مرجع:همه چیز در مورد انواع و نحوه عملکرد نیروگاه ها

spow · 5 بهمن، ۱۳۸۹

پیل‌های‌سوختی نیروگاهی، واحد‌هایی با توان بیش از 10 کیلووات می‌باشند که به‌صورت متصل یا مستقل از شبکه و به‌عنوان مولد‌های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و CCP یا ژنراتورهای برق عمل می‌کنند. در طول پنج سال گذشته ما شاهد بوده‌ایم ، واحد‌های نیروگاهی پیل‌سوختی کربنات مذاب و اسید‌فسفریک با تخصیص کمک‌های مالی مساعد، در سه ناحیه متمایز به لحاظ اندازه (10 الی 20 کیلووات، 200 الی 300 کیلووات و بالاتر از یک مگاوات) تجاری شده‌اند که برای هر ناحیه کاربردهای متفاوتی مشخص شده است. هم‌چنین تلاش‌ها روی تحقیق و توسعه پیل‌سوختی اکسیدجامد نیز در حال افزایش است.

در دوازده ماه اخیر، شرکت‌های فعال در این زمینه با سناریوی روشﻣﻌﺎﻣﻼﺗﻲ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ business- as- usual کار کرده‌اند و به افزایش اندکی در فروش رسیده اند. پیش‌بینی افزایش اندازه واحد‌های فروخته شده از متوسط به سطح مگاوات محقق گردید. تمرکز اصلی در بازار‌های کلیدی مثل ایالت‌های کالیفرنیا و کنکتیکات ایالات‌متحده بوده است.

از نظر رشد تعداد شرکت‌ها هیچ شرکتی از فعالیت در این عرصه خارج نشده است، اما شرکت زیمنس واحد‌های تجاری پیل‌سوختی اکسید‌جامد خود را یکباره به فروش گذارد و شرکت HydroGen ، دو‌سوم نیروی کار خود را به‌حال تعلیق در‌آورد.

در خصوص توسعه‌های به‌وجود آمده در بازار باید گفت به‌موازات افزایش تعداد واحد‌های فروخته شده به مجتمع‌های اداری و مدارس، قانون‌گذاران و برنامه‌ریزان تجاری توجه بیشتری به تولید غیر‌متمرکز معطوف می‌کنند. مراکز داده و سرور (Server) نیز با توجه به برخی دلایل جدی و بالقوه ارائه شده از سوی شرکت‌های پیل‌سوختی، برای کاربرد‌های CCP خود نیم‌نگاهی به این فن‌آوری‌ دارند و در فکر به‌کارگیری این فن‌آوری‌ها می‌باشند.

رشد بازار:

بررسی‌های صورت گرفته در سال 2006 و 2007 حاکی از توسعه قابل‌توجه بازار نیرو‌گاهی بود اما این مسأله در سال 2008 به یک سناریوی business-as-usual تبدیل شده است. در سه سال اخیر، تعداد واحدهای پذیرفته شده نیروگاهی در حد 50 واحد در سال ثابت مانده است؛ این در حالیست که در این مدت، مگاوات نصب شده واحدهای پیل‌سوختی، دو برابر شده است (نموادر 1).

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 1- تعداد واحدها و مگاوات نصب شده در سال

from:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار (2) این افزایش آهسته یکنواخت را بهتر نشان می‌دهد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 2- تعداد سالانه و تراکمی واحدهای جدید

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

ضمن اینکه این بازار تاکنون از مدل boom-and-bust تعدادی از فن‌آوری‌های دیگر دوری کرده، نگرانی‌های آن بیش از نسبت منحنی یادگیری صنعت افزایش یافته است. اگر ما سیستم‌های فعال در زمینه استک‌های پیل‌سوختی و BoP را جداگانه در نظر بگیریم، مشاهده می‌کنیم شیب منحنی یادگیری برای استک‌ها بیشتر از BoP می‌باشد. با بزرگ‌تر شدن اندازه واحد‌ها، تعداد بیشتری استک برای ساخت یک واحد بزرگ به‌هم متصل می‌شوند؛ بنابراین 50 سیستم برای سال 2008 در نمودارهای فوق، توان بیش از دو برابر مقدار آن در سال 2007 را نشان می‌دهد.

مشکل اینجاست که کاهش هزینه موردنیاز، فقط تابعی از هزینه‌های استک نیست و هزینه‌های یکپارچه‌سازی سیستم را نیز شامل می‌شود. این مشکل وقتی شاخص‌تر می‌شود که بدانیم، تجربه نشان داده است نسبت کاهش هزینه در مورد اخیر یعنی یکپارچه‌سازی سیستم، بسیار کند‌تر از کاهش هزینه‌های استک است.

با نگاهی به منحنی مگاوات نصب شده، می‌توانیم تغییر پله‌ای ظرفیت نصب شده را در سال 2008 مشاهده کنیم. این تغییر به‌دلیل افزایش در متوسط اندازه هر واحد است. در حال حاضر، متوسط اندازه هر واحد، یک مگاوات است؛ بنابراین همان‌طور که در شکل 4 مشاهده می‌شود تعداد سیستم‌های فروخته شده، ثابت است اما مگاوات نصب شده روندی افزایش دارد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 3- مگاوات نصب شده به‌صورت سالانه و تراکمی

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 4- نصب تعداد واحدهای نصب شده تا مگاوات

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

در سال جاری تقسیم بازار این واحد‌ها به سه کلاس اندازه، واضح‌تر شده است. واحد‌های 10 کیلووات برای مراکز داده توسعه یافته‌ا‌ند، واحد‌های 250 الی 400 کیلووات برای مجتمع‌های اداری، بیمارستان‌ها، زندان‌ها و غیره توسعه داده شده‌اند و در نهایت واحد‌هایی با توان بیش از 2 مگاوات برای نیرو‌گاه‌ها و مزارع(farms) سِرور توسعه یافته‌اند. استثنای این امر، شرکت فوجی الکتریک است که واحد‌های پیل‌سوختی اسید‌فسفریک 100 کیلووات را به سوپر مارکت‌ها و مراکز اجتماعی متوسط فروخته است. در سال 2008، تعداد واحد‌های مربوط به کلاس 10 کیلووات، کمتر از 5 درصد کل واحد‌ها بوده است.

عطف توجه به مخلوط الکترولیت: امسال نیز ما تعادل همواری را در سیستم‌های ارسالی پیل‌سوختی از نوع کربنات مذاب و اسید‌فسفریک شاهد بودیم که بخش عمده‌ای را به خود اختصاص داده بودند. توجه داشته باشید که در نمودار (5) الکترولیت‌های سیستم‌های ارسالی نشان داده شده است نه مگاوات نصب شده بر حسب نوع الکترولیت.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 5- سبد سالانه فن‌آوری، درصد پذیرش سالانه هر فن‌آوری

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نکته جالب توجه این است که ما در کاربرد نیرو‌گاهی می‌توانیم شاهد بازگشت پیل‌های‌سوختی قلیایی به چهارچوب باشیم. شرکت AFC Energy با Akzo Nobel جهت ارسال یک واحد 50 و یک واحد 200 کیلوواتی با شرط توسعه بیشتر، معامله می‌کند. در حال حاضر، فن‌آوری شرکت با یک تعداد سل مشخص برای 5000 ساعت آزمایش شده است.

اگر ما به منطقه‌ای که استک پیل‌سوختی در آن ساخته می‌شود، توجه کنیم؛ درمی‌یابیم همان‌طور که در نمودار (6) نشان داده شده، منطقه امریکای شمالی با اختصاص حدود دو‌سوم کل استک‌ها در بازار 2008، بسیار قوی است. سهم این بازار در چند سال گذشته تقریباً ثابت بوده است و پیش‌بینی می‌شود این پایداری هم‌چنان باقی بماند. مگر آنکه شرکت‌های اروپایی مثل Rolls Royce و Nuvera تصمیم بگیرند استک‌هایشان را در اروپا و نه در واحدهای واقع در امریکای شمالی بسازند.

در حال حاضر، تنها یک فعال جدی دیگر در زمینه پیل‌‌های سوختی نیروگاهی د‌ر جهان وجود دارد که آن هم شرکت ElectroCell برزیل است. این شرکت، فن‌آوری پیل‌سوختی پلیمری را برای هر دو کاربرد کوچک و بزرگ توسعه می‌دهد. شرکت هندی BHEL نیز در زمینه توسعه فن‌آوری پیل‌سوختی پلیمری فعالیت می‌کند و اکنون در فاز تست قرار دارد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار6- منطقه ساخت استک

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

جالب است بدانیم که کاربرد نیروگاهی بالاترین حساسیت را به توسعه شرکتی و تجاری در همه بخش‌های مختلف پیل‌سوختی دارد. فعلاً در این کاربرد تنها 10 شرکت قادر به تولید استک برای محصولاتی هستند که اولین مرحله بعد از تحقیق و توسعه محسوب نمی‌شود. کمتر از نیمی از این ده شرکت، تجاری می‌باشند و در حدود سه‌چهارم آن‌ها، صرفاً بر بخش نیروگاهی متمرکز شده‌اند. پیش‌بینی شده است حدوداً ده شرکت دیگر در 5 سال آینده مشغول فعالیت در بازار شوند و بدین ترتیب تعداد شرکت‌های حاضر در این عرصه به حدود 20 شرکت می‌رسد.

با این تعداد کم شرکت‌های عامل در بخش نیرو‌گاهی هر افتی به لحاظ اتمام دوره فعالیت شرکت یا فروش یک‌جای آن، تغییرات قابل‌توجهی در رشد تمام بازار خواهد داشت. برای مثال HydroGen سال مثبتی را به لحاظ توسعه بازار آن با سامسونگ داشته است ولی با این حال با تعلیق دو‌سوم کارگران خود، در حال مذاکره با سامسونگ برای تضمین سرمایه‌گذاری کوتاه مدت است. با شروع سال مالی 2008، پیش‌بینی شده است شرکت HydroGen در این 12 ماه، 2 واحد 2 مگاواتی را برای استفاده در نیرو‌گاه برق کره به سامسونگ بفروشد. اگر‌چه در این فروش تنها دو سیستم معامله می‌شود، اما 4 مگاوات توان نصب شده همان‌طور که در شکل 1 و 3 نشان داده شده است، در حدود 8 درصد از کل ظرفیت نصب شده در سال 2008 را شامل می‌شود. واحد‌های پیل‌سوختی اکسید‌جامد با بر‌آورده شدن اهداف فاز 1 برنامه SECA به بازار نزدیکتر می‌شود.

در مقابل شركت زیمنس كه با سیستم‌های پیل‌سوختی در كلاس یك مگاوات كار می‌كرد به یكباره تصمیم به فروش واحد تجاری پیل‌سوختی اكسیدجامد گرفت و دلیل خود را نداشتن تطبیق واحدهای ساخته شده با اهداف تعیین شده برای سال 2010 عنوان نمود. همانطور كه می‌دانیم این زمان كوتاهی برای سودبخشی فن‌آوری است كه هنوز در اواخر مراحل تحقیق و توسعه قرار دارد و اصولاً توسط بودجه دولتی سرمایه‌گذاری شده است لذا این دلیل بسیار نامحتمل است و واضح است دلایلی دیگری وجود دارد كه شركت زیمنس از توسعه فن‌آوری پیل‌سوختی صرف‌نظر نموده است.

اقتصاد:

با نگاه به ساختار كمیتی پیل‌های سوختی نیروگاهی بزرگ متوجه می‌شویم درحال حاضر تنها شركت‌های FuelCell Energy و UTC Power هستند كه هزینه‌های نادری دارند.

در سال آینده ما شاهد آغاز واحدهای PureCell 400 كیلوواتی شركت UTC Power خواهیم بود. این شركت با اعلام هزینه نصب این واحد بازار روشنی از این محصول ایجاد كرده است. هزینه تمام شده نصب این واحد 1 میلیون دلار یا 2500 دلار به‌ازای هر كیلووات اعلام شده است. با توجه به محاسبات این شركت قیمت برق تولیدی از این واحد بدون احتساب یارانه، 12 سنت در هر كیلووات/ ساعت خواهد بود.

شركت FuelCell Energy قیمت برق از واحدهای DFC خود را 15 سنت در هر كیلووات/ ساعت اعلام نمود و اهداف آینده خود را نصب واحدها با هزینه نصب كمتر از 2000 دلار به‌ازای هر كیلووات عنوان نمود. نمودار زیر از شركت FuelCell Energy منتشر شده و در تاریخچه و اهداف آتی كاهش هزینه‌های این شركت را بیان می‌كند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

شكل 7- كاهش هزینه شركت FuelCell Energy

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

برای داشتن مرجع، هزینه یك موتور رفت و برگشتی 1800 تا 2000 دلار به‌ازای هر كیلووات نصب شده است و هزینه میكروتوربین‌ها 2000 تا 2400 دلار به‌ازای هر كیلووات نصب شده است.

سایر كاهش‌های هزینه به‌واسطه یارانه‌ها و تشویق‌ها در مناطق مختلف ایجاد شده است. بیشتر تشویق‌ها در منطقه كالیفرنیا از طریق برنامه ابتكاری خود تولیدی (SGIP) صورت می‌پذیرد.

كالیفرنیا از سال 2000 برنامه ابتكاری خود تولیدی (SGIP) را آغاز نمود كه شامل فن‌آوری‌های تولید برق پیل‌سوختی و انرژی‌های تجدیدپذیر می‌شود. امروز این برنامه برای دومین بار تكرار شده است و برای انرژی خورشیدی برنامه‌ای مجزا و فن‌آوری‌های با د و پیل‌سوختی با هم درنظرگرفته شده است.

در برنامه SGIP، نصب‌های منفرد جدید با بیش از 5 مگاوات می‌توانند برای این یارانه اقدام كنند. با اولین 3 مگاوات واجد شرایط %100 بودجه موجود برای 1-0 مگاوات می‌شوند. %50 برای 2-1 مگاوات و %25 برای تا مگاوات است. سوخت‌های تجدیدپذیر گاز زیستی و سوخت‌های غیرتجدیدپذیر غیر از دیزل نظیر گاز طبیعی می‌توانند در پیل‌های سوختی به‌كار روند.

جدول زیر از هندبوك SGIP سال 2008، سطوح فعلی یارانه‌ها را مشخص می‌كند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

جدول 1- سطح یارانه برای پیل‌‌های سوختی از برنامه SGIP

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

بودجه فعلی برای این برنامه تا سال 2012 است. با اجرای این برنامه كالیفرنیا سریع‌ترین رشد را در توسعه واحدهای نیروگاهی بزرگ نسبت به سایر نقاط جهان داشته است.

تقسیم‌بندی بازار

با توجه به آنچه پیشتر در این گزارش گفته شد، تعداد نواحی مربوط به این بازار محدود است:

بیش از 10 كیلووات= مراكز داده

350-400 كیلووات= مجتمع‌های اداری، بیمارستان‌ها، زندان

بیش از 2 مگاوات= نیروگاه‌ها، مزارع سرور

درحال حاضر، واحدهای اندازه متوسط 250 تا 400 كیلووات بالاترین نرخ‌ پذیرش را با اختصاص نیمی از واحدهای انتقال داده شده به واحدهای CHP به خود اختصاص دادند. دلیل این رشد جهشی، در توجه به این واحدها، افزایش قوانین شهری و منطقه‌ای بر روی آنچه ساختمان سبز نامیده می‌شود به همراه افزایش آگاهی از مزایای تولید برق غیرمتمركز است. دو نمونه از این بازارها در لندن و نیویورك در ذیل آورده شده است:

- در لندن، "برنامه لندن" الزاماتی برای همه ساختمان‌های تجاری جدید جهت كاهش آلایندگی كربنی تا %20 دارد كه براساس قوانین ساختمان‌های ملی فعلی (L Part) به سمت ساخت ساختمان‌های با كربن پایین و صفر می‌رود. تأثیر این برنامه خریداری 3 پیل‌سوختی برای مجتمع‌های اداری بوده است.

- كارشناسان در نیویورك متوجه شده‌اند كه تقاضای شبكه اشباع شده است و فعالانه در جستجوی به‌كارگیری برق غیرمتمركز جهت كاستن بار هستند. لذا اجازه می‌دهند توسعه جدی انرژی‌های جدید ادامه یابد. بخشی از تشویق‌ها و سیاست‌های جدی نیویورك برای ارتقا پذیرش فن‌آوری‌های تولید غیرمتمركز شامل پیل‌سوختی در ذیل آمده است:

1- دستورالعمل اجرایی 111- این دستورالعمل الزام می‌كند تا سال 2010، %20 از برق مصرفی در ساختمان‌های شخصی و اجاره‌ای از طریق آژانس‌های ایالتی بایستی از باد، گرمایی خورشیدی، فتوولتائیك، زیست‌توده، موج، زمین‌گرمایی، زباله متان و پیل‌های سوختی تولید شود.

2- برنامه كاهش پیك بار- از اهداف این برنامه كاهش تقاضای پیك برق در ایالت نیویورك، با تأكید ویژه در شهر نیویورك است. بخشی از این برنامه با هدف افزایش پذیرش فن‌آوری‌های پاك صورت گرفته است و هم‌چنین با تأمین بار پایه تقاضای برق را در اوج مصرف كاهش می‌دهند. انرژی‌های تجدیدپذیر و پیل‌های سوختی واجد شرایط این بودجه هستند.

یكی از بزرگترین نصب‌های پیل‌سوختی در جهان پیل‌های سوختی اسیدفسفریكی UTC با توان مجموع 8/4 (KW 400×12) مگاوات است. این نصب در برج Freedom و 3 برج جدید تحت ساخت در سایت مركز تجارت جهانی در منهاتن نیویورك می‌باشد.

مالك برج Freedom شركت Port Authority نیویورك است و برج 2 و 3 و 4 متعلق به بخش خصوصی می‌باشد. واحدهای پیل‌سوختی به‌عنوان مولد 3 منظوره، گرمایش و سرمایش را نیز برای این برج‌ها تأمین می‌كند. تحویل سیستم‌های پیل‌سوختی PuerCell در ژانویه سال 2009 صورت می‌گیرد.

تمركز بر مراكز داده و مزارع سرور:

این گزارش مراكز داده و مزارع سرورها را كه بازار بالقوه برای پیل‌های سوختی نیروگاهی هستند یادآوری می‌كند. ما معتقدیم، این زمینه مانند یك غول بزرگ خوابیده است كه اگر به‌وسیله پیل‌های سوختی بیدار شود می‌توانند به علت حجم تقاضای بالا در این بخش، بازار بزرگی را خلق كند. در این قسمت گزارش به صورت ‌ویژه، سابقه‌ای از این بازار و دلیل تمركز بر آن جهت كاهش تقاضای انرژی نشان داده می‌شود.

نیاز به برق از طریق تكثیر وسیع كامپیوترهای شخصی همه جا وجود دارد. كامپیوترها، نوت‌بوك‌ها و سایر تجهیزات الكترونیك شخصی نظیر Blackberry ها و هر آنچه ذخیره‌سازی الكترونیكی داده می‌كند از این نمونه هستند. در اتاق‌های سرور بسته به اندازه اداره و نیازمندی‌های داده، سرور با دانسیته بالاتر شامل پهنای باد بیشتر وجود دارد و به همراه آن تهویه مطبوع نیز نیاز است.

مزارع سرور دارای پمپ‌های استروئید هستند و هركدام شامل هزارها و یا میلیون‌ها سرور می‌باشند كه با یكدیگر جمع شده‌اند. مزارع سرور كه توسط google عمل می‌كنند محتملاً شامل بیش از یك میلیون سرور می‌باشد.

غالب افراد در مورد میزان تقاضای انرژی این مراكز داده نمی‌دانند. در تعدادی از مطالعات اخیر كه از سوی دولت امریكا صورت گرفته است تقاضای برق بخش‌های گروه‌های سیلكون‌ولی (Silicon Valley) و آزمایشگاه ملی لارنس‌بركلی در امریكا محاسبه شده است. نمودار 9 و 10 از آزمایشگاه لارنس‌بركلی، مدل تقاضای جهانی این بخش را نشان می‌دهد.

در سال 2005 میزان برق مصرفی در مراكز داده 130 تراوات ساعت در سال محاسبه شد كه 8/0 درصد فروش برق جهانی در یك سال است. تنها در امریكا این میزان 40 تراوات ساعت بوده است.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 8- تقاضای برق مراكز داده جهانی امریكا

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

با افزایش تقاضا برای ذخیره‌سازی اطلاعات از قوانینی چون قانون (2002) Sarbanes- Oxley امریكا كه كلیه شركت‌ها را به ارتباطات الكترونیكی دیجیتال وادار می‌كند به همراه رشد اطلاعات در وسایل الكترونیكی شخصی نظیر PDA و ازدیاد سرورها با پهنای با چگالی زیاد (نمودار 9) موجب رشد 40 درصدی تقاضای برق تا سال 2010 می‌شود. این‌ها به بازار انبوه برق اضافه می‌شوند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

نمودار 9- افزایش چگالی انرژی مراكز داده‌ها 9 سایت تحت نظارت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

مشابه میزان برقی كه برای سرورها مصرف می‌‌شود، برای سرد كردن آن‌ها نیز نیاز است. در مقاله جدیدی بر روی مزارع سرور در مجله Fortune، این گفته برجسته شده است كه قفسه‌های سرور می‌تواند به داغی برج 7 فوتی از آون‌های تستر باشد. آن‌ها بقدری گرم هستند كه یك شركت معادل دلاری كه برای تأمین برق یك سرور هزینه می‌كند، بایستی برای تهویه مطبوع نیز هزینه كند تا آن را سرد نگه دارد.

این خیلی غیرمنتظره نیست كه بدانید توسعه مزارع سرور جدید برخلاف ادارات مراكز اطلاعات پایه كه تا حدی مستقل از مكان هستد، تعدادی معیارهای كلیدی هستند از جمله دسترسی به الكتریسیته ارزان و سرمایش افزایش و یا در نهایت تغییرات دمایی بیشتر می‌باشد.

به دنبال این تقاضای زیاد و درحال رشد برای برق برخی شركت‌ها سراغ پیل‌های سوختی رفتند. درحال حاضر كارهای انجام شده در این زمینه در واحدهای rack mountable UPS هستند كه توسط APC، هیدروژنیك، FuturE و Rittal توسعه می‌یابند. این واحدها برای جایگزینی بانك‌های باتری‌ها با برق UPS در فضاهای بسته اماكنی كه شرایط آلاینده سخت‌گیرانه دارد طراحی شده‌اند. واحدهایی كه هم‌اكنون در بازار وجود دارند از نوع پلیمری بوده و با هیدروژن فشرده كار می‌كنند و كاركرد UPS را زمانی كه برق شبكه قطع است، تأمین می‌كنند. پول بیشتر، چالش‌های بیشتر و فرصت‌های بیشتر از تأمین برق و سرمایش تركیبی (CCP) برای اتاق‌های سرور حاصل می‌شود.

سیستم‌های سرمایش متداول سوخت‌هایی مثل گاز طبیعی را می‌سوزانند و یا برق را به‌عنوان رانشگر موتور الكتریكی برای كمپرسور مورد استفاده در افزایش فشار بخار ماده سرد كننده به‌كار می‌برند. چیلرهای جذبی گرما را برای تأمین سرمایش به‌كار می‌برند. در واقع گرما به‌عنوان محصول ارزان و مازاد وارد چیلرهای جذبی شده و آن‌ها به‌عنوان راه‌حلی مؤثر وارد بازار می‌شوند. لذا دیگر سیستم‌های متداول مؤثر نیستند و برای این دلیل است كه پیل‌های سوختی به‌عنوان واحدهای CHP امروزه به جستجوی واحدهای CCP و اتصال چیلرهای جذبی به واحد هستند. تا به امروزه شركت‌های CFC Solution و UTC Power نصب‌های نمایشی از این تكنولوژی‌ها داشته‌اند.

پیل‌های سوختی نیروگاهی بزرگ پتانسیل عظیمی را در این بخش ارائه می‌دهند زیرا آن‌ها مدولار هستند. بنابراین هر افزایش تقاضا را می‌توانند جوابگو باشند. می‌توانند شبكه گاز طبیعی را اشغال كنند، از اشباع شبكه جلوگیری می‌كنند. مستقل دمایی هستند و می‌توانند گرمای مازاد با درجه بالا و یا پایین تولید كنند. اما دو واقعیت در مورد آن‌ها وجود دارد. اولین كه به لحاظ فنی باید ضریب اطمینان حاصل كنند و دوم آنكه فعالان بایستی واقعاً قادر به مواجه با تقاضای بازار باشند:

1- ضریب اطمینان- دسترسی برق برای مراكز اطلاعاتی به‌ویژه مزارع سرور بایستی بسیار مطمئن باشد. دسترسی برق آن‌ها برای این مراكز باید 99999/99 درصد در زمان باشند. هر قطعی برق می‌تواند میلیون‌ها دلار به این شركت‌ها ضرر بزند و این دلیلی است كه سیستم‌های UPS و مولدها پیش پا افتاده شده‌اند.

2- قابلیت تولید: مورد دوم در مورد بازار، قابلیت تولید است. هركدام از مزارع سرور جدید می‌توانند تقاضای برق تا 125 مگاوات داشته باشند اما در حال حاضر تولید برق در بخش پیل‌سوختی چنین قابلیتی را نمی‌دهد.

مروری بر شركت‌ها:

خلاصه مروری از آخرین دستاوردهای شركت كلیدی در این بخش در ادامه ارائه می‌شود. البته این یك لیست انحصاری از كلیه شركت‌هایی كه در این زمینه مشغول به‌كار هستند، نیست.

شركت پیل‌های سوختی Ansaldo: (ایتالیا و پیل‌سوختی كربنات مذاب)

این شركت سیستم‌های یكپارچه پیل‌سوختی را با استفاده از فن‌آوری پیل‌سوختی كربنات مذاب خود برای محدوده 100 كیلووات تا مگاوات توسعه می‌دهد و آن‌ها را وارد بازار می‌كند. درحال حاضر این شركت بر روی پروژه‌های نمایشی مرحله Beta كار می‌كند و در طی 12 ماه گذشته 2 قرارداد توسعه‌ای امضا نموده است.

این شركت با Enel همكاری می‌كند كه سیستم تولید سه‌منظوره یكپارچه كربنات مذاب تا توان 5/0 مگاوات را توسعه، ساخته و تست می‌كند و از فن‌آوری پیل‌سوختی شركت Ansaldo استفاده می‌كند.

قرارداد ساخت آن تا اواسط 2009 در مركز تحقیقاتی Enel در ایتالیا می‌باشد.

قرارداد دوم با شركت سیستم‌های پیشرانهL-3 Communications combat (L-3 CPS) است. و برای توسعه و بازاریابی سیستم‌های تولید انرژی پیل‌سوختی در امریكای شمالی با اهداف نظامی همكاری می‌كند.

هم‌چنین یك همكاری تجاری با پروژه اتحادیه اروپا دارد و سیستم‌های پیل‌سوختی كربنات مذاب با گازهای زیستی را توسعه می‌دهند. قطعات BoP متفاوتی در دست توسعه دارد كه شامل واحد خالص‌سازی گاز زیستی و یك چیلر با تكنولوژی كربنات مذاب دارد. هدف این پروژه دو آزمایش میدانی یك مگاوات در ایتالیا و اسپانیا برای سال‌های 2010 و 2011 است.

شركت CFC Solution: (آلمان، پیل‌سوختی كربنات مذاب)

این شركت (قبلاً MTU CFC) استك‌های شركت FuelCell Energy را در داخل واحدهای Hot Module خود برای بازار اروپا یكپارچه می‌كند.

عكس1- محصول جدید شركت HM 320 Hot Module: CFC Solutions

بزرگترین شركت توسعه در سال اخیر، HM320 با توان 363 كیلووات و 250 كیلووات با بازدهی 45 درصد را آغاز نمود. به همراه آن HM 320 CFC Solutions برای واحدهای 400 و 500 كیلووات و یك مگاوات برای سال‌های 2009، 2010 و 2011 درحال توسعه است.

به همراه سایر شركت‌های اروپایی كه در این موضوع كار می‌كند، انتظار می‌رود ما شاهد افزایش فعالیت این شركت در طی 7 سال آینده از سوی بودجه JTI اروپا باشیم. هم‌چنین آلمان از برنامه نوآوری ملی (NIP) بر روی شركت پیل‌سوختی ملی متمركز شده است تا از مراحل نمایش به بازار تجاری برسند.

شركت FuelCell Energy: (امریكا، كربنات مذاب)

در بخش محصولات در كلاس مگاوات این شركت با محصول PFC خود پیشتاز است و امروزه این شركت بر روی كاهش هزینه‌ها و فروش در بازارهای كلیدی متمركز شده است.

این شركت همانند CFC Solutions سیستم‌ها را برای مارابنی (ژاپن) و Posco Power (كره جنوبی) تأمین می‌كند. سفارشات Posco در مقیاس 40 مگاوات است كه این شركت سیستم كامل FuelCell Energy را می‌گیرد و آن را راه‌اندازی می‌كند (اواخر سال 2008). البته فقط یك مرتبه شركت Posco محصول این شركت را راه‌اندازی می‌كند پس از آن شركت FuelCell Energy استك را تحویل داده و شركت Posco، BoP را تولید نموده و كارهای یكپارچه‌سازی را خود انجام می‌دهد.

در امریكا شركت FuelCell Energy با كالیفرنیا طی پروژه SGIP و كنكتیكات به‌عنوان دو بازار كلیدی و مهم ارتباط دارد.

در سال جاری این شركت تحت پروژه "Project 150" در 3 پروژه 2/16 مگاواتی با نیروگاه DFC3000 شركت دارد. اولین پروژه در میلفورد است كه یك پروژه 7/8 مگاواتی می‌باشد و 3 نیروگاه DFC3000 با یك Turbo Expander 5/1 مگاواتی یكپارچه می‌شدند. 2 پروژه دیگر برای بیمارستان‌های ایالت با توان‌های 8/4 و 4/2 مگاوات هستند و به ترتیب برای كاربرد CHP و استرلیزه كردن به‌كار می‌روند.

برنامه كاهش قیمت این شركت نیز با موفقیت انجام شده است و 20 درصد كاهش قیمت در سال 2008 از دو نیروگاه DFC1500 و DFC3000 داشته‌اند. این شركت قول مثبت داده كه با فروش واحدهای بیشتر، افت قیمت بیشتری خواهد داشت.

طبق آنچه در این گزارش مشاهده می‌كنیم، 60 درصد از همه سفارشات واحدهای بزرگتر از یك مگاوات تا سال 2009 برای واحد DFC3000 می‌باشد.

شركت Fuji Electric: (ژاپن، پیل‌سوختی اسید فسفریكی)

این شركت بازاریابی واحد 100 كیلوواتی پیل‌سوختی خود را آغاز نموده و هدف خود را افزایش سالانه 50 واحد از سپتامبر 2008 اعلام نمود. بازارهای هدف این واحدها شامل دفع زباله، كارخانجات شیمیایی، پالایشگاه‌های نفتی كه هیدروژن و متانول را ذخیره می‌كنند و در ساختمان‌هایی نظیر بیمارستان‌ها كه با گاز شهری تأمین می‌شوند و در آنجا واحد پیل‌سوختی در مواقع اضطراری قطع گاز می‌تواند با سوخت LPG روشن شود. در این حالت توان خروجی از واحد تا 70 كیلووات افت می‌كند و می‌تواند برای 3 ساعت با یك سیلندر 50 كیلوگرمی LPG كار كند.

مظنه نصب این واحد در منطقه 650 هزار دلار است.

شركت HydroGen: (امریكا، پیل‌سوختی اسید فسفریكی)

همان‌طور كه قبلاً ذكر شد، شركت HydroGen سال پر فراز و نشیبی را طی نموده است. در ابتدای سال این شركت وارد قرارداد استراتژیك با شركت سامسونگ گشت كه سامسونگ حق توزیع انحصاری برای بازاریابی و فروش محصولات نیروگاه پیل‌سوختی اسید فسفریكی را در آسیا و خاورمیانه به‌دست آورد. این قرارداد هم‌چنین شامل یك ضمیمه بود كه مضمون آن فروش اولیه 5 واحد پیل‌سوختی در حد مگاوات به سامسونگ بود و یك توافق با HydroGen برای توسعه واحد چند مگاواتی كه با گاز طبیعی راه‌اندازی شود، انجام گرفت. به همراه فروش واحدها به سامسونگ مشخص شده كه تعدادی از سیستم‌های پیل‌سوختی به‌عنوان تولیدكننده انرژی مستقل تحت PPA كار می‌كنند.

با امضای این قرارداد HydroGen مجبور به اخراج دوسوم از كاركنان خود شده و هم‌اكنون در جستجوی بودجه كوتاه‌مدت برای ادامه سرمایه‌گذاری است.

شركت هیدروژنیك: (امریكا- پیل‌سوختی پلیمری)

شركت هیدروژنیك با شركت APC (تبدیل برق امریكا) از سال 2006 در زمینه آزمایش rack mountable، جانشین استك‌های پیل‌سوختی برای خط UPS شركت APC همكاری می‌كند. نسل دوم محصول این شركت FCXR یك سیستم UPS است كه در یك قفسه استاندارد 19 اینچی نصب شده است. این واحد قابلیت افزایش مقیاس از 10 تا 30 كیلووات را دارد و با هیدروژن مستقیم كار می‌كند.

در مورد قیمت این شركت ادعا نموده كه این واحد برای بیش از 2 ساعت كاركردن، هزینه نهایی پایین‌تری نسبت به باتری‌های سرب اسیدی دارند.

زیمنس: (امریكا، پیل‌سوختی اكسیدجامد)

شركت زیمنس بر روی طراحی پیل‌سوختی اكسیدجامد Delta 8 از سال 2006 تحت برنامه SECA امریكا كار می‌كند و سال گذشته نتایج طراحی Delta 9 خود را نیز منتشر نمود.

در حین اینكه این شركت بر روی واحدهای كوچك (كمتر از 10 كیلووات) فعالیت دارد یكی از 3 تیم كاری آن بر روی واحد 100 مگاواتی به‌علاوه واحد پیل‌سوختی ذغالی فعالیت دارد.

طبق یك گزارش غیررسمی شركت زیمنس واحدهای اكسیدجامد خود را به یكباره فروخته است كه اگر این ادعا صحت داشته باشد، برای بار دوم زیمنس خود را از تحقیق و توسعه پیل‌های سوختی كنار كشیده است.

سیستم‌های پیل‌سوختی رولز- رویس: (امریكا- پیل‌سوختی اكسیدجامد)

در سال 2008 پنداشته می‌شد كه این شركت اقدام بزرگی برای واحدهای پیل‌سوختی اكسیدجامد آغاز نموده است اما هدف فعلی آن برای سال 2008 آزمایش یك واحد 250 كیلوواتی و راه‌اندازی آن برای 100 ساعت در سال 2008 است.

شركت UTC Power: (امریكا، پیل‌سوختی اسید فسفریك)

این شركت در سال گذشته در بخش نیروگاهی بزرگ با اعلام جزئیات واحد 400 كیلوواتی و تعداد پیش‌فروش آن در مقیاس 8/4 مگاوات كه پیش‌تر ذكر شد، پیشرفت خوبی داشت.

PureCell 400 با توان 400 و 500 كیلووات در كاربردهای CHP، CCP می‌تواند در كاربردهای متصل و یا جدا از شبكه كاربرد دارد.

افزایش بازدهی و كاهش هزینه و برخی ادعاها كه در برخی زمینه‌ها، هزینه الكتریسیته این واحد از برق شبكه نیز ارزان‌تر است، دلیل فروش قابل توجه این واحد جدید می‌باشد. بدیهی است كه این قیمت بستگی زیادی به قیمت خوراك ورودی دارد كه مقدمتاً گاز طبیعی خواهد بود. در سال 2010، راه‌اندازی با گاز هاضم بی‌هوازی نیز یكی از گزینه‌ها می‌باشد.

شركت Wärtsilä: (فنلاند،اكسیدجامد)

Wärtsilä یكی از انگشت‌شمار شركت‌های غیرامریكایی فعال در زمینه پیل‌های سوختی نیروگاهی بزرگ است.

این شركت درحال توسعه نمونه نخست WFC 20 است و در نظر دارد كه اولین واحد 20 كیلوواتی را در سال 2008 به نمایش درآورد.

توسعه واحدهای بزرگ‌تر در محدوده توانی 50 تا 250 كیلووات برای سال 2009 تا 2011 برنامه‌ریزی شده است. استك این واحدها توسط شریك آن Topsoe Fuel Cells ساخته می‌شود.

در امسال یك Wärtsilä با خروجی توان 20 كیلووات و گرمای 14 تا 17 كیلووات در نمایش خانگی Vaasa در فنلاند دیده شد.

این شركت از سال 2015 محصولات خود را تجاری خواهد نمود.

spow · 13 بهمن، ۱۳۸۹

انبار ونگهداری دیگهای بخار:

اگر به هر دلیلی برای مدتی خارج از سرویس باشد و از ان استفاده نشود ، جهت حفاظت قسمت های داخلی و تخت فشار ان باید روشهای مناسب اتخاذ شود.

نگهداری دیگ سرد با دو روش مرطوب وخشک انجام می شود.در نگه داشتن کوتاه مدت دیگ بخار یعنی بین 24 ماه از روش مرطوب استفاده کرد اما در نگهداری طولانی تر باید از روش خشک استفاده شود.

1. نگهداری با شیوه مرطوب:

در اینگونه نگهداری دیگ بطور کامل و بدون هوا با اب پر می شود جهت از بین بردن اکسیژن موجود در اب وتنظیم ph ان بین11-10 به مقدار کافی سولفیت یا هیدرازین و امونیاک به اب دیگ اضافه شود.

استفاده از امونیاک و هیدرازین بر سولفیت سدیم ترجیح داده می شود زیرا هر دو فرار بوده و املاح اب را افزایش نمی دهد. علاوه بر این رسوبی ایجاد نمی شود، هنگام راه اندازی مجدد دیگ، احتیاجی به تخلیه صرف زمان نیست.

اضافه کردن مواد شیمیای در دیگ باید به نحوی انجام شود که از اختلاط کامل انها اطمینان حاصل شود همچنین در صورت امکان یخ زدگی دیگ، پیش بینی های لازم مانند قرار دادن المان گرم کننده در داخل یا اطراف دیگ ضروری است.

2. نگهداری با شیوه خشک:

در نگهداری های طولانی تر باید دیگ را کاملا تخلیه، تمیز ودر صورت لزوم به کمک هوای گرم کاملا خشک کرد. سپس باید با قرار دادن کیسه هایی از خشک کننده ها نظیر سیلیکاژل در داخل دیگ ان را به حالت خشک نگهداری کرد. سپس درب دیگ را کاملا بسته و از نفوذ هوا به ان جلوگیری می شود. بازدید منظم خشک کننده باید انجام شود و در صورت نیاز کمبود ان جبران شود.

مواردی که لازم است بصورت سالیانه کنترل شوند عبارتند از:

1- حداقل یکبار بازرسی وتمیز کاری

2- وضیعت شیرها از نظر باز و بسته شدن

3- میزان بودن کنترل کننده ها روی درجات مورد نظر

4- کیفیت اجرهای نسوز و در صورت نیاز تعویض انها در درب جلو و عقب

5- مرور اطلاعات ثبت شده به وسیله اپراتورها

spow · 13 بهمن، ۱۳۸۹

بهره برداری نیروگاه

نيروگاه مجموعه اي از تاسيسات مختلف تبديل انرژي است كه در آن انرژي از انواع مختلف به شكل الكتريكي تبديل مي شود. مسئوليت بهره برداري، نگهداري و تعميرات اين تاسيسات پس از دوره ساخت تا آخر دوره بهره برداري به شركت، سازمان و يا واحد بهره برداري سپرده مي شود.

بهره برداري به مجموعه اي از عمليات و فرايندها براي بهره گيري فني و اقتصادي از نيروگاه اطلاق مي شود كه در آن انرژي الكتريكي با استفاده از منابع، مواد، تجهيزات و بودجه اختصاص يافته توليد مي شود.

spow · 15 اسفند، ۱۳۸۹

بررسي تجربي تأثير تعداد پره هاي رانر در ارتعاشات توربين-ژنراتور هاي نيروگاه شهيد عباسپور

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 21 اسفند، ۱۳۸۹

سیکل ترمودینامیکی نیروگاه بخار

spow · 21 اسفند، ۱۳۸۹

در اين‌ نوشتار پس‌ از معرفي‌ سيستمهاي‌ مختلف‌ CPP، با توجه‌ به‌ مزايا و معايب‌ اين‌سيستمها، سيستم‌ با CPP مناسب‌ (كاتيوني‌ - مخلوط) با رزين‌ قابل‌ احيا، انتخاب‌ شده‌ وبراساس‌ آن‌ چگونگي‌ طراحي‌، ساخت‌ و نصب‌ پايلوت‌ CPP زرين‌ قابل‌ احيا به‌ موازات‌سيستم‌ CPP نيروگاه‌ طوس‌، توضيح‌ داده‌ شده‌ است‌. در انتها تأثير عوامل‌ مختلف‌ نظير دما،دبي‌ آب‌، غلظت‌ و نوع‌ يون‌ و زمان‌، بر عملكرد و كارايي‌ پايلوت‌ CPP ارايه‌ شده‌ است‌ كه‌ باتوجه‌ به‌ نتايج‌ حاصل‌، مشخص‌ شده‌ جايگزيني‌ سيستم‌ CPP موجود در نيروگاه‌ طوس‌ باسيستم‌ انتخابي‌ در نظر گرفته‌ شده‌، مناسب‌ است‌.

در سالهاي‌ اخير به‌دليل‌ نياز به‌ بويلرهاي‌فشار بالا، تصفيه‌ كندانسيت‌، مورد توجه‌بيشتري‌ قرار گرفته‌ است‌. از آن‌جا كه‌كندانسيت‌ عموما عاري‌ از املاح‌ محلول‌بوده‌ و نياز آن‌ به‌ تصفيه‌، كم‌ است‌، گاه‌ درتصفيه‌ آن‌ غفلت‌ شده‌ است‌ و در شرايطي‌ كه‌كندانسيت‌ آلودگي‌ زيادي‌ داشته‌، عموما دورريخته‌ شده‌ است‌.

تا قبل‌ از بكارگيري‌ بويلرهاي‌ جديد، به‌مساله‌ تصفيه‌ كندانسيت‌ توجه‌ زيادي‌نمي‌شد ولي‌ امروزه‌ با توجه‌ به‌ اين‌كه‌بويلرهاي‌ جديد، داراي‌ درجه‌ حرارت‌، فشارو ظرفيت‌ بالايي‌ هستند، مقادير جزيي‌ املاح‌و مواد معلق‌ نيز مشكل‌ آفرين‌ است‌. درچنين‌ حالتهايي‌ صرفا تصفيه‌ آب‌ جبراني‌كافي‌ نبوده‌ و بايد آلودگيهاي‌ كندانسيت‌بازگشتي‌ به‌ بويلر نيز به‌ حداقل‌ مقدار ممكن‌برسد. با ظهور انرژي‌ هسته‌اي‌ به‌ ويژه‌ كاربردراكتورهاي‌ آب‌ جوشان‌ و راكتورهاي‌ باخنك‌كن‌ گاز، نياز به‌ تصفيه‌ كندانسيت‌ قبل‌ ازورود به‌ بويلر، افزايش‌ پيدا كرده‌ است‌.

حدود 50 درصد يا بيشتر از آب‌ تغذيه‌بويلر، كندانسيت‌ تشكيل‌ شده‌ در كندانسوراست‌ و اين‌ در حالي‌ است‌ كه‌ در بويلرهاي‌ بافشار 2000psi و بالاتر، تصفيه‌ كندانسيت‌،مورد نياز است‌. بويلرهاي‌ جديد نسبت‌ به‌ تشكيل‌ رسوب‌، بسيار حساس‌ بوده‌ و اين‌رسوبات‌ مي‌توانند موجب‌ بروز اورهيت‌شده‌ يا به‌ ديواره‌ لوله‌هاي‌ قسمتهاي‌ مختلف‌آسيب‌ برسانند. همچنين‌ در نتيجه‌ناخالصي‌هاي‌ موجود در آب‌ جبراني‌،احتمال‌ بروز پديده‌ حمل‌ قطرات‌

(Carry Over) افزايش‌ يافته‌ كه‌ موجب‌ پايين‌آمدن‌ كيفيت‌ بخار و در نهايت‌ كاهش‌ بازدهي‌توربين‌ شده‌ و از طرف‌ ديگر به‌ صورت‌تركيدگي‌ خوردگي‌ تنشي‌ (SCC)پديدارمي‌شود.

تصفيه كندانسيت در نيروگاهها

هدف از تاسيس واحد تصفيه كندانسيت (CPP)، تصفيه كل جريان كندانسيت به گونه اي است كه كيفيت استاندارد آب بويلر/ آب تغذيه در صورت ورود هرگونه ناخالصي به كندانسيت ، ثابت نگه داشته شود. انواع مختلفي از سيستمهاي CPPوجود دارد كه بخش اصلي تصفيه همه آنهاشامل بستر مخلوط است . انواع سيستمهاي متداول تصفيه كندانسيت شامل اين موارداست :

- بسترهاي مخلوط

- رزين پودري رPowdex بسترهاي مخلوط

- بسترهاي مخلوطر رزينهاي پودري Powdex

- واحدهاي كاتيوني ر بسترهاي مخلوط-*****هار بسترهاي مخلوط

- ***** با پوشش كاتيوني ر بسترهاي مخلوط

- واحدهاي كاتيوني ، واحد آنيوني ر واحدكاتيوني

انتخاب سيستم CPP مناسب با رزين قابل احيا در نيروگاه طوس

در يون زدايي كندانسيت با استفاده ازرزينهاي پودري ، لايه نازكي از رزينهاي كاتيوني و آنيوني (دانه بندي رزين حدود30mm) بر روي سطح خارجي استوانه فلزي ميان تهي قرار گرفته است . استفاده از تا اين رزينها در رزين CPP اشباع كامل ظرفيت يارسيدن به افت فشار مشخص ، ادامه دارد. درپايان اين مرحله با عبور آب درجهت عكس جريان بهره برداري ، رزين اشباع شده از سطح استوانه ، جدا مي شود.

مزاياي اصلي اين سيستم عبارتند از:

الف ) به مقدار قابل ملاحظه اي از مهاجرت محصولات خوردگي به بويلرهاي LPجلوگيري مي كند.

ب ) تعويض رزينهاي كاركرده آسان است .

مهمترين معايب اين سيستم عبارتند از:

الف ) هزينه بهره برداري آن بالاست چون رزينها در دوره هاي مشخصي از بهره برداري ،بايد تعويض شوند.

ب ) محدوديت دماي بهره برداري ، وجوددارد.

ج ) قابليت محدود براي رفع آلودگي كندانسيت .

در سيستمهاي CPP اوليه نيروگاهها، براي اولين مرحله تصفيه ، از ***** استفاده مي شد.*****هاي پريكوت ، يكي از انواع اين *****هاست كه گرانقيمت بوده اما فضاي نسبتا كمي اشغال مي كنند. اين *****هاعموما با بازدهي بالايي ، آهن معلق دركندانسيت را حذف مي كنند اما دفع پريكوت اشباع شده از سطح استوانه ها، همواره كامل نبوده و اين امر باعث مي شود تا پريكوت بعدي داراي كيفيت مطلوب نباشد. از ديگرانواع *****ها، *****هاي مغناطيسي است .اين *****ها ذرات مواد فرومغناطيسي و به مقدار محدود، اكسيد مس را حذف مي كنند. استفاده از اين *****ها به دليل كنترل شديد درشرايط شيميايي و نصب نيروگاههايي CPPكه آب تغذيه با كيفيت عالي مورد نظر است ،ادامه پيدا نكرد.

بسترهاي مخلوط واحد CPPساختاري مشابه با واحدهاي آنيوني و كاتيوني تصفيه آب جبراني دارند. بسترهاي مخلوط در CPPبايد داراي امكانات احياي خارجي باشندچون تداخل رزينهاي كاتيوني و آنيوني درفصل مشترك دو نوع رزين باعث كاهش بازده احياي بستر مي شود. اولين ضرورت دركاهش آلودگي رزينها با محلولهاي احيا كننده اين است كه اين رزينهاي كاتيوني و آنيوني بايد داراي دانه بندي و دانسيته مناسب باشندتا جداسازي خوبي در شست وشوي معكوس به وجود آيد. البته در حالت ايده آل ،رزين آنيوني با دانه بندي كوچك و دانسيته پايين ، بهترين شرايط جداسازي را فراهم مي كند. اگر چه ساير عوامل از قبيل افت فشار، قدرت فيزيكي ، ظرفيت بهره برداري ورفتار سينتيكي نيز بايد رضايت بخش باشد.

spow · 21 اسفند، ۱۳۸۹

اگر يك واحد كاتيوني (به شكل هيدروژني ) قبل از بستر مخلوط قرار گيردنسبت رزين كاتيوني به آنيوني در بسترمخلوط حدود 1:1 خواهد بود و در غياب بستر كاتيوني فوق ، اغلب نسبت بالاتركاتيون به آنيون ، يعني حدود2:1 استفاده مي شود. از نظر تبادل يون ، سيستم كاتيون -مخلوط نسبت به سيستم بستر مخلوطارجحيت دارد.

مزاياي اصلي سيستم كاتيون - مخلوطعبارتند از:

الف ) آب با كيفيت بالاتري توليد مي شود.

ب ) از جزء آنيوني بستر مخلوط، ظرفيت بالاتري را مي توان به دست آورد.

ج ) سيستم ، توانايي بيشتري براي تطبيق باتغييرات pH كندانسيت دارد.

د) انعطاف پذيري بيشتري در نسبت كاتيون /آنيون مورد استفاده در بستر مخلوطحاصل مي شود.

س ) تعداد دفعات احياي بستر مخلوطكاهش يافته و در صورتي كه نشتي كندانسوروجود نداشته باشد مي توان پس از هر پنج بار احياي بستر كاتيوني ، يك بار بسترمخلوط را احيا كرد. با كاهش تعداد دفعات احياي بستر مخلوط، ميزان سولفات ورودي به سيستم نيز كاهش مي يابد.

ش ) امكان *****اسيون اضافي فراهم شده كه در نتيجه از رزينهاي بستر مخلوط محافظت مي كند.

از مهمترين معايب سيستم كاتيون - مخلوطعبارت است از: افزايش افت فشار درسيستم و نياز به فضاي بزرگتر و صرف هزينه هاي بيشتر.

با توجه به مطالعات انجام شده ، سيستم تبادل يون كاتيون - مخلوط با رزين قابل احيا به عنوان سيستم مورد نظر براي جايگزيني سيستم CPP موجود در نيروگاه طوس انتخاب شد.

طراحي ، ساخت و نصب پايلوت CPP

با توجه به شرايط عملياتي ، پايلوت CPP انتخابي شامل يك بستر كاتيوني و يك بستر مخلوط، طراحي شد. پس از تهيه مشخصات فني ، فلودياگرام ونقشه هاي ساخت تجهيزات اصلي پايلوت CPP، تصميم گرفته شد. كار ساخت پايلوت به قسمت شيمي نيروگاه طوس واگذار شود. با ساخت تجهيزات اصلي پايلوت ، اين تجهيزات در زير طبقه همكف محل استقرارسيستم اصلي CPPواحد يك آن نيروگاه نصب شد . همان طوركه ازاين شكل استنباط مي شود پايلوت CPP درمسير By Passاز سيستم اصلي CPP وبه صورت موازي با آن نصب شده است .

نتايج آزمايشهاي پايلوت CPP

به منظور ارزيابي عملكرد و كارايي بهينه پايلوت CPP انتخابي ، اثر دما، دبي آب ،غلظت و نوع يون و زمان كاركرد بر كارايي پايلوت CPP در قالب آزمايشهايي بررسي شد كه به صورت خلاصه تشريح مي شود:

الف : اثر دما بر عملكرد و كارايي پايلوت CPP

بررسيهاي انجام شده نشان مي دهد كه كارايي رزينهاي كاتيوني در بستر كاتيوني درحداكثر درجه حرارت 72 درجه سانتي گرادبعد از 26 ساعت كاركرد، معادل 49/88 درصد و كارايي مخلوط رزينهاي آنيوني و كاتيوني در بستر مخلوط در دماي 70 درجه سانتي گراد بعد از 26 ساعت كاركرد،23درصد بوده است .

ب ) اثر دبي آب بر عملكرد و كارايي پايلوت CPP

بررسيهاي انجام شده نشان مي دهد كه با افزايش دبي آب ، كنداكتيويته آب خروجي از بستر كاتيوني شديدا كاهش يافته و رزين كاتيوني اين بستر در حداكثردبي 25m3/hr معادل 49/88 درصد، كارايي دارد. همچنين در حداكثر دبي آب ،كنداكتيويته آب ورودي به بستر مخلوطms/cm 1/3 بوده و كنداكتيويته آب خروجي از بستر مخلوط تا 1ms/cm كاهش مي يابد كه نشان دهنده 23 درصد كارايي رزين انتخاب شده براي دبي فوق است .

ج ) اثر غلظت و نوع يون بر عملكرد و كارايي پايلوت CPP

بررسيهاي انجام شده مطابق شكل (4) نشان مي دهد كه يونهاي آهن و آمونياك به نحومطلوبي توسط پايلوت CPP حذف شده اندولي يون سيليس كاهش كمتري داشته است .همچنين هر قدر غلظت يونهاي آمونيوم وآهن بيشتر باشد تبادل آن به وسيله رزينهاي كاتيوني محسوس تر است . در پايلوت طراحي شده به دليل بار كاتيوني قابل ملاحظه ناشي از يونهاي آمونيوم و آهن و نيزپايين بودن بار آنيوني ، علاوه بر منظور كردن بستر كاتيوني قبل از بستر مخلوط، نسبت رزين كاتيوني به آنيوني در بستر مخلوط2به 1 درنظر گرفته شده است .

ج ) اثر زمان بر عملكرد و كارايي پايلوت CPP

بررسيهاي انجام شده مطابق شكل (5) نشان مي دهد كه با افزايش زمان بهره برداري ازپايلوت ، رزين كاتيوني ظرفيت تبادل خود راحفظ كرده و رزين آنيوني بستر مخلوط،كاهش ظرفيت پيدا كرده است .

ه ) تغييرات pH با دبي آب

بررسيهاي انجام شده مطابق شكل (6) نشان مي دهد كه با افزايش دبي آب ، pH در آب خروجي از بستر كاتيوني ، افزايش و در آب خروجي از بستر مخلوط، كاهش مي يابد.

نتيجه گيري

- از مهمترين مزاياي فني و اقتصادي سيستم جايگزين نسبت به سيستم موجوداين است كه در سيستم موجود رزينهاي پودري در دوره هاي زماني كوتاه ، اشباع مي شوند و به دليل عدم امكان احيا بايدتعويض شوند ولي با بكارگيري سيستم مناسب (كاتيون - مخلوط) با رزينهاي قابل احيا، به دليل قابليت احياي مجدد و همچنين طولاني شدن دوره زماني احياي بسترمخلوط، از مصرف مواد شيميايي نظير اسيدو سود و اتلاف رزين و در نتيجه از خروج ارز، جلوگيري مي شود.

- از معايب فني سيستم موجود بالا بودن كنداكتيويته و آمونياك آب ورودي به CPP، است كه زمان اشباع رزينهاي پودري رادر سيستم موجود كوتاه مي كند ولي درسيستم جايگزين با بكارگيري بستر كاتيوني ،اين نقص برطرف مي شود.

- استفاده از رزين كاتيوني Lewatit S 100به دليل مقاومت حرارتي بالا و حفظ ظرفيت تبادل يون در شرايط طراحي نيروگاه طوس ،مناسب بوده ولي رزينهاي آنيوني LewatitM 500به دليل اين كه در محدوده دمايي 60 تا72 درجه سانتي گراد و حداكثر دبي m3/hr25 از نظر دانه بندي رزين و ظرفيت تبادل يوني تغييراتي داشته و ضمن خرد شدن رزين ، ظرفيت آن كاهش يافته است لذابه جاي رزينهاي آنيوني فوق بايد از سايررزينهاي آنيوني نظير Lewatit MP 500 MB/BGاستفاده شود.

- سيستم جايگزين به لحاظ زيست محيطي نيز بر سيستم موجود برتري دارد چرا كه درسيستم موجود، انتقال رزينهاي پودري درزمان اشباع آن به شبكه پساب صنعتي ،سيستم تصفيه پساب را با مشكل مواجه كرده و در نهايت باعث آلودگي محيط زيست مي شود در صورتي كه در سيستم جايگزين اين وضعيت وجود ندارد.

- نتايج به دست آمده از مطالعات تجربي انجام شده بر روي پايلوت CPP در نيروگاه طوس نشان داد كه كاربرد سيستم CPP بارزين قابل احيا به عنوان جايگزين سيستم CPPموجود، امكان پذير است .

spow · 21 اسفند، ۱۳۸۹

نیروگاه زمین گرمایی ماتنوسکی

ممكن است بحث در خصوص كاربرد انرژيهاي تجديد‌پذير وبويژه انرژي زمين‌گرمايي در كشور روسيه كه داراي ذخاير بسيار عظيم سوختهاي فسيلي (بويژه گاز طبيعي) است قدري عجيب به نظر مي‌آيد. اما حتي اين كشور غني از انرژي نيز در برخي از نقاط دور دست خود با مشكل تامين برق ساكنانش مواجه است. بدين ترتيب كه هزينه حمل سوخت نيروگاهها به نقاط مذكور نيازمند صرف هزينه‌هاي زيادي است. به عنوان مثال اين وضعيت در منطقه كامچاتكا كه نيروگاه ماتنوسكي در آن واقع شده است، وجود دارد. لذا مقامات محلي سعي دارند تا با اكتشافات ميادين زمين‌گرمايي منطقه و بهره‌برداري از آن جهت توليد برق بر مشكل مذكور غلبه كنند. در اين مقاله نخست تاريخچه كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در روسيه به اختصار مطرح شده سپس مطالبي پيرامون منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي و نيروگاه مربوطه ارايه شده است.

تاريخچه بهره‌برداري از انرژي زمين‌گرمايي در روسيه

نخستين تجربه روسها در توليد برق از منابع زمين‌گرمايي در منطقه پاراتونسكي كامچاتكا (در شرق روسيه) در سال 1967 بود كه براي نخستين بار در جهان از سيكل دو مداره براي توليدبرق از منابع زمين‌گرمايي حرارت پايين استفاده شد. ظرفيت نيروگاه مذكور حدود kw600 بود.

نخستين نيروگاه زمين‌گرمايي بزرگ روسيه در سال 1967 و در منطقه پوزتسكي كامچاتكا احداث شد. ظرفيت نصب شده مرحله اول نيروگاه 5 مگاوات بود كه در سال 1982 پس از نصب تجهيزات مرحله دوم، ظرفيت آن به 11 مگاوات افزايش يافت. در سال 1987 نيز يك نيروگاه كوچك از نوع بدون كندانسور به ظرفيت حدود 300 كيلووات نصب شد.

در روسيه از منايع حرارت پايين عمدتاً جهت تامين گرمايش منطقه‌‌اي و يا گرمايش استخرهاي شنا، گلخانه‌ها و مزارع پرورش ماهي و يا درمان بيماريها استفاده مي‌شود. اخيراً كاربرد منابع زمين‌گرمايي در روسيه توسعه زيادي يافته است. در واقع وزارت علوم روسيه متولي توسعه طرحهاي كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در كشور است.

كاربرد انرژي زمين‌گرمايي در منطقه كامچاتكا

شبه جزيره كامچاتكا همراه با جزاير كوريل در منتهي‌اليه شرق روسيه واقع شده است. ساكنين اين مناطق جهت تامين برق مورد نياز خود وابستگي شديدي به سوخت فسيلي وارداتي دارند. اخيراً هزينه توليد برق در نواحي مذكور به 25 سنت به ازاء هر كيلووات ساعت بالغ شد كه متعاقب آن سياستگزاران انرژي بر آن شدند تا استراتژي پيشين خود را تغيير داده و توجه بيشتري به منابع انرژيهاي تجديد‌پذير كنند. يكي از انواع انرژي‌هاي تجديد‌پذير، انرژي زمين‌گرمايي است كه روسها تجربيات فراواني در خصوص بهره‌برداري از آن دارند. آنها تاكنون حدود 1000 حلقه چاه در زمينه اكتشاف و استخراج منابع زمين‌گرمايي حفر كرده‌اند كه رقم بسيار قابل توجهي است. منطقه كامچاتكا داراي ذخاير فراوان انرژي زمين‌گرمايي است كه با مطالعات اكتشافي صورت گرفته، پتانسيل آنها برآورد شده است. طبق محاسبات بعمل آمده، منابع زمين‌گرمايي مذكور قادر خواهند بود برق مورد نياز شبه جزيره كامچاتكا را با هزينه بسيار كمتري نسبت به سوختهاي فسيلي تامين كنند.

منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي

اين منطقه در جنوب شبه‌جزيره كامچاتكا قرار دارد. در واقع اين منطقه زمين‌گرمايي بخشي از منطقه آتشفشاني كامچاتكاي جنوبي است كه در حدود 8 كيلومتري شمال كوه آتشفشاني ماتنوسكي واقع شده است. نزديك‌ترين منطقه مسكوني به آن شهر پتروپاولوسك – كامچاتسكي است كه 125 كيلومتر بامنطقه زمين‌گرمايي فاصله دارد. در زمستان دسترسي به منطقه زمين‌گرمايي مشكل است زيرا در اين ايام بدليل بارش سنگين برف صرفاً با انجام عمليات برق روبي مي‌توان از جاده‌ها عبور كرد. منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي يكي از بزرگترين نواحي روي كره زمين است كه حجم زيادي از حرارت داخل زمين به سطح آن راه مي‌يابد. بر اساس مطالعات اكتشافي بعمل آمده مشخص شده است كه منابع زمين‌گرمايي مناطق كامچاتكا و جزاير كوريل مشتركاً قادر به توليد 2000 مگاوات برق هستند.

اين منطقه كه حدود 30 كيلومتر مربع وسعت دارد شامل آثار و شواهد حرارتي است كه در مجاورت آتشفشانهاي فعال وسيستمهاي زمين‌گرمايي حرارت بالا قرار دارند. در جنوب منطقه نيز كوه آتشفشان ماتنوسكي وجود دارد كه در مجاورت آن گازفشانهاي حرارت بالا و چشمه‌هاي آبداغ مشاهده مي‌شوند واز يال شمالي و دهانه آن نيز بخار خارج مي‌شود.

اين منطقه از نظر فعاليت آتشفشاني بسيار فعال است و در آن دو آتشفشان فعال وجود دارد: ماتنوسكي و گورلي. البته يك آتشفشان خاموش و فرسايش يافته نيز به نام ژيروفسكي نزديكي منطقه زمين‌گرمايي به چشم مي‌خورد. در اطراف دهانه آتشفشان ماتنوسكي فعاليت‌هاي شديد گازفشاني مشاهده مي‌شود. آخرين فعاليت كوه آتشفشاني ماتنوسكي در سال 2001 رخ داد. در آن هنگام ناگهان دهانه آتشفشان منفجر شد كه بر اثر آن خاكسترهاي آتشفشاني به هوا پرتاب شدند.

اكتشاف منطقه زمين‌گرمايي ماتنوسكي طي سالهاي 1978 تا 1990 انجام شده است. تاكنون بيش از 80 حلقه چاه كه عمق آنها بين 1000 تا 2500 متر است در منطقه‌اي به وسعت km225 حفر شده است.

با استفاده از نتايج عمليات حفاري، تا حدود زيادي حدوده مخزن ماتنوسكي مشخص شد. در حال حاضر در نظر است كه يك نيروگاه 120 مگاواتي در مركز منطقه زمين‌گرمايي احداث شود. ماتنوسكي از نوع آبداغ بالنده است. بدين معني كه سيال غالب در مخزن آبداغ است. طبق برآوردهاي بعمل آمده منبع زمين‌گرمايي ماتنوسكي توانايي توليد 300 مگاوات برق را دارد.

به طور كلي منابع زمين‌گرمايي منطقه كامچاتكا به دو دسته حرارت بالا و حرارت پايين تقسيم‌بندي مي‌شوند. منابع حرارت بالا (150 درجه سانتي‌گراد) داراي پتانسيلي معادل MWe1130 هستند. منابع حرارت پايين (150 > درجه سانتي‌گراد) داراي پتانسيل MWt 1345 براي يك دوره 100 ساله هستند. تاكنون طبق اكتشافات انجام شده بيش از 20 ميدان زمين‌گرمايي در منطقه كامچاتكا كشف شده است.

در بين همه ميدانهاي كشف شده ميدان زمين‌گرمايي ماتنوسكي ميداني شاخص به شمار مي‌رود. تاكنون تمامي مطالعات اكتشافي ضروري در اين ميدان انجام شده است و اكنون براي استفاده‌هاي مختلف (توليد برق و كاربردهاي صنعتي) كاملاً آماده است. حدود 30 درصد چاههاي حفر شده در ميدان ماتنوسكي،‌چاههاي توليدي هستند.

سيالهاي توليد شده از ميدان مذكور مخلوط بخار خشك و بخار مرطوب است كه درجه حرارت آن بيش از 240 درجه سانتي‌گراد بوده و آنتالپي آن معادل Kcal/kg 660 است. از نظر تركيب شيميايي، سيال خروجي از چاهها در زمره آبهاي كلريده، كلريده- سولفاته قرار مي‌گيرندكه آنيونهاي آنها سولفات و كلريد و مهمترين كاتيونهاي آنها سديم و كلسيم هستند. مهمترين گاز غيرقابل ميعان مخزن اسيد كربنيك (بيش از 70 درصد وزني) است. به علاوه در سولفيد هيدروژن، نتيروژن، اكسيژن،‌متان و هيدروژن نيز وجود دارد. ميزان H2S موجود در سيال مخزن به طور ميانگين حدود 10 درصد حجم كل گازهاي خروجي از چاهها است.

نيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي

در مرحله اول، يك نيروگاه 12 مگاواتي احداث شد. اين نيروگاه در حقيقت يك نيروگاه زمين‌گرمايي نمونه (پايلوت) از مجموعه‌اي از چند نيروگاه زمين‌گرمايي است كه در منطقه ماتنوسكي ساخته و راه‌اندازي خواهد شد. در هنگام احداث نيروگاه ماتنوسكي موارد زير موردتوجه قرار داشت:

• سيستم آماده ‌سازي بخار مدولار كه به صورت پيش ساخته بودو پس از مونتاژ مورد استفاده قرار گرفت.

• اغلب اجزاء نيروگاه (شامل توبوژنراتورها، قطعات الكتروتكنيكي، كنترل پانل اصلي و ...) در كارخانه ساخته شده و در محل نيروگاه به يكديگر متصل شدند.

• با استفاده از كندانسورهاي هوايي از تماس مستقيم سيال زمين‌گرمايي با محيط اطراف جلوگيري شد.

سيال دو فازي (مخلوط آبداغ وبخار) از طريق لوله‌ها در مخزن جمع‌آوري شده و پس از انجام عمل جدايش در دو مرحله به سمت سه واحد قدرت كه ظرفيت هر يك 4 مگاوات است، هدايت مي‌شود. شكل (5). بخار با فشار P0=0..8 Mpa و درجه حرارت 170 درجه سانتي‌گراد ودر حالتي كه كاملاً خشك است (ميزان رطوبت آن كمتر از 05/0 درصد است) وارد توربين مي‌شود. كيفيت بخار در ورودي توربين مشابه كيفيت آن در نيروگاههاي حرارتي فشار متوسط است. به منظور افزايش كارايي كاربرد انرژي زمين‌گرمايي، آبداغ (داراي درجه حرارت 170درجه سانتي‌گراد) بعد از جداكننده‌ها به سمت مخازن تبخير آني هدايت مي‌شود. دراين مخازن بخار داراي فشار 0.4 Mpa توليدمي‌شود. از اين بخار (حدود 10 تن بر ساعت) در اجكتورها جهت مكش و جدايش گازهاي غيرقابل ميعان و بيوژه گاز سولفيد هيدروژن (H2S) استفاده مي‌شود. گاز H2S خارج شده از كندانسور، وارد دستگاه جاذب 13 مي‌شود كه درآن گاز H2S در بخار چگالش يافته حل شده به سمت چاههاي تزريقي هدايت مي‌شود. همانگونه كه مشخص است گاز مذكور بدون هيچ ارتباطي با محيط اطراف مجدداً به درون مخزن زمين‌گرمايي تزريق مي شود. آب چگاليده خروجي از كندانسور به اندازه كافي خالص و تميز بوده صرفاً داراي مقدار كمي از املاح گوناگون به صورت محلول است. بنابراين چنانچه در طراحي سيكل توليد برق، درجه حرارت آب چگاليده حدود 50 درجه سانتي‌گراد در نظر گرفته شود،‌مي‌توان آنرا بدون مشكل رسوبگذاري در لوله‌ها و چاههاي تزريقي به درون چاهها تزريق كرد.

كنترل سه واحد قدرت توسط تابلوي كنترل اصلي انجام مي‌شود. 6 مدول كندانسور هوايي درارتفاع 6 متري از صفحه توربوژنراتورها واقع شده است. هر مدول كندانسور هوايي از 8 مجموعه بهم پيوسته از لوله‌هاي فولادي (ضد زنگ) كه داراي پوششي از جنس روي است تشكيل شده است. خود لوله‌ها نيز توسط صفحات آلومينيومي دندانه‌دار (كه ارتفاع هر دندانه cm5/1 است) پوشيده شده است.

سيستمهاي آماده‌سازي بخار يروگاه در كارخانه به صورت مدول و يكپارچه ساخته شده است. پس از آزمايش مدول دركارخانه آنها را توسط هواپيماهاي باري سنگين به كامچاتكا منتقل كردند. نهايتاً مدولها پس از نصب تحت شرايط واقعي با سيال زمين‌گرمايي مورد آزمايش قرار گرفتند. در مدول پمپ وچند سيستم مجزا وجود دارند شامل پمپ‌هاي سيستم تزريق، پمپ‌هاي يدكي و آتش‌نشاني و تابلوهاي كنترل الكتريكي. علاوه بر اين در هنگام بهره‌برداري، سيستم حفاظتي خاصي سبب جدايش رسوبات و املاح در توربين‌ها و كندانسورهاي هوايي مي‌شود.

توربين و ژنراتور روي يك شاسي واحد نصب شده‌اند كه شامل سيستم پمپ روغن روان‌كننده و مخزن مربوطه آن نيز مي شود. توربين مستقيماً (بدون دنده كاهنده) به ژنراتور متصل بوده فركانس گردش آن معادل 50 دور در ثانيه است. هر واحد توربوژنراتور به طور مجزا در يك مدول قرار دارد. شركت سازنده در طراحي و ساخت توربينها از تجربيات خود در ساخت توربينهاي صنعتي و توربينهاي كشتي كمك گرفته است.

توربينهاي مذكور داراي بخش‌هاي زير هستند:

• پايه‌هاي قابل انعطاف در بخش جلويي سازه نگهدارنده

• واحد تنظيم هيدروليكي در جلوي توربين

• يك ياتاقان نگهدارنده مقاوم همراه با پمپ روغن در بخش جلويي سازه نگهدارنده

توربين نيروگاه ماتنوسكي نسبت به توربينهاي صنعتي و كشتي‌ها دو تفاوت مهم دارد كه عبارت هستند از:

1- كنترل بخار در لوله ورودي بوسيله دمپردوراني پروانه‌اي انجام مي‌شود.

2- بخار ورودي به واحد قدرت از بالا وسقف واحد، وارد توربين مي‌شود.

3- همه 10 طبقه توربين داراي سيستم جداسازي رطوبت پيشرفته‌اي هستند.

مرحله اول توسعه نيروگاه

در حال حاضر مرحله اول توسعه نيروگاه ماتنوسكي با ظرفيت 50 (25×2) مگاوات بوسيله يك شركت روسي در حال انجام است. هزينه‌هاي اجراي مرحله اول توسعه نيروگاه را مشتركاً بانك اروپايي توسعه وبازسازي و چند شركت روسي تقبل كرده‌اند. مرحله اول توسعه نيروگاه شامل موارد زير مي‌شود.

ساختمان اصلي با امكانات مورد نياز جهت توربينها، تابلوي كنترل واحد قدرت، جداكننده‌ها، تجهيزات الكتروتكنيكي و يك مهمانسرا براي مهندسين ناظر در ساختگاه نيروگاه.

در ساختگاه نيروگاه،‌محلي براي پست‌ها و كارگاههاي تعمير و نگهداري تجهيزات در نظر گرفته شده است. از سوي ديگر طبق قراردادهاي منعقد شده براي حفاري وتعمير چاههاي زمين‌گرمايي منطقه، ميزان دبي و فشار بخار لازم براي مرحله دوم توسعه نيروگاه به ترتيب كمتر از t/h320 و 7 بار خواهد بود. اين حجم بخار نه تنها مرحله اول توسعه را پوشش مي‌دهد بلكه بخار لازم براي مرحله دوم را نيز تامين مي‌كند. البته اين فشار و دبي مربوط به بخار ورودي به جدا‌كننده‌هاي نيروگاه خواهد بود. سيستم‌هاي آماده ‌سازي بخار نيروگاه شامل جداكننده‌ها، صدا خفه‌كن و سايرتجهيزات هستند. اين سيستم ها بايد به نحوي عمل كنند كه رطوبت بخار خروجي از آنها بيش از 05/0 درصد نباشد.

آبداغ چگاليده همراه با آبداغ جدا شده از جداكننده‌ها قبل از تزريق مجدد از يك سيستم ذوب برق عبور مي‌كند و بدين ترتيب از حرارت آن جهت ذوب برف و يخ محيط نيروگاه استفاده مي‌شود.

يك شركت روسي خط انتقال kv220 را از نيروگاه ماتنوسكي تا پست آواچا 18 در شهر اليزوو به طول 70 كيلومتر احداث خواهد كرد. شركتي ديگر هم جاده‌اي را بين شهر پتروپاولوسك – كامچاتسكي ونيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي خواهد ساخت. در واقع از اين جاده جهت انتقال تجهيزات نيروگاهي شامل توربوژنراتورها وساير تجهيزات فني (كه وزن هر يك از آنها به 50 تن نيز مي‌رسد) به ساختگاه نيروگاه استفاده خواهد شد.

واحد چهارم نيروگاه همراه با سيكل تركيبي

در سال 1965، دانشمندان روسي توانستند سيكلي را ابداع كنند كه به كمك آن مي‌توان از آبداغ گرمتر از 80 درجه سانتي‌گراد نيز برق توليد كرد. به منظور طراحي و آزمايش تجهيزات سيكل تركيبي نيروگاه ماتنوسكي تحت شرايط طبيعي و واقعي (درجه حرارت كم محيط، بارش برف فراوان تا ارتفاع 12 متر، باد قوي و لرزه خيزي بالا) شركت ژئوترم كار روي واحد چهارم نيروگاه ماتنوسكي را آغاز كرد. در حال حاضر واحد چهارم سيكل تركيبي در حال نصب است. در واقع هدف از طراحي و اجراي واحد چهارم، بكارگيري سيال دو فازي اضافي است كه از چاههاي زمين‌گرمايي خارج شده و توسط سه واحد قدرت موجود استفاده نمي‌شود. در بالاترين بخش سيكل، يك توربين از نوع بدون كندانسور با ظرفيت 3 مگاوات نيز نصب خواهد شد.

سيال دو فازي از دو واحد جداكننده عبور كرده و بخار جدا شده به سمت توربين بخار هدايت مي‌شود. بخار مرطوب خروجي توربين، چگاليده شده وسپس در لوله‌هاي كندانسور – اواپراتور خنك مي‌شود.

فشار بخار خروجي از توربين حدود 03/0 تا 11/0 مگاپاسكال است. توربينها،‌ژنراتورها و تجهيزات تبادل حرارت روي يك صفحه كه 5 متر از سطح زمين ارتفاع دارد، مستقر شده‌اند. به منظور جلوگيري از ريزش برف سنگين زمستاني نيز تمامي تجهيزات در يك مرحله سرپوشيده قرار دارند. از سوي ديگر جهت ممانعت از جمع شدن برف و يخ‌زدگي سطوح تبادل حرارت روي صفحات كندانسور‌هاي هوايي، اين صفحات رو به بيرون شيب دارند.

فن‌ها و الكتروموتورها در معرض جريان هواي پيش گرم شده قرار دارند تا دچار شوك حرارتي نشوند. تجهيزات الكتروتكنيكي و ساير سيستمهاي كنترل خودكار در يك محفظه مخصوص قرار دارند كه داخل آن نيز توسط هواي گرم، گرم نگه داشته مي‌شود.

ظرفيت نهايي واحد قدرت 9 مگاوات خواهد بود. نيروگاه دو مداره با ظرفيت اسمي 8/6 مگاوات، طراحي و ساخته خواهد شد. در واقع اين نيروگاه يك مدل نمونه (پايلوت) از مجموعه‌اي از مدولهاي قدرت دو مداره خواهد بود. در آينده اين مدولهاي قدرت در واحدهاي سيكل‌ تركيبي مرحله دوم توسعه نيروگاه بكار گرفته خواهند شد. علاوه براين مدولهاي مذكور در احداث نيروگاههاي زمين‌گرمايي دو مداره جديد با ظرفيت 6 و 12 مگاوات نيز بكار خواهند رفت.

در حين طراحي، ساخت و آزمايش واحدهاي قدرت سيكل تركيبي چندين مشكل علمي و فني به شرح زير بوجود آمد:

- انتخاب سيال عامل بهينه (داراي نقطه جوش پايين)

- تعيين حداقل درجه حرارت آبداغ خروجي از سيستم براي جلوگيري از رسوب مواد سيليسي

- انتخاب روش بهينه براي خارج كردن گازهاي غيرقابل ميعان از كندانسور- اواپراتور

- در نظر گرفتن ملاحظات زيست‌محيطي براي حذف گاز H2S از محوطه نيروگاه

شرايط آب وهوايي منطقه ماتنوسكي بسيار استثنايي است زيرا از يك سو در نواحي شمالي كره زمين قرار داشته و از سوي ديگر در ارتفاع قابل توجهي از سطح دريا واقع شده است. ميانگين درجه حرارت ساليانه اين منطقه 5/1 درجه سانتي‌گراد است. درجه حرارت ميانگين آن در يك دوره هشت‌ماهه (از آبان تا خرداد) كمتر از 5 درجه سانتي‌گراد است. اين درجه حرارت كم هوا به مهندسان طراح سيكل قدرت اجازه مي‌دهد كه درجه حرارت چگاليده رادر كندانسور تا حدود 10 الي 20 درصد كاهش دهند كه اين موضوع خود سبب افزايش 20 الي 24 درصد قدرت خروجي از نيروگاه در مقايسه با نيروگاههاي زمين‌گرمايي كه در نواحي بسيار گرم يا معتدل قرار دارند، مي‌شود.

مزيت ديگر درجه حرارت كم آبداغ خروجي از كندانسور اين است كه بر اثر هر گونه كاهش فشار چاههاي توليدي، نقصان كمي در قدرت خروجي نيروگاه رخ مي‌دهد.

توليد برق در سيكل تبخير آني نيروگاه ماتنوسكي با مشكلاتي همراه است. به عنوان مثال درتوربينها به حجم نسبتاً زيادي بخار نياز است و ارتفاع پره‌هاي طبقات آخر توربين نيز زياد است. هر دو عامل مذكور سبب كاهش كارايي سيكل توليد برق مي‌شوند. از سوي ديگر حذف گازهاي غيرقابل ميعان از كندانسور تحت فشار آب اشباع مستلزم صرف انرژي زيادي است. بنابراين به منظور رفع مشكلات فوق، مهندسان، سيكل تركيبي را پيشنهاد كردند. در واقع اين سيكل، تركيبي از سيكل تبخير آني و سيكل دو مداره است. سيال عامل واحد قدرت داراي نقطه انجماد پايين بوده كاركرد خوب آنرا در فصل زمستان تضمين مي كند. بدين معني كه سيال فوق در هنگام توقف عملكرد نيروگاه يخ نمي‌زند.

واحدهاي سيكل تركيبي مرحله دوم توسعه نيروگاه

همزمان با برنامه توسعه كاربرد انرژي زمين‌‌گرمايي در منطقه كامچاتكا، مرحله دوم توسعه نيروگاه به ظرفيت 60 مگاوات نيز آغاز شده است. ساخت مرحله سوم نيروگاه با ظرفيت 100 مگاوات هم برنامه‌ريزي است.

دلايل زير سياستگزاران انرژي را بر آن داشت تا مراحل دوم و سوم توسعه نيروگاه را طراحي و برنامه‌ريزي كنند:

1- داشتن شناخت كافي از منبع زمين‌‌گرمايي ماتنوسكي

2- وجود جاده و خط انتقال برق در منطقه

3- تجربيات بدست آمده از عملكرد نيروگاه زمين‌گرمايي ماتنوسكي

4- وجود برق در محل ساختگاه نيروگاه جهت اجراي سريعتر طرحهاي توسعه‌اي

بر اساس مطالعات اوليه، مرحله دوم توسعه نيروگاه، شامل دو واحد قدرت از نوع سيكل تركيبي است كه كل مصرف بخار و آبداغ آن به ترتيب معادل 320 و 640 تن بر ساعت است.

در مرحله دوم توسعه نيروگاه، هر واحد قدرت شامل يك توربين بخار (از نوع بدون كندانسور) داراي ظرفيت 12 مگاوات وسه مدول سيكل دو مداره است كه ظرفيت هر يك از مدولها 6 مگاوات است. ظرفيت نهايي واحدهاي سيكل تركيبي حداقل 20 درصد بيش از واحدهاي تبخير آني مرحله اول بوده ودر نتيجه اقتصادي‌تر هستند.

در خاتمه اين نكته نيز شايان ذكر است كه اگر تمام انرژي‌ الكتريكي مورد نياز منطقه كامچاتكا از منابع زمين گرمايي تامين شود، ساليانه تقريباًً معادل 000/900 تن در مصرف سوختهاي فسيلي صرفه‌جويي خواهد شد.

spow · 24 اسفند، ۱۳۸۹

مطالعات پایه و بررسی اثرات زیست محیطی نیروگاه های برق آبی (نمونه موردی نیرو گاه سردآبرود)

مجید عباسپور، عبدالرضا کرباسی، عاتکه پهلوان، حمید رحیمی پور انارکی، سعید مطهری

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

(نمونه موردی نیرو گاه سردآبرود)

spow · 25 اسفند، ۱۳۸۹

تحليل جريان گذر صوتي و غير لزج بخار ضمن چگالش در پاساژ تيغه هاي توربين به روش تايم مارچينگ جيمسون روي شبكه منطبق بر مرز

بخار، ضمن فرآيند انبساط در طبقات كم فشار توربين ها ابتدا فوق سرد شده و سپس به واسطه پديده جوانه زايي به يك مخلوط دو فازي تبديل مي گردد. ظاهر شدن فاز مايع در بخار، مشخصات ترموديناميكي و آئروديناميكي جريان را تغيير داده و عملكرد طبقات ياد شده را تحت تاثير قرار مي دهد از اين رو، تفحص بيشتر در اين مقوله باعث بهبود در طراحي خواهد شد. در اين مقاله يك روش عددي براي حل جريان دو بعدي و دو فازي بخار در پاساژ تيغه ها ارايه شده و ويژگي هايي چند از دو فازي شدن جريان در اين مسير مورد بررسي قرار گرفته است. معادلات ناپاياي اويلر به عنوان معادلات حاكم بر رفتار سيال تراكم پذير غير لزج با روابط مربوط به تشكيل و رشد قطرات مايع تلفيق گرديده و با روش تايم مارچينگ جيمسون مبتني بر فرمول بندي راس سلولي كه براي پذيرش اثرات دو فازي شدن جريان مورد اصلاح قرار گرفته است، روي يك شبكه منطبق بر مرز با به كارگيري تمهيدي براي ساده سازي معادلات رشد قطره در منطقه مرطوب حل شده است. نتايج به دست آمده ضمن مقايسه با اطلاعات تجربي موجود، به ويژه توزيع فشار روي سطوح تيغه، مورد ارزيابي قرار گرفته اند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 6 فروردین، ۱۳۹۰

دانلود جزوه اشنایی با نیروگاه نکا ونیروگاه منتظرقائم

مشخصات کلی نیروگاههای بخاری واجزای نیروگاههای فوق الذکردراین جزوه مورد بررسی قرارگرفته است

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 14 فروردین، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

فهرست:

کلیا ت:

شرح کلی سیستم تزریق مواد شیمایی

سیستم تزریق هیدروکسید آمونیوم(آمونیاک)

سیستم تزریق گاز اکسیژن

سیستم تزریق هیدرازین

سیستم تزریق فسفات فشار بالا و فشار پایی

کنترل کیفیت آب کندانسه در سیکل اصلیدر طول کارکرد طبیعی

ملاحظات

کلیا ت:

نیروگاه سیکل ترکیبی خوی سیستم با خنک سازی هلر و کندانسور از نوع جریان پاششی کار می کند. بخار خروجی از توربین بخار بطور مستقیم با آب خنک سازی که در برج خنک کن هلر مدام خشک و سیرکوله می شود مخلوط شده و کندانس (مایع) می گردد.

برای خاصیت شیمیایی آب در سیکل بخار مشخصاً سیستم خنک سازی خشک هلر تعیین کننده می باشد. بهنگام باز کردن مسیر برای آب مورد استفاده قرار دهيد.

از یک سو در محتویات آب تغذیه فيد واتر، هیچ خطری ناشی از نشتی آب خام خشک سازی ایجادمیشودوجود ندارد،از سوی دیگر، با حجم زیادی از آب زمین ذخیره شده در سیستم خنک سازی خشک که اثرمقابل تغییر ممکنه درجبران کیفیت آب مربوطه به کار کردن را بر طرف می کند.برای کارکرد طبیعی رزین های کنترل شیمیایی مختلفی برای آب می توان انتخاب کرد از میان آنها یکی کنونسیونی می باشد که کمترین مقدار خوردگی در سراسر سیکل نیروگاهی ایجاد می کند.بعلاوه احتیاج به مقدار بلودان صفر، یا کمترین مقدار بلودان دارد.

رژیم های کنترل شیمیایی زیر برای آب بوسیله موسسات ماهر مانندVGB،EPRT توصیه و مشخص شده است.

بویلر با قلیائیت خیلی بالا توام با سیستم خنک سازی قلیائی متوسط:

(رژیم کنترل شیمایی مخلوط آب MWT):

سیکل بویلر با قلیائیت بالا و سیکل خنک سازی با قلیائت متوسط نگهداری می شود. قلیائیت خیلی بالای بویلر با تزریق مخلوطی از مواد قلیا کننده فرار(مانند آمونیاک) ومواد قلیا کننده غیر فرار ( مانند تری سدیم فسفات ) نگهداری می شود. از آنجا که مواد قلیاکننده غیر فرار در داخل بویلر باقی میمانند، نیاز سیستم خنک سازی به قلیائیت متوسط بآسانی انجام می شود. در این حالت سیستم خنک سازی آب PH

رژیم کنترل شیمیایی ترکیبی(CWT) درسیکل بخار.

رژیم کنترل شیمیایی ترکیبی آب(CWT) یک روش پیشرفته می باشد. به این معنی که در زیر (خروجی)CPP ترکیبی از اکسیژن گازی و یک ماده قلیا کننده فرار(مانند آمونیاک) تزریق میگردد.در نتیجه کل سیکل بخار تماماٌ با قلیائت متوسط(PH بین 8و8.5) نگهداری میشود ولی از آنجا که کندانسور نوع جریان DC (تماس مستقیم فاز بخار با خنک سازی) بنابراین در واحد خنک سازی خشک غالب خواهد شد.

همچنین تزریق گاز اکسیژن موجب تشکیل لایه اکسید آهن هماتیت(Fe2o3) روی لایه مگنتیت(Fe3o4)می گردد که مستقیماٌ سطح فولاد می پوشاند. در نتیجه مگنتیت بوسیله لایه هماتیت محافظت می گردد. در این رژیم کنترلی،کند اکتیویته، خروجی CPPباید مطمئناٌ پایین باشد. اجزاء برج خنک کن (هلر) از آلومنیوم ساخته شده است که عمدتاٌ در مقابل محیط قلیائی ضعیف و خورده می شود.به این دلیلPH آب کندانسه در سیکل خنک کن باید کمتر از 8.5 باشد و در مخلوط (CWT) مورد استفاده قرارمیگیرد و هر دو مورد آب کندانسه وسیستم خنک سازی اصلی، تا از خوردگی آهن و آلومینوم از بویلر،سیستم کندانسوروبرج خنک کن خشک به هنگام کارکرد طبیعی واحد جلو گیری شود.رژیم کنترل شیمیایی ترکیبی(CWT) از آلمان نشأت گرفته و امروز در کشورهای اروپای غربی و وافریقای جنوبی نسبتاٌ عمومیت یافته است . اخیراٌ تجدید نظرهای زیادی از جمله موارد زیر بوسیلهEPRT ایجاد شده و برای اولین باردرآمریکا بکار گرفته شده است.

روش(CWT) با لحاظ کردن شرایط زیر در طی عملیات اجرا می گردد:

.کنداکتیوته باید o.2µs/cm.یا کمتر از آن باشد.

.غلظت اکسیژن محلول 200ppm-20 باشد.

.لیست نقشه های مرجع/مدارک

.paidسیستم تزریق مواد شیمایی

.paidسیستم تزریق اکسیژن

. خط

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

VGB

.شیفت مهندسی EGI

شرح کلی سیستم تزریق مواد شیمایی:

سیستم تزریق مواد شیمایی برای ایجاد شرایط بهینه آب در کندانسور بویلر، تغذیه بویلر،آب تغذیه بویلر،آب خنک سازی و سیستم های بخار تعبیه شده است تا ازخوردگی داخلی در این سیستم جلوگیری شود وبخار با خلوص بالا نگهداری شود. سه محل (ایستگاه)تزریق مواد شیمیایی در نزدیک پمپهای آب تغذیه بویلر قرار گرفته است که هر یک شامل موارد زیر است:

سیستم تزریق هیدروکسید آمونیوم(آمونیاک):

این سیستم شامل یک تانک اختلاط، دو پمپ با تزریق 100% (برای هر بویلر یک پمپ در نظر گرفته شده است) با تنظیم پیچ دستی برای کنترل PH

هیدروکسید آمونیوم بطور مداوم در جریان پایین دست (خروجی)CPP به منظور نگهداری PH در حد 8.5 تزریق می گردد. بعلاوه آمونیاک به داخل خط جبران آب(make up) در خروجی پمپهای انتقال آب و تانک ذخیره decoratorبرای تنظیم PHتزریق خواهد گردید.

سیستم تزریق گاز اکسیژن:

این سیستم شامل سیلندر های گاز اکسیژن و لوله کشی مناسب(سیستم با مقیاس متناسب)گاز اکسیژن درجریان پایین دست (خروجی)cpp(در ورودی پمپهای انتقال آب کندانسور(condensate booster pumps)و در صورت نیاز در خروجی پمپهای سر کوله واحد خنک سازی آب تزریق می گردد.

سیستم تزریق هیدرازین:

این سیستم شامل یک تانک، دو پمپ 100% تزریق (برای هر بویلر یک پمپ تعبیه شده است) با تنظیم کنندء پیچی دستی و یک پمپ برگشت دهنده مشترک هیدرازین (N2H4) به داخل خط ورودی مشترک پمپهای آب تغذیه بویلر (sudion of boliler feralug) تزریق می شود و هم چنین داخل خط تغذيه در خروجی پمپهای انتقال برای محافظت بویلر تنظیم گاز اکسیژن محلول در طول عملیات راه اندازی وپیش راه اندازی تزریق می گردد.

سیستم تزریق فسفات فشار بالا و فشار پایین:

هر سیستم تزریق فسفات شامل یک تانک اختلاط و دو پمپ 100% (تزریق) با تنظیم کننده دستی

( برای هر درام بویلر یکی تعبیه شده است) با یک پمپ برگشت دهنده مشترک.

فسفات سدیم به درامهای IP&HP هر بویلر جهت کنترل PHو گرفتن لختی آب بویلر در طول عملیات راه اندازی و پیش راه اندازی تزریق می شود.بطور کلی در کارکرد طبیعی آمونیاک(NH3) واکسیژن (در صورت لزوم) تزریق می گردد.

کنترل کیفیت آب کندانسه در سیکل اصلی:

رعایت کنترل کیفیت آّب کندانسه از تصفیه آب چنانچه در نیروگاه سیکل ترکیبی خوی بکار گرفته شده است برای واحدهای عملیاتی در شروع به کار کرد طبیعی توصیه شده است.

در طول عملیات blowoutو آزمایش شیرهای اطمینان (safety valve test) (پیش راه اندازی) چنانچه سطح آب در درام بخار در زمان عملیات بالا برود(طغیان کند) ویا تغییر ناگهانی نماید املاح موجود در آب بویلر ممکن است در داخل درام به فاز بخار منتقل شوند(carryover) برای جلوگیری از تشکیل جرم درسوپر هیترها درمان با موادفرار (ALLVOLATILE TREATMENT) برای کنترل کیفیت آب بویلر در این مرحله از عملیات توصیه می گردد.

در درمان AVTلازم نیست که مواد شیمیایی مستقیماُ به بویلر اضافه گردد آمونیاک به آب تغذیه بویلر اضافه می شود و با تنظیم PH آنPH آب بویلر را نیز کنترل مینماید.

هیدرازین در AVTطبق جدول زیر به آب بویلر تزریق می شود:

مقدار تزریق

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

(PPM) دمای© DEAERTOR

30 الی 50 ................ 100 >

0.2 الی 0.5 ............ 100

در کندانسور بخار در این مرحله هنوز خلاء نشده است.

در عملیات تخلیه سیسلیس (SILLICA PURGE) (راه اندازی)

بویلر با قلیائیت خیلی بالا توأم با سیستم خشک سازی با قلیائیت متوسط (رژیم کنترل شیمایی آب مخلوط MWT)) توصیه می گردد. در این عملیات میزان غلظتهای باقیمانده سیلیس، کلسیم و سایر نمکهای ایجاد کنندۀ لختی آب بویلر با افزودن فسفات بآسانی با با عملیات بلودان BLOW DOWNمتفرق و جابجا می گردند.سدیم فسفات می تواند ایجاد خاصیت قلیایی مناسب در آب بویلر نموده وph آن را کنترل نماید بدون اینکه سود اضافی از درام وارد فاز بخار می شود. اما قلیائیت بخار همیشه زیر حداکثر مقدار مطلوب (ph=8.5) نگهداری خواهد شد تا از اجزاء برج خنک سازی (cooling tower)(خوردگی آلومنییوم محافظت شود. عامل های قلیا کننده خیلی فرار (مانند آمونیاک) به سیستم بویلر بنحوی تزریق می گردد تا phسیکل برج خنک سازی از 8.5 تجاوز ننماید. مواد غیر فرار مانند(NA3PO4) در سیستم بویلر اضافه می شود تا مقدار PH در داخل بویلردر حد مورد نیاز(تقریباُ 10-9) نگهداری شود.در این حالت کنداکتیویته پایین دست (خروجی) CPPباید خیلی پایین و کمتر از 0.3μs/cm باشد.

در طول کارکرد طبیعی:

برج خنک سازی خشک نیازمند کنترل کیفیت زیر می باشد تا در سر کوله آب در سیکل برج از خوردگی آلومینیوم جلوگیری شود. پس CWT (درمان ترکیبی یا رژیم کنترل شیمیایی ترکیبی)برای کارکرد طبیعی کامل (LOUD) مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

حداقل حدود کنترلی پارامترهای قابل اندازه گیری

8-8.5 PH

0.2μs/cm > EC

بدین معنی که تزریق ترکیبی از گاز اکسیژن و قلیا کنندة فرار (آمونیاک) در بعد ازCPPانجام می شود. بنابراین آب با قلیائیت متوسط (PHمساوی 8الی8.5) نگهداری خواهد شد.(در سراسر سیکل بخار) اما با توجه به اینکه کندانسور جریان DC(تماس مستقیم آب کندانسور با بخار) بنابراین در واحد خنک سازی خشک همواره بر مورد مطلوب غالب خواهد شد.

ملاحظات:

به منظور کاهش هدایت الکتریکی ((conductivity در آب بویلر در حد کمتر از o.2µs/cmوانتقال از رژیم کنترل شیمایی مخلوط (MWT) به (CWT) از چند روز قبل بایستی آّب بویلر خالی شود و غلظت فسفات به بعد از آن کمتر باشد.

یک لایه محافظ (موثر) در CWTمیتواند ایجاد شود زمانی که لایه مغناطیس( به حد کافی) ابتداأ تشکیل می شود و روی سطح فولاد و بعد یک لایه نازک هماتیت fe2o3روی سطح fe3o4 را می پوشاند بنابراین بهتر خواهد بود که شرایط آب مسیر سیر کوله خنک سازی (cooling) از سیستم های قبل از بویلر و خود بویلر با روش AVT اجرا شود و انگاه تبدیل به CWTگردد.

ملاحضات:

واحد غلظت بر حسب mg/LمعادلPPM می باشد.

مادة استخراج کنندة نرمال

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

هگزان برای استخراج ذرات معلق روغن.

هیدرازین به آب تغذیه بویلرفيد واتر بعنوان حذف کننده( پاک کننده) اکسیژن اضافه می گردد.

هیدرازین باقیمانده در آب تغذیه باید در حد ی می باشد که PH آب را تا حدی معین بالا ببرد (بیشتر از آن می باشد) زیرا هیدرازین تجزیه شده (آمونیاک و نیتروژن ) و موجب افزایش بیشتر PH می گردد.

از فسفات بعنوان بالا بردن PH در آب درامها استفاده کنید.

تزریق فسفات تری سدیم را چنان تنظیم کنید که نسبت مولی NA/PO4 2.5 الی 2.6 باشد.

برای کنترلPH در رنجهای بالاتر آمونیاک توصیه می شود.

اندازه گیری نمایید در خروجی دی اریتور

اندازه گیری

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

در ورودی اکونو مایزر

کنداکتیویته را بطور مستیقم اندازه گیری نمایید.

spow · 15 فروردین، ۱۳۹۰

توربین بخار Steam turbineیک جزوه بسیار عالی وکاربردی برای اشنایی بهینه با توربین بخار واجزای توربین بخار

توربین های بخار درنیروگاههای حرارتی ونیروگاههای سیکل ترکیبی کاربرد دارند واین جزوه بخوبی شمارا با جزئیات این تجهیز اشنا خواهد نمود

فصل اول

توربین بخار:

1-1 انواع توربین:

2-1 پوسته یا سیلندر توربین:

4-1 "والوهای توربین "

5-1 "سیستم آب بندی توربین" "Gland Sealing System"

7-1 «سیستم های خلاء گیری»

8-1 تخلیه بخار از قسمتهای مختلف توربین (دریناژ)

9-1 یاتاقان های توربین و سیستم روغنکاری:

10-1 "تست های توربین"

فصل دوم

1-2 تبدیل انرژی در پره های توربین:

2-2 تلفات چرخ:

3-2 "تلفات کار یک طبقه"

4-2 نحوه کنترل جریان بخار در طبقات، طبقه عکس العملی و طبقه ضربه ای:

5-2 طبقات توربین:

6-2 انرژی تلف شده در انتهای توربین:

7-2 راندمان و خروجی

فصل سوم

«سیستم های نظارتی در توربین»

فصل چهارم

1-4 خلاصه ای از اورهال توربین

2-4 آلارم های توربین

فصل پنجم

1-5 ترنینگ گیر(Turning gear)

2-5 سیستم های جکینگ اویل پمپ «Jacking oil pump»

فصل ششم

1-6 دورهای بحرانی

2-6 لرزش و توربین

3-6 انبساط در توربین

فصل هفتم

نحوه کنترل توربین

فصل هشتم

اثرات متقابل توربین و ژنراتور

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

پسورد : spow

spow · 30 فروردین، ۱۳۹۰

از مشكلات مهمي كه در نيروگاه زرند وجود دارد،خوردگي و رسوبگذاري در مسيرهاي انتقال آب برج خنك كننده است كه منجر به سوراخ شدن لوله هاي كندانسور و … مي شود . خورنده بودن آب تصفيه از مشكلات ديگر

نيروگاه زرند مي باشد. با انجام آزمايشات ميكروبيولوژي، آناليز كامل شيميائي آب ، كوپن گذاري و محاسبه انديسهاي لانگير ، رايزنر ، پوكوريوس و مقايسه نتايج بدست آمده بامشخصات استاندارد آب ، علت رسوبگذاري در مسيرهاي انتقال آب برج خنك، وجود كلسيم ، منيزيم، بالا بودن سختي بوده و علت خورنده بودن اين آب ، غلظت زياد TDS كل و كلر ، سولفات و وجود گل و لاي و مواد معلق در آب است. در آب تصفيه سولفات و كلر باعث خورندگي آب مي شوند .

مجموع بررسيها نشان مي دهد در وهله اول بهترين راه حل كاهش خوردگي و رسوبگذاري آب برج خنك كننده، تصحيح شيميائي آب مي باشد كه علاوه بر كاهش خوردگي و رسوبگذاري ، باعث كاهش آب تخليه برج در نيروگاه هم مي شود كه با توجه به مسئله كمبود آب در منطقه مهممي باشد .

در اين تحقيق اثر بازدارنده ها ي شيميائي هم به منظور كاهش خوردگي و رسوبگذاري آب برج بررسي شد . نتايج حاصل نشان مي دهد كه استفاده از بازدارنده ها با شرايط فعلي آب اثر چنداني ندارد . در صورت ايجاد شرايط مناسب براي آب مي توان با افزايش ممانعت كننده مناسب، خوردگي و رسوبگذاري را به حداقل رساند .

علت خورنده بودن آب تصفيه ، بالا بودن غلظت كلر و سولفات آب مي باشد كه براي كاهش خوردگي اين آب كاهش غلظت كلر و سولفات در وهله اول ضروري است.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 11 اردیبهشت، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

دانلود دستورالعمل ها Manuals واسناد فنی Documents برای طراحی ، بهره برداری ونگهداری ونصب توربین های ساخته شده توسط شرکت معظم زیمنس Siemens

این دستورالعمل ها واسناد فنی برای نیروگاه نکا میباشد لیکن مثل اصلی هست که درهمه سازه های زیمنس درایران رعایت شده واکثر تیپ های نیروگاهی اعم ازنیروگاه بخار یا نیروگاه گازی طبق همین اسناد فنی ساخته وبه بهره برداری رسیده اند

این اسناد شامل 13 بخش متفاوت به شرح زیر میباشد

- تاریخچه توربین ژنراتورها که دراین بخش به ارائه تاریخچه ای مبسوط از تحولات مربوط به ساخت توربوژنراتورها وبهره برداری ازمجموعه توربین وژنراتور پرداخته شده است

- بخش مربوط به طراحی توربین بخار ازنوع Steam turbine type E30 - 16 نحوه طراحی توربین،تئوری طراحی وساخت توربین،اجزا ومتعلقات توربین های بخار،کلاسه بندی انواع توربین های بخار،پره های توربین،یاتاقانها وبیرینگ های به کاررفته درمجموعه توربوژنراتور،شیرهای مورد استفاده ،نحوه اندازه گیری پارامترها وشاخصه های ضروری درتوربوژنراتورواصول کنترل ومهندسی نت مجموعه توربو ژنراتور سخن گفته شده

- دراین کتابچه به اصول کنترل فلوی سیالات ، مباحث مرتبط با گاورنر وکنترل ونیز بررسی شیرهای کنترلی وبررسی لاجیک ها ودیاگرامهای کنترلی درنیروگاه پرداخته شده

- دراین مجموعه هم به اصول روانکاری وروغنکاری مورد استفاده درنیروگاهها وتوربین های بخارپرداخته شده است...نحوه *****اسیون وکنترل روغن وانواع روغنهای صنعتی مورد استفاده طبق استانداردهای فنی برای توربین ها وبررسی مسایل ومشکلات روانکاری درمجموعه های نیروگاهی ازمسایل مطرح شده دراین قسمت هست

- درمجموعه پنجم به گلندهای اب بندی درتوربین بخار وموارد استفاده از ارینگ ها واب بندها اشاره شده...نقشه های کنترلی وP&ID ها ،تجهیزات به کاررفته به همراه نقشه ها وعکسهای تجهیزات فنی دراین مجموعه دراختیار شما دوستان عزیز هست

- دراین قسمت هم به درین مجموعه نیروگاهی وچرایی نیاز به درین درسیستم بسیار پرهزینه اب دمین پرداخته شده وکاربردهای درین ها ومسایل مرتبط با ان تشریح شده است

- اما یکی ازمهمترین قسمت های نیروگاه بخار

کندانسور وتجهیزات وابسته

بررسی سیکل ترمودینامیکی ، ارائه جداول ترمودینامیک وتشریح کاربرد کندانسور،نحوه ایجاد خلا به کمک پمپ وکیوم یا اژکتور(اجکتور) وبررسی مسایل مرتبط با خوردگی درکندانسورها ،زیرکشهای توربین واببندی محفظه توربین واب بندهای مرحله اخرتوربین ازموضوعاتیست که دراین قسمت توضیح داده شده است

- سیستم های بای پس یا به عبارتی کنارگذر واینکه چرا از بای پس استفاده میکنیم ودرچه جاهایی از نیروگاه به بای پس نیاز داریم از مباحث این کتابچه میباشد

- کنترل توربین بخار،اصول کنترلی درنیروگاههای بخاری وچیدمان تجهیزات کنترلی به همراه نقشه های فنی ودیگرامهای کنترلی ازمباحث مرتبط با کنترل هست که دراین بحث از انها یاد شده است... ارائه ،بررسی وتشریح نقشه های کنترلی وکاربرد تجهیزات کنترل نیروگاه را دراین مجموعه میتوانید مطالعه فرمایید

- بحث خستگی یکی ازمباحث اساسی درکنترل وبهره برداری ازانواع نیروگاهها ودراینجا نیروگاههای بخار میباشد

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

اثرات سوخت وبررسی نا خالصی های موجود درسوخت بر مجموعه فرایند احتراق ونیروگاه ، کنترل اب دمین نیروگاهی واسترس وخستگی که درپره های توربین ایجاد میشود وارائه انالیزها ونتیجه گیری ها درمورد اصول کنترل خستگی درتوربین های بخاررا میتوانید دراین قسمت مطالعه بفرمایید

- یکی دیگر ازمباحث مهم درنیروگاهها مسئله حفاظت Protection میباشد به عبارتی کاربرد مسئله I&C in ST یا Steam turbine protection که دراین فصل مفصلا به حفاظت های نیروگاه بخار وتوربین بخار پرداخته شده وضمن معرفی دقیق تابلوها وتجهیزات کنترلی به بررسی لاجیک کنترل وحفاظت توربین وانالیز فرایند کنترل نیروگاه اشاره شده است

- توضیحی دقیق درمورد پروسه استارت نیروگاه بخاری به همراه مراحل ابگیری ، بخار سازی ،فشارسازی وتولید نیرو درنیروگاه بخار

- دراین قسمت هم به بهره برداری وکنترل توربین بخار اشاره شده ودرمجموع تمامی موضوعات مرتبط با ساخت وبهره برداری وکنترل توربین بخار به تفضیل دراین مجموعه مطرح گشته است

امیدوارم برای همه دوستان مفید باشد

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

پسورد :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

spow · 11 اردیبهشت، ۱۳۹۰

آب‌بندی در توربو ماشینها در فصل مشترک قطعات ثابت و متحرک به منظور کنترل جریانات نشتی و خنک‌کننده لازم و ضروری است. کنترل لقی موجود در بین قطعات متحرک و ثابت باعث بهبود عملکرد توربو ماشین و عمر قطعات می‌شود. یکی از مواد مورد استفاده در سیستم‌های جدید آببندی، مواد سایش‌پذیر است.

در این مقاله به بررسی مواد سایش‌پذیر، از لحاظ ترکیب شیمیایی، موقعیتهای بکارگیری، ملاحظات طراحی، ساختار و روش اعمال آنها در اجزاء کمپرسور و توربین پرداخته شده و در نهایت نتایج حاصل از بکارگیری این مواد در توربین‌های کلاس e ارایه شده است.

تقاضا برای بهبود راندمان و توان خروجی توربینهای گازی جدید و موجود در حال افزایش است. این تقاضا منجر به کوشش‌های زیادی در جهت بهبود عملکرد در قطعات مختلف توربین شده است. آببندی در توربو ماشینها از مسائل مهم در کنترل لقی و موثر‌ترین راه در بهبود عملکرد سیستم است. راندمان سیکلی، عمر عملکردی و پایداری سیستم بستگی به طراحی و بکارگیری آببند (سیل) موثر است. بهبود آببندی بین قطعات ثابت و متحرک در توربین‌های گازی و بخاری می‌تواند نشتی گاز و یا بخار را کاهش داده و در نتیجه منجر به بهبود عملکرد راندمان و توان خروجی توربین شود. فاصله هوای موجود بین نوک پره‌های متحرک و شرود و یا بدنه از مکانهایی است که نشتی در آن حائز اهمیت بوده و در طراحی با توجه به شرایط کاری، مقداری لقی مجاز برای جلوگیری از تماس نوک پره و شروع لحاظ می‌شود. لقی‌های ناکافی جریانات خنک‌کننده را محدود کرده، باعث سایش در نقاط تماس شده، باعث ناپایداری توربو ماشین و همچنین آسیب به سیستم می‌شود. لقی‌های اضافی نیز منجر به کاهش راندمان سیکلی، ناپایداری جریان و نفوذ گاز داغ در فضاهای خالی دیسک و کاهش عمر دیسک می‌شود. استفاده از حداقل فاصله هوایی باعث کاهش نشتی و در نتیجه باعث افزایش توان و راندمان خروجی توربین و همچنین کاهش مصرف سوخت خواهد شد.

سیل‌های سایش‌پذیر یکی از انواع سیل‌های پیشرفته است که در توربین‌های صنعتی گسترش یافته است. همانطوری‌که از نام آن مشخص است، مواد سایش‌پذیر بوسیله پره‌های متحرک در حین سرویس سائیده می‌شوند. این مواد بر روی کیسینگ یا شرود توربین‌های بخار و یا گاز، اعمال شده و باعث کاهش لقی، در حدی که رسیدن به آن بوسیله ابزارهای مکانیکی مشکل است، می‌شوند. سیل‌های سایش‌پذیر در توربین‌های گازی به عنوان یک وسیله نسبتاً‌کم‌هزینه و نیاز به کار مهندس کم هستند. سیل‌های سایش‌پذیر از ۱۹۶۰ در توربین‌های گازی هوایی مورد استفاده قرار گرفته است. گرچه در توربین‌های گازی زمینی تولید نیرو کمتر مورد توجه بوده اما با افزایش قیمت سوخت و پیشرفت در مواد و افزایش قابلیت برای کاربردهای طولانی مدت، استفاده از این مواد در صنایع تولید نیرو نیز در حال گسترش هستند.

همانطوری‌که گفته شد مواد سیل‌های سایش‌پذیر برای کاهش لقی نوک پره در حین کارکرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدون سیل‌های سایش‌پذیر لقی سرد بین نوک پره و شرود باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا از تماس در حین کارکرد جلوگیری شود. استفاده از سیل‌های سایش‌پذیر اجازه می‌دهد که لقی سرد، با اطمینان از اینکه چنانچه تماسی در حین کارکرد بین پره متحرک و شرود برقرار شود ماده فدا شونده مواد سایش‌پذیر باشد و نه نوک پره، کاهش یابد. همچنین مواد سایش‌پذیر باعث بسته‌تر شدن لقی ناشی از خروج از دایروی بودن معمول بدنه و یا شرود و یا حرکات جانبی روتور نسبت به شرود کیسینگ می‌شود. در چنین حالتی مواد شرود بصورت موضعی، نسبت به نوک پره‌های روتور در فصل مشترک تماس در حین کارکرد بیشتر سائیده می‌شوند.

● موقعیت‌های بکارگیری

می‌توان بصورت نمونه مناطق بکارگیری سیل‌های سایش‌پذیر را در جهت کاهش لقی نوک پره‌های متحرک را در یک نمونه توربین گازی صنعتی نشان داد. این مکانها شامل نوک پره کمپرسور و پوسته بیرونی و شرودهای ثابت بیرونی پره‌های ردیف اول فاقد شرود و پره‌های ردیف دوم و سوم شرود‌دار توربین گازی کلاس e هستند.

spow · 11 اردیبهشت، ۱۳۹۰

● ملاحظات طراحی در مواد سایش‌پذیر

سیل‌های سایش‌پذیر با توجه به قابلیت دمایی آنها بصورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

▪ دما پایین، معمولاً برای کمپرسورهای LP- دمای محیط تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد

▪ دما متوسط، برای کمپرسورهای LP و HP- دمای محیط تا ۷۶۰ درجه سانتی‌گراد

▪ دما بالا برای توربین‌های HP – دمای ۷۶۰ درجه سانتی‌گراد تا ۱۱۵۰ درجه سانتی‌گراد

و یا مواد سایش‌پذیر را می‌توان با توجه به روش بکارگیری آنها بصورت زیر تقسیم‌بندی کرد.

▪ ریخته‌گری برای مواد سایش‌پذیر پایه پلیمری

▪ بریزینگ یا اتصال نفوذی برای مواد فیبری و یا لانه زنبوری (ساختار فلزی متخلخل)

▪ پوشش‌دهی پاشش حرارتی برای رنج وسیعی از مواد کامپوزیتی پودری

سیل‌های سایش پذیر ساختارهای با استحکام پایینی هستند تا سایش بدون تخریب نوک پره اتفاق بیافتد. نتیجتاً این مواد آسیب‌پذیر و مستعد به سایش ذرات جامد و گاز هستند. ضمناً ساختار مواد سایش‌پذیر به خاطر متخلخل بودن مواد اصلی می‌تواند در برابر شوک‌های حرارتی که در توربین‌های گاز اتفاق می‌افتد مستعد به اکسیداسیون باشد. این تضاد خواص باید در طراحی سیل‌های سایش‌پذیر در نظر گرفته شود. بنابراین سیل‌های سایش‌پذیر، بعنوان یک سیستم تریبیولوژیکی کامل است که در آن باید حرکات نسبی و عمق برش نوک پره، سرعت نوک پره و نرخ هجوم، درجه حرارت محیط، آلودگیهای سیال حامل، هندسه و جنس عنصر یا عامل برنده در نظر گرفته شود.

طراحی مناسب یک سیستم سایش‌پذیر برای یک کاربرد ماشین، آن را برای آن کاربرد منحصر به فرد می‌کند. علی‌رغم در دسترس بودن برخی مواد سیل‌های سایش‌پذیر، باید اصلاح و طراحی مجدد بر روی آن برای کاربرد مورد نظر انجام گیرد. در برخی کاربردها برای رسیدن به الزامات طراحی در فرآیند تکنولوژی سیل‌های سایش‌پذیر تست‌های متعددی انجام می‌شود. تست‌های مانند سایش، اکسیداسیون، شوک حرارتی، استحکام کششی و تخلخل.

● مواد سایش‌پذیر متداول

درجه حرارت کاربرد این مواد از کمپرسور (تا ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد) تا درجه حرارت توربین (۱۳۵۰ درجه سانتی‌گراد) متغیر است.

بطور کلی برای قسمت فعال سیل، مواد و ساختار منتخب باید نیازهای زیر را برآورده کنند.

۱) مناسب برای حرکات محوری و شعاعی روتور

۲) حداقل کردن نشتی در فضای بین نوک پره توربین

۳) ساختار متراکم محوری برای حداقل کردن نشتی در جهت جریان گاز خروجی

۴) پایداری مکانیکی برای مقاومت در برابر حالتهای گذرا و شیب‌های حرارتی و فشار

۵) نوک پره (روتور بدون شرود) یا فین (روتور شروددار) در تماس با سیل ساینده نباید تخریب شوند

۶) عمر اکسیداسیون و سایش آنها باید حداقل چندصد ساعت بیشتر از ساعت سرویس در اتمسفر گاز داغ باشد.

● مواد سایش‌پذیر پیشرفته

مواد آلیاژی پیشرفته مقاوم به اکسیداسیون در ساختار لانه زنبوری

سوپر آلیاژهای پایه نیکل از قبیل HastelloyX و Hanynes۲۱۴ در حال حاضر بعنوان مواد پیشرفته در سیل‌های لانه زنبوری استفاده می‌شوند. سیل لانه زنبوری از فویل‌های نازک فلزی ساخته می‌شوند. (ضخامت ۷۰-۱۳۰mm)‌و سپس به صفحه پشت بند سیل بریز می‌شوند. قابلیت حرارتی HastelloyX تشکیل‌دهنده اکسید کروم، تا ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد است. در مقابل آلیاژ Haynes۲۱۴ تشکیل دهند اکسید آلومینیوم می‌تواند تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد بکار روند اما عمر سیل به خاطر اکسیداسیون داخلی و تشکیل اکسیدهای آلومینیوم سریع رشد کننده در دماهای پایین، کاهش می‌یابد. بهبود در مقاومت به اکسیداسیون را می‌توان با افزایش مقدار Al بوسیله آلیاژ‌سازی یا پوشش ایجاد کرد. یک روش موثر برای افزایش مقاومت به اکسیداسیون مواد لانه‌زنبوری توجه به مواد فویل جایگزین از قبیل آلیاژهای FeAlCr است. این آلیاژها تشکیل‌دهنده اکسید آلومینیوم با مقاومت به اکسیداسیون بالاتر از سوپرآلیاژهای پایه نیکل به خصوص در درجه حرارت‌های سیکلی بین ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد هستند.

ارزیابی نرخ اکسیداسیون ثابت و توانی در اتمسفر گاز داغ خروجی مانند تخمین با استفاده از مدل عمر اکسیداسیون نشان می‌دهد. آلیاژهای FeCrAl نسبت به آلیاژهای پایه نیکل در درجه حرارتهای سیکلی حدود ۱۲۰۰-۷۰۰ درجه سانتی‌گراد، ارجح ‌تر هستند.

● ساختارهای کروی توخالی فلزی بعنوان جزء سیل فعال

ساختارهای کروی توخالی کلاس جدیدی از مواد سبک وزن در گروه خانواده مواد سلولی هستند. خواص بهینه مربوط به سیستم سیل را می‌توان با تغییرات ترکیب شیمیایی آلیاژ فلزی، اندازه کره وضخامت دیواره کره و بعلاوه تخلخل پوسته بدست آورد. برای ساخت ساختارهای کروی توخالی پودر الیاژ FeCrAl مربوطه متمایز می‌شود. سپس دو غاب پودر آلیاژ FeCrAl – چسب- ماده آلی بر روی کره‌های استروفوم اسپری می‌شود. کره‌های استروفوم پوشش داده شده بعنوان قسمت فعال سیل با شکل هندسی مورد نیاز مونتاژ می‌شوند. برای زینترینگ و چسب‌زدایی و تولید سیل کروی توخالی عملیات حرارتی بر روی آنها انجام می‌شود. آزمایشهای اکسیداسیون سیکلی نشان داده است که ساختارهای کروی توخالی دارای مقاومت به اکسیداسیون خوب و شبیه به سیل‌های لانه‌زنبوری FeCrAl هستند.

● ساختارهای فیبری آلیاژ فلزی بعنوان جزء سیل فعال

ساختارهای فیبری دارای قابلیت بهینه کردن سایش‌پذیری و مقاومت به اکسیداسیون بوسیله تغییرات ترکیب آلیاژ فیبر، ضخامت و دانسیته ساختار فیبر،‌ بعلاوه بافت فیبر هستند. برای ساخت ساختارهای فیبری زینتر شده یک فرآیند خاص بنام استخراج ذوب بوته‌ای برای تولید فیبرهای لازم در موسسه IFAM گسترش یافته است. به جای کشش و ماشینکاری، فیبرهای فلزی مستقیماً از مذاب با استفاده از یک وسیله استخراجی چرخشی خنک‌شونده با آب بدست می‌آید. در این روش می‌توان فیبرهایی با طول بین ۳ تا ۲۵ میلیمتر تولید کرد. سپس فیبرها بوسیله روش‌های رسوب‌گذاری به منظور تولید قطعه سیل فعال زینتر می‌شوند. آزمایش‌های اکسیداسیون سیکلی با ساختارهای فیبری از آلیاژ FeCrAl مقاومت به اکسیداسیون ضعیف‌تری را نشان داده است. برای رسیدن به مقاومت به اکسیداسیون مورد نظر، ضخامت فیبر،‌ ترکیب‌ آلیاژ و دانسیته ساختار باید بهبود یابد. با توجه به نتایج آزمایش سایش، سیل‌های ساختار فیبری نسبت به ساختارهای دیگر در روتورهای شروددار، خواص سایش‌پذیری عالی را نشان داده‌اند.

● سرامیک‌های سایش‌پذیر بعنوان قطعات سیل فعال

مواد سایش‌پذیر سرامیکی دارای مقاومت به اکسیداسیون بهتری نسبت به الیاژهای فلزی هستند. بعلاوه لایه سرامیکی می‌تواند به عنوان پوشش سد حرارتی عمل کرده و درجه حرارت سیل را زیر دمای بحرانی فلز نگهدارد. سیل‌های هوایی توربین با مواد سایش‌پذیر سرامیکی بعنوان قطعه سیل فعال، بصورت یکسری ریل‌های موازی، که روی صفحه پشت‌بند سیل ماشینکاری شده‌اند، هستند. ریل‌ها با پوشش مواد سرامیکی متخلخل که بروش پاشش حرارتی رسوب‌ داده می‌شوند، پر می‌شوند. شرکت Sulzer Metco یک روش ترکیبی ریخته‌گری دقیق و پاشش حرارتی را برای تولید این قطعات ابداع کرده است.

دو ماده منتخب اصلی برای پوشش سرامیکی اکسیدهای آلومینیوم و زیرکونیم هستند که هر دو، تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد مناسب هستند. با توجه به نتایج آزمایش سایش، پوشش‌های سرامیکی متخلخل خواص سایش‌پذیری ضعیفی را از خود نشان داده‌اند. به منظور جلوگیری از تخریب نوک پره توربین به خصوص برای روتورهای شرود دار در پیک درجه حرارت تقریباً‌۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد یک لایه سرامیکی ثانویه با قابلیت سایش‌پذیری مناسب روی لایه اول اسپری می‌شود. استفاده از پوشش‌های سایش‌پذیر زیرکونیا نتایج خوبی در زمینه سایش‌پذیری، مقاومت به سایش، مقاومت به شوک حرارتی در موتورهای جت جدید از خود نشان داده است.

spow · 11 اردیبهشت، ۱۳۹۰

● تست‌های مواد سایش‌پذیر

تست‌های آزمایشگاهی عملکرد سایش‌پذیری عبارتند از:

۱) آزمایش سایش پذیری با استفاده از ریگ سایش

۲) بررسی عمر اکسیداسیون با استفاده از آزمایش تشدید شده اکسیداسیون کوره‌ای استاتیک

آزمایش‌های بررسی خواص پوشش سایش‌پذیر عبارتند از:

۱) بررسی تخلخل با استفاده از تحلیل‌گر تصویر

۲) سختی‌سنجی با آزمایش سختی R۱۵Y

۳) تست کشش بر اساس استاندارد ASTM C۶۳۳-۷۹

۴) آزمایش سایش بر اساس استاندارد ASTM G۷۶

بررسیهایی توسط chapel و همکارانش در جهت استاندارسازی برخی مواد سایش‌پذیر انجام شده که مواد مورد استفاده و نتایج بررسیها در جداول ۱ و ۲ ارایه شده است.

● سیل‌های سایش‌پذیر مورد استفاده در توربین کلاس E و نتایج حاصله

درجه حرارت سطح شرودهای ثابت ردیف اول در این توربین که روی آن مواد سایش‌پذیر قرار می‌گیرد، در محدوده بالایی مواد سایش‌پذیر دما متوسط قرار می‌گیرد. برای کاربردهای دما متوسط معمولاً پودرهای آلیاژی پایه Ni یا Co بعنوان زمینه سیل سایش پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. فازهای دیگری برای ساخت ماده سایش‌پذیر به پودرهای فلزی اضافه می‌شود. این فازها اضافه‌ شده معمولاً مواد پلیمری هستند که بعنوان مواد فرار برای ایجاد تخلخل پوشش بکار می‌روند. بعلاوه فازهای دیگری ممکن است بعنوان عناصر فرار بکار گرفته شوند. این ماده با نام تجاری CT۵۰ توسط شرکت GE معرفی شده است. نتایج حاصل از اعمال پوشش‌های مذکور در ردیف اول برخی از توربین‌ها در جدول ۳ ارایه شده است. تا سال ۲۰۰۲ پوشش‌های سایش‌پذیر GT۵۰ بر روی ۱۹۸ واحد از توربین‌های فریم ۳ تا فریم ۹ اعمال شده است. با توجه به اینکه پوشش‌‌های سایش‌پذیر به مرور زمان اکسید می‌شوند،‌مزایای مذکور نیز کاهش می‌یابد لذا تلاش‌های زیادی برای بهبود مقاومت به اکسیداسیون و عمر پوشش در حال انجام است.

وقتی عمر توربین گاز زیاد می‌شود به خاطر سایش نوک پره، انحراف محور روتور، انحراف کیسینگ استاتور، لقی سرتاسری بین پره و شرود ردیف اول افزایش می‌یابد. نشان داده شده است استفاه از پوشش‌های سایش‌پذیر مزایای بیشتری روی توربین‌های گازی قدیمی دارند. به همین دلیل پوشش‌های سایش‌پذیر را می‌توان عمدتاً‌بر روی شرودهای با حداقل ساعت کارکرد کمتر از ۲۴۰۰۰ ساعت استفاده کرد.

پره‌های ردیف‌های دوم و سوم توربین‌های کلاس E شروددار هستند. مواد سایش‌پذیر مورد استفاده بر روی این ردیف‌ها مواد با ساختار لانه زنبوری است. لبه‌های نوک پره (ریل‌ها) دارای دندانه‌های برنده ماشینکاری شده به منظور افزایش قابلیت برندگی هستند. مکانیزم سایش برای ساختار لانه‌زنبوری تغییر فرم دیواره‌های نازک و سایش است. در شکل تصویر نوارهای لانه زنبوری نصب شده بر روی شرود توربین را نشان می‌دهد. نتایج حاصل از بکارگیری مواد سایش‌پذیر لانه زنبوری در پره‌های ردیف دوم و سوم برخی از توربین‌ها در جدول ۴ ارایه شده است.

تعداد توربین‌های فریم ۵ تا فریم ۹، که تا سال ۲۰۰۲ از شرودهای لانه زنبوری در ردیف‌های دوم و سوم استفاده کرده‌اند به ترتیب ۸۶۷ و ۷۹۲ واحد است.

● نگاهی به وضعیت تولید واحدهای قدیمی در داخل کشور

وضعیت تولید یکی از انواع مولدهای گازی قدیمی پرتعداد در داخل کشور (فریم ۵) به صورت نمونه در سال ۱۳۸۴ در جدول ۵ ارایه شده است. همانطوریکه ملاحظه می‌شود فاصله تولید واقعی این واحدها نسبت به توان اسمی قابل توجه است (۶۳۶ مگاوات). یکی از دلایل پایین بودن توان تولید این واحدها می‌تواند ناشی از افزایش لقی ‌های مجاز در اثر تغییرات بوجود آمده در اثر کارکرد طولانی مدت در برخی از اجزاء توربین و کمپرسور باشد که با استفاده از مواد سایش‌پذیر مناسب می‌توان تا حدی (حدود ۱۵۰ مگاوات) از عدم تولید این واحدها را جبران کرد.

● جمع‌بندی

۱) استفاده از مواد سایش‌پذیر بعنوان یک روش آببندی موثر اجزای کمپرسور و توربین در صنایع تولید نیرو در حال گسترش است.

۲) تحقیقات به منظور استفاده از مواد با قابلیت کاربرد در دماهای بالا و دارای مقاومت به اکسیداسیون و در نتیجه عمر بالا در حال انجام است.

۳) استفاده از سیل‌های سایش پذیر روی بخش‌هایی از توربین‌های گازی کلاس E درطول چند سال اخیر گسترش یافته و نتایج منتشر شده از اجرای آن بر روی واحدهای مختلف، تاثیر مثبت آن را نشان داده است.

۴) استفاده از مواد سایش‌پذیر بر روی توربین‌های قدیمی تاثیر مثبت بیشتری از خود نشان داده است لذا با توجه به وجود توربین‌های با عمر طولانی بالا و راندمان پایین در داخل کشور از تکنولوژی مذکور می‌توان در جهت افزایش راندمان و بهره‌وری آنها استفاده کرد.

spow · 12 مهر، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

1-2) وظائف سر مهندس شيفت

1- همكاري با مركز كنترل به منظور تنظيم فركانس و ولتاژ شبكه

2- ثبت كليه اتفاقات در دفتر گزارش مهندسين شيفت و بررسي و تجزيه و تحليل موارد فوق

3- سرپرستي و نظارت بر كار افراد شيفت و ساير قسمتهاي نيروگاه به لحاظ بهره برداري

4- گزارش عيوب و مسائل و دستگاههاي مختلف نيروگاه به منظور ايجاد تعميرات لازم

5- نظارت و راه اندازي و نحوه كاركرد دستگاهها و وسائلي كه بمنظور بهره برداري در مدار قرار داده مي شوند .

6- نظارت به تهيه آمارهاي مورد نياز قسمت بهره برداري و مطالعه و بررسي گزارشات مربوط به توليد و تحويل بارهاي اكتيو و راكتيو و قطع برق.

7- سركشي و نظارت بر كار كليه دستگاههاي در حال كار از نظر بهره برداري صحيح از آنها و اطمينان از صحت كار آنها.

8- همكاري با يگان تعميرات در مورد تعمير دستگاهها و مقررات بهره برداري

9- نظارت بر اجراي دستور العملها و مقررات ايمني در شيفت نيروگاه

10- تهيه گزارشهاي لازم

11- هماهنگي بين مهندسين شيفتها و انجام وظيفه به جاي آنان در غياب هر كدام از مهندسين شيفت.

12- جابجائي و تاُمين پرسنل از واحدها به جاي يكديگر

13- هماهنگي و همكاري با قسمت شيمي به منظور كنترل شيميائي آب

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

2-2) وظائف معاون سرمهندس شيفت

1- مطالعه و بررسي اتفاقات انجام شده قبل از تحويل و تحول شيفت

2- نظارت بر تهيه آمارهاي فني و گرافهاي مورد نياز

3- نظارت بر راه اندازي و متوقف نمودن دستگاههاي مختلف از نظر بهره برداري و تعميرات

4- كنترل كار ترانسفورماتورها و كليدهاي قدرت و فشار ضعيف

5- نظارت بر تنظيم هواي كوره

6- نظارت بر كار توربينها و ژنراتورها و تابلوي الكتريك

7- كنترل پانل فرمان الكتريك ار نظر هماهنگي با عمليات بهره برداري

8- نظارت بر فعاليتهاي اپراتورهاي توربين ،‌ بويلر ، سيكل ، برج خنك كن ،‌ سوخت رساني ، هيدروژن سازي و اطاق فرمان

9- بكار انداختن و از مدار خارج كردن مولدها طبق دستورالعملهاي پيش بيني شده

10- نظارت بر حضور و غياب كاركنان شيفت

11- تهيه و تنظيم برنامه سوخت و هواي مصرفي كوره و ميزان توليد ولتاژ

12- نظارت بر كار كليه دستگاههاي بهره برداري و اطمينان از صحت كار آنها و تماس با واحد تعميرات جهت رفع اشكالات

13- نظارت بر اجراي دستور العملها و مقررات ايمني

14- تهيه گزارشهاي لازم

15- ايجاد هماهنگي بين اپراتورها و مسئولين شيفتها و ايجاد زمينه و دليل و رغبت در جهت انجام و پيشبرد كار.

16- سركشي و نظارت بر كار اپراتورها و مسئولين شيفتها در محلهاي كار آنها.

17- تصميم گيري در مواقع نياز به توقفهاي اضطراري واحد يا دستگاهها

18- كنترل موجودي آب و آب مقطر ، گازوئيل ، گاز ، مازوت ، هيدروژن ، گاز كربنيك ، ازت و روغن .

19- كنترل آماده بكاري دستگاههاي مخابراتي اعم از تلفن ، Paging ،‌ بيسيم و نيز دستگاههاي آتش نشاني .

20- ايجاد هماهنگي بين وسائط نقليه ، اطلاعات و بازرسي ،‌ حرارت ، كانتين و ساير بخشهاي اداري در مواقع خارج از وقت اداري.

21- كنترل و نظارت بر صدور كارتهاي تعميراتي و دادن مجوز كار در خصوص تعميرات.

22- تحويل گيري دستگاهها پس از اتمام كار تعميرات

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

23- نوشتن دفاتر گزارش ، ساعت كار كرد دستگاهها و نظارت و كنترل گزارشهاي ساعتي و دفاتر گزارش اپراتور و مسئولين شيفتها.

spow · 12 مهر، ۱۳۹۰

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

وظائف اپراتور اطاق فرمان

1- اپراتور اطاق فرمان در مقابل كار دائم ، مطمئن و اقتصادي تجهيزات اصلي و فرعي واحد ،‌ وضعيت صحيح آنها ،‌ در سرويس قرار دادن و از سرويس خارج كردن صحيح تجهيزات مسؤل مي باشد

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

2- راه اندازي و متوقف كردن واحد با اجازه سرپرست شيفت

3- مواظبت از برقراري بارهاي اكتيو و راكتيو

4- حفظ پارامترهاي نامي بخار و آب تغذيه

5- مواظبت از پروسه اقتصادي سوخت

6- نظارت بر كار صحيح رگولاتورها ،‌ اينترلاكها و مكانيزمهاي واحد

7- كنترل مكرر كار سيگنالهاي نوري ، صوتي ، تصويري اضطراري و تكنولوژيكي و وضعيت كليدها و حفاظتها

8- كنترل كيفيت بخار و اجراي كامل دستورات قسمت شيمي در اين مورد.

9- كنترل نشانده دهنده هاي حرارتي و الكتريكي از نظر عملكرد صحيح و در صورت مشاهده اشكال گزارش نمودن به سرپرست شيفت

10- ثبت عمليات اصلي و زمانهاي آنها و پركردن لاك شيفتهاي شبانه روزي در هر ساعت.

11- ارزيابي وضعيت كلي واحد در صورت بروز حالت اضطراري ، روشن نمودن مشخصات حادثه ،‌ خفظ خونسردي و صدور فرمامين و دستورات دقيق به پرسنل زيردست.

12- نظارت بر كار صحيح پرسنل زيردست در تمام مواقع

4-2) وظائف اپراتور مسئول بويلر

1- نظارت و كنترل بر كار اپراتورها و كار كردن بويلر و هماهنگي بين آنها

2- نظارت و كنترل بر انجام شستشوي مشعلها ،‌ تميز كردن مشعلها ،‌ كنترل سيستم احتراق

3- هماهنگي با اپراتور اطاق فرمان جهت برقرار كردن وضعيت پايدار احتراق در كوره و كار بويلر.

4- كنترل و وضعيت كار فنهاي بويلر و ژونگستروم ،‌ سيرسوخت ،‌هوا و دود

5- هماهنگي جهت تخليه بويلر و ژونگسترومهاي از دوده در موقع متوقف واحد

6- كنترل و نظارت بر شستشوي ژونگسترومها

7- نظارت بر انجام تستهاي حفاظت بطور هفتگي ، ماهيانه و ساليانه به تستهاي هيدروليك

8- انجام وظائف اپراتور بويلر در غياب ايشان

1-4-2) وظائف اپراتور بويلر

1- نظارت بركار و وضعيت كليه تجهيزات بويلر

2- بازرسي متناوب از كوره و اطراف آن

3- بازرسي داخل كوره از طريق چشمي هاي موجود به جهت عدم نشتي سوخت به داخل كوره در توقف واحد و همچنين وضعيت شعله هنگام كار كوره

4- راه اندازي ، توقف و مواظبت از تجهيزات مورد بهره برداري

5- حفظ تميزي و نظم و ترتيب در محل كار

6- گزارش اشكالات مشاهده شده و نقائص دستگاهها و تجهيزات به اپراتور اطاق فرمان

7- مواظبت از كار صحيح والوها و عدم نشتي بخار به بيرون

8- بلوران متناوب و شستشوي ژونگسترومها بنا به دستور اپراتور اطاق فرمان و اجراي رژيم فسفات بنا به دستور تصفيه خانه و كمك به پرسنل تصفيه خانه در مورد نمونه گيري از سوخت

9- سركشي به اطراف بويلر و تجهيزات كمكي آن و كنترل مكانيزمهاي گردشي و سيستم هاي مشعلها و سيستم هاي خنك كن.

10- اجازه كار به پرسنل تعميرات براي كار فقط در صورت وجود فرم تعميرات يا اجازه سرپرست شيفت.

11- گزارش سريع ايجاد اشكال در كار مكانيزمها به سرپرست شيفت.

12- بعمل آوردن اقدامات لازم براي از بين بردن حريق در صورت بروز حريق و اطلاع دادن به اپراتور اطاق فرمان

5-2 ) وظائف اپراتور توربين

1- نظارت بر كار توربين و تجهيزات كمكي از روي دستگاههاي نشان دهنده و پانلهاي محلي

2- اطمينان از عدم وجود نشتي هوا به سيستم خلاء‌و آگاهي از محلهاي احتمالي نشتي.

3- نظارت بر كار نرمان رگولاتورهاي موجود

4- نظارت بر كار والوها و عدم وجود نشتي و بيرون آمدن بخار

5- راه اندازي و توقف توربين و مواظبت از تجهيزات بهره برداري

6- گزارشهاي لازم را در مورد ايرادات و نواقص تجهيزات به بالادست ارسال نمايد.

7- كنترل كار ياتاقانهاي توربين و ژنراتور

8- كنترل كار مكانيزمهاي گردان ، وضعيت پكينگها ،‌ الكتروموتورها ،‌ پمپها ، درجه حرارت ياتاقانها و سطح روغن در تانكهاي روغن و ياتاقانها

9- كنترل سطح سنجها با سطح سنجهاي داخل اطاق فرمان

10- گوش دادن به صداهاي غيرعادي توربين و گزارش كردن آنها

11- رسيدگي به وضعيت وسائل اطفاء حريق و آماده نگه داشتن آنها

12- كنترل درجه حرارت بابيت ياتاقانها و روغن خروجي از ياتاقانها و سيستم كنترل توربين.

13- كنترل موقعيت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

و بلبرينگها و رولربرينگهاي گاورنرها

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

6-2) وظائف اپراتور الكتريك

1- كنترل ولتاژ ، جريان و فركانس ژنراتور

2- كنترل درجه حرارت استاتور و روتور

3- جازدن كليدها و بيرون آوردن آنها

4- قطع و وصل كردن كليدها و زمين كردن آنها

5- قطع و وصل كردن آفتاماتها

6- پارالل كردن ژنراتور با شبكه

7- نوشتن گزارشهاي ساعتي و دفتر گزارش

8- آبگيري و در سرويس قرار دادن سيستم خنك كن تريستورها ،‌ آب استاتور ،‌ آب كولرهاي ژنراتور و تخليه نموده و آماده سازي آنها جهت انجام كارهاي تعميراتي.

9- زدن CO2 و هوا و هيدروژن به ژنراتور و تخليه آنها

10- آماده نمودن ژنراتور براي تاُمين برق اضطراري

11- استارت و استپ ديزل ژنراتور براي تاًمين برق اضطراري

12- سركشي به باطريخانه و كنترل ولتاژ خروجي از باطريخانه

7-2) وظائف اپراتور سيكل و

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

خنك كن

1- كنترل و نظارت بر سطح هيترهاي فشار قوي ، فشار ضعيف و كندانسوز

2- در سرويس قراردادن و از سرويس خارج كردن هيترها و آماده سازي جهت كار تعميرات

3- آبگيري هيترهاي فشار ضعيف و فشار قوي

4- گرم كردن و در سرويس قرارداد فيدپمپها و تخليه و خارج كردن آنها از سرويس جهت انجام كارهاي تعميراتي

5- كنترل و نظارت بر سيستم آب خنك كن ، آب تغذيه و روغن

6- كنترل نظارت بر كار عادي دستگاههاي كندانسه ،‌ فيدپمپها ،‌ كندانسه پمپها ،‌ دريپ پمپها ، پمپهاي روغن فيد پمپها ،‌ پمپهاي ميك آپ و پمپهاي آب خام

7- نوشتن گزارشهاي ساعتي و دفتر گزارش

8- تميز كردن ياتاقانها و دستگاههاي سيكل

9- باز و بسته كردن والوها

10- آماده سازي برج جهت راه اندازي و همچنين جهت انجام كارهاي تعميراتي

11- آماده سازي پمپ سيركوله آب خنك كن جهت راه اندازي و توقف

12- كنترل درجه حرارت آب برج و پيشگيري از يخ زدگي

ورود

مرجع:همه چیز در مورد انواع و نحوه عملکرد نیروگاه ها

ارسال های توصیه شده

spow 44197

لینک به دیدگاه

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

spow 44197

لینک به دیدگاه

اطلاعیه ها

سایت نواندیشان

انجمن نواندیشان

جریان فعالیت های من

کسب درآمد کنید