ميزان حرارت نهان كاهش مي يابد ولي در هر صورت مجموع حرارت نهان و محسوس ثابت باقي خواهد ماند . در جدول زير نقطه جوش آب را در چند فشار مختلف مي توان ديد :

57.5	35	7	3.8	2.41	1.7	1.35	1	0.7	(atm)P
282	241.7	164.3	142	126	116	109	100	39	نقطه جوش C

اگر افزايش فشار همچنان ادامه يابد تا به kg / cm225 برسد آب جوشان بدون دريافت حرارت نهان به بخار اشباع تبديل مي شود . اين فشار را بحراني و فشارهاي بالاتر از آن را فوق بحراني گويند . نيروگاه نكا همواره زير نقطة بحراني كار ميكند گرچه در حداكثر بار خود فشار بويلر به آستانه بحراني نزديك مي شود .

 

در منحني زير رابطة افزايش فشار را بر منحني تغييرات آب مي توان مشاهده نمود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

پس از اين آشنايي مقدماتي با تغييرات حالت آب بر اثر حرارت و فشار ، سيكل آب و بخار را در نيروگاه حرارتي نكا كه دراي 4 واحد 440 MW است مورد بررسي قرار مي دهيم .

 

3- تغذيه مصرف داخلي نيروگاه :

انرژي لازم جهت تغذيه مصارف داخلي نيروگاه از جمله موتور پمپ هاي روغني و آب روغن و سوخت و فن هاي مختلف و غيره از انرژي توليدي خود نيروگاه تأمين مي گردد . جهت تغذيه مصارف داخلي يك نيروگاه كه در شكل صفحه نشان داده شده است . انرژي لازم جهت مصارف داخلي هر يك از واحدها از خروجي ژنراتور اصلي مربوطه انشعاب مي گردد و در اين مدار هم به علت اشكالات احتمالي در شبكه ها مي تواند فيدر مصرف داخلي دچار تغييرات ولتاژ و فركانس گردد ولي تغييرات فركانس را مي توان به علت جزئي بود نشان پذيرفت همان طوريكه اشاره شد تغييرات شديد ولتاژ به علت ايجاد اتصال كوتاه در بيرون از شبكه مي تواند با عملكرد سريع حفاظتهاي مدرن در كوتاهترين زمان طوري محدود شود كه به فيد مصرف داخلي هيچ گونه صدمه اي وارد نگردد به علاوه ولتاژ اوليه ترانس مصرف داخلي كه انشعاب آن بلافاصله بعد از ژنراتور قرار دارد ولتاژ خروجي ترانس برابر ولتاژ باسهاي مصرف داخلي مي باشد بالاترين مقدار را در اثر يك اتصال كوتاه در شبكه به علت افت ولتاژ در ترانس واحد و مسير كابلها با نقطه اتصال كوتاه داراست اين تغييرات هم بدين طريق حفاظت مي گردد كه تحريك ژنراتور در موقع بروز اتصال كوتاه در شبكه بطور اتومات به وسيله تنظيم كننده ولتاژ سريع تقويت مي شود و مسئله مهم بخصوص در اين نوع مدار اين است كه تاسيسات مصرف داخلي هر واحد بكلي از هم مجزا بوده بطوريكه اشكال در يك واحد هيچ گونه اثري در واحدهاي ديگر نخواهد داشت جهت راه اندازي واحدهاي بخاري از حالت ساكن احتياج به يك منبع تغذيه جداگانه اي است كه اين انرژي معمولا‍‌َ از شبكه اصلي گرفته مي شود .

1-3- مشخصات مصرف داخلي نيروگاه نكا :

نيروگاه حرارتي نكا داراي مصرف كننده هاي مختلف با سطح ولتاژهاي مختلف مي باشد مصرف كننده هاي V 24 و V 48 كه براي تغذيه سولونوئيد والوها و كارتهاي فرمان ابزار دقيق استفاده مي شود و مصرف كننده هاي V 220 و V 380 كه براي روشنايي و موتورها با قدرت پايين تر استفاده مي شود و بعضي از الكتروموتورها قدرت آن زياد بوده و تغذيه آن برق KV 3/6 مي باشد به همين منظور براي هر واحد يك سوييچ گير KV 3/6 و براي چهار واحد يك سوييچ گير KV 3/6 مشترك در نظر گرفته شده است . در زماني كه ژنراتور واحد ولتاژ داشته باشد . از خروجي KV 21 ژنراتور يك انشعاب گرفته شده و به ترانس BT مي رود . اين ترانس داراي دو سيم پيچ خروجي مي باشد كه هر كدام برق KV 21 را تبديل به KV 3/6 مي كنند و يك خروجي آن كه باس BA و خروجي ديگر آن به باس BB مي رود . اين دو باس مصرف كننده هاي بزرگ را تغذيه مي كنند . همچنين از اين باسها چهار انشعاب گرفته شده و به ترانسهاي CT1 , CT2 , CT3 , CT4 مي رود و تبديل به V 380 مي شود و مصرف كننده هاي V 380 از اين طريق تغذيه مي شوند . در صورتي كه ژنراتورها خروجي نداشته باشد و در ابتداي راه اندازي از طريق شبكه دو عدد ترانس T6 , T5 در پست نيروگاه در نظر گرفته شده است كه يك خروجي آنها KV 20 مي باشد و خروجي T5 به ترانس استارت آپ 10 BT 01 و خروجي T6 به ترانس استارت آپ 10 BT 02 مي رود و در اين ترانسها برق KV 20 تبديل به KV 3/6 شده و خروجي آن به باسهاي 10 BN و 10 BM كه سويچ گير KV 3/6 مشترك را تشكيل مي دهد مي رود . از اين طريق ما مي توانيم در ابتداي راه اندازي استفاده كرده و واحد را راه اندازي نماييم . اين باسها در حالت كار عادي واحدها نيز در مدار بوده مرف كننده هاي KV 3/6 عمومي نظير كمپرسورها را تغذيه مي نمايد . اگر چنانچه بخواهيم كار تعميراتي روي ترانسها انجام دهيم . بعنوان مثال اگر بخواهيم مقره هاي ترانس T6 را شست و شو دهيم يا تعميرات روي بريكرهاي KV 20 مربوط به واحد بخار (4482) را انجام دهيم مي توان باس كوپلر (10 CA / CB مربوط به كمپرسورها ) و ( 10 CC / CD مربوط به تاسيسات شيمي ) و ( 10 CG / CH مربوط به تجهيزات آب دريا ) و ( 10 CE / CF مربوط به تاسيسات روشنايي) و ( 10 CJ / CK مربوط به تجهيزات سوخت رساني) را با OFF كردن بريكرهاي فوق از 10 BM همزمان ON نمود

در موقع انجام اين مانور لازم است كه اپراتور كمپرسورخانه در محل كمپرسورها حضور داشته باشد و يكي از كمپرسورهاي 15 يا 16 بطور دستي در مدار و بقيه كمپرسورها در حالت اتومات باشند ( توسط اپراتور كمپرسورخانه) وقتي باس كوپلرها بسته شد به مسئول پست جهت بي برق كردن ترانس T6 و يا قطع كردن بويلر (4482) اطلاع داده شود (توسط اپراتور مسئول الكتريك يا مهندس شيفت) پس از قطع بريكر KV 20 (4482) يا OFF شدن ترانس T6 ، باس كوپلر 10 BN ، 10BM بطور اتوماتيك مي بندد و سپس تمامي باس كوپلر ياد شده همزمان با ON شدن تغذيه اصلي 10BM روي OFF قرار داده مي شود ديزلهاي اضطراري 1 و 2 مربوط به تاسيسات عمومي نيروگاه استارت و با ظرفيت 5/2 يا 3 مگاوات به مدار آورده مي شود (توسط اپراتور كمپرسورخانه) عمل استارت ديزلهاي جهت پايداري و سيفتي بيشتر شبكه انجام مي گيرد . حالا مهندس شيفت بهره برداري به مسئول پست جهت شروع كار تعميرات روي ترانس T6 يا بريكر (4482) اطلاع مي دهد . پس از اتمام كار تعميرات و انجام كار تعميرات و انجام تست هاي لازم روي ترانس T6 و يا بريكر 4482 مسئول پست خاتمه كار را به مهندس شيفت اطلاع داده و تحت نظارت مهندس شيفت توسط اپراتور الكتريك كه ولتاژ از طريق پست (T6) وصل شد دوباره تمامي باس كوپلرهاي ياد شده با OFF كردن بريكلرهاي فوق از 10 BM همزمان ON مي گردد و باس كوپلر 10 BM / BN قطع مي گردد . حال زماني كه ولتاژ KV 3/6 را روي تابلو مربوطه ديده ، كليد سنكروتاكت را در جايش قرار داده و 180 درجه به سمت راست چرخانده و سلكتور را در وضعيت تست قرار داده و بعد دكمه ON بريكلر 102θ10 BM ، 103 θ10 BM 00 مربوط به ترانس را فشار داده ، در اين موقع چراغ TEST OK روشن مي شود و بعد از خاموش شدن چراغ TEST OK سلكتور را در وضعيت اتومات قرار داده و دوباره فرمان ON صادر مي گردد در اين هنگام بريكلر با تاخير زماني بسته مي گردد . آنگاه مجدداَ مصرف كننده ها را روي 10 BM قرار مي دهند يعني بريكر تغذيه باس V 380 از طريق 10 BM وصل و همزمان باس كوپلر مربوطه قطع مي گردد . پس از اتمام اينكار يعني برقرار شدن 10 BM از طريق T6 كار مانور و عمليات در پست خاتمه يافته و وضعيت باسها و باس كوپلر به حالت عادي مي باشد .