مقاله نیروگاه و روشهای تولید برق

[spow 44,195]

دانلود جزوه اموزشی سیستمهای کنترلی توزیع شده

 

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

تجهيزات خودكار سازي

ساختار GTCMPS شامل :

- يك مجموع از تابلوها، شامل بردهاي ميكروپروسسوري، افزونگي منبع تغذيه، بردهاي I/O و اتصالات.

- ايستگاه واسط اپراتور OIU)يا (Operator Interface unit نوعStand- alone براي اتاق كنترل واحد شامل مونيتور، صفحه كليد، موس و چاپگر آلارم (براي هر واحد)

- ايستگاه واسط اپراتوري نوع روميزي (Desk Top) براي اتاق كنترل مركزي شامل مونيتور، صفحه كليد، ماوس و چاپگر آلارم (براي هر واحد)

- SER براي 128 سيگنال با دقت زماني 1msec

- تابلوي توزيع انرژي

- تابلوي ابزار دقيق نظارتي توربين

GTCMPS 94 از طريق شاهراه اطلاعاتي اجازه اتصال و توسعه سيستم به ايستگاه واسط اپراتور راه دور و يا سيستم هاي خارجي مرتبط با ساير واحدها را مي دهد.

- يك ايستگاه كاري مهندسي به عنوان يك دستگاه ويژه تعميرات كه مي تواند براي مجموعه نيروگاه در نظر گرفته شود اين كامپيوتر در يك اتاق مخصوص (جنب اتاق فرمان اصلي نيروگاه) قرار مي گيرد و مي تواند دسترسي به همه مدول هاي متصل به سيستم را با امكانات ويژه خود فراهم سازد. اين امكانات شامل سفارشي كردن سيستم، اصلاح اطلاعات پيكربندي، ايجاد صفحات جديد تصويري يا اصلاح صفحات قديمي و انجام هرگونه برنامه هاي عيب يابي و تشخيص خطا مي باشد.

يك كنسول مهندس شيفت براي هر نيروگاه بايد در نظر گرفته شود كنسول سر مهندس شيفت امكان هرگونه دسترسي به سيستم را در اختيار بهره بردار قرار مي‌دهد. اين كنسول بايد توانایي كنترل و نظارت بر هر يك از توربين هاي گازي مدول را داشته باشد. Refresh Time اين كامپيوتر براي صفحات تصويري حداكثر 2 ثانيه است.

معماري سيستم GTCMPS 94 بر پايه INFI 90, DCS شركت Elsag Baily ايتاليا مي باشد پايه سيستم هاي INFI 90 و به طبع GTCMPS 94 واحدهاي كنترل فرآيند PCU (Process Control unit) هر يك از واحدها مي توانند سيگنالهاي سيستم را جمع آوري كرده و وظايف پردازش را انجام دهند.

از سيستم GTCMPS 94 در نيروگاه كرمان كه داراي 8 واحد گازي (با قابليت تبديل به سيكل تركيبي) مي باشد استفاده شده است اما در نيروگاه اروميه از سيستم كنترل پروسه يا TXP استفاده شده است كه طرح شركت زيمنس آلمان مي باشد.

كيس هاي ES, OM و مانيتور OT و تجهيزاتي چون EU905 ها و انواع PLC ها و .... تماماً از شركت زيمنس آلمان وارد ايران مي شود و شركت مكو به طراحي صفحات ES, OM و برنامه PLCها و تهيه wirelist , interconection مي پردازد و با اين نرم افزارها به مونتاژ و تست كابينت ها مي پردازد.

[spow 44,195]

بررسي حلقه هاي کنترلي بويلر

 

کنترل جریان آب تغذیه HP

 

هدف:

این حلقه جریان آب تغذیه به درام، HP معادل با جریان بخار HP خروجی از بویلر را حفظ میکند هنگامی سطح درام ثابت نگهداشته میشود که بیشتر یک رنج نامحدود بخار خواسته شود.

تغییرات بخار خواسته شده موجب تغییرات جریان آب تغذیه و در نتیجه افزایش و کاهش سطح درام است، سطح آب درام وقتیکه جریان بخار افزایش می یابد کاهش می یابد و بر عکس، افزایش ناگهانی در بخار خواسته شده موجب کاهش فشار درام و افزایش دمای بدنه درام موجب افزایش موقتی سطح درام بواسطه افزایش حجم حباب های بخار میشود اما مقدار واقعی آب داخل درام تغییر نمیکند. همینطور کاهش ناگهانی در بخار خواسته شده موجب افزایش فشار درام و کاهش دمای بدنه موجب کاهش موقتی سطح درام بواسطه کاهش حجم حباب های بخار میشود اما مقدار واقعی آب داخل درام تغییر نمی کند . بنابراین انبساط و انقباض سطح آب، هنگامی که مقدار واقعی سطح درام تغییر نمی کند، اتفاق می افتد .

شرح کنترل:

 

ترانسمیتر (HAD30CL001/CL002-CL01) سطح درام HP را اندازه میگیرند. همانطور که میدانید آب داخل درام در فاز اشباع است و برای هر مقدار دانسیته معادل وجود دارد. سیگنال سطح درام بوسیله فشار درام از طریق FUNCTION GENERATOR ارسال میشود. بنابراین دو ترانسمیتر (HAD30CP001/CP002) فشار درام HP را اندازه گیری میکند .

یکی از دو سیگنال عمل کننده برای سیگنال های فشار درام مانند حالتهای زیر بکار برده میشود .

 

دو سیگنال چک خواهد شد . آیا در رنج mA 20-4 هستند .

اگرهر دو سیگنال در رنج a/m است . سپس اختلاف مطلق آنها محاسبه خواهد شد و با مقدار ثابت (20%) مقایسه خواهد شد اگر انحراف زیاد نبود سپس متوسط دو سیگنال محاسبه خواهد شد و نتیجه نهایی در نظر گرفته میشود .

اگر یکی از آنها در رنج نبود دیگری انتخاب خواهد شد و یک آلارم ظاهر خواهد شد .

اگرهر دو سیگنال در رنج هستند اما اختلاف آنها بالاست، سپس آنکه بزرگتر است انتخاب خواهد شد و آلارم ظاهر خواهد شد .

اگر هر دو سیگنال خارج از رنج بودند سپس حلقه به حالت دستی رفته و آلارم ظاهر خواهد شد .

هر سیگنال نشان داده شده و ثبت میشود. همچنین سیگنال آلارم بالا بر اساس هر setting list تعریف میشود .

سیگنال باينری بعدی شامل (PSH1 , PSH2 , PSH3 ,PSH4) برای مراحل لا جیک راه اندازی توقف HRSG ارسال میگردد .

سه سیگنال سطح بوسیله نتیجه سیگنال فشار از طریق سه ضرب کننده اختلاف ارسال میشود و سپس سه سیگنال سطح ارسال شده نمایش داده شده و ثبت خواهد شد .

2 از 3 سیگنال عمل کننده برای ارسال سه سیگنال سطح درام مانند حالتهای زیر بار میرود

a) سه سیگنال با هم چک میشوند در رنج میباشند (4-20ma)

b) اگر همه آنها در رنج هستند , سپس متوسط آنها محاسبه میشود .

c)سه سیگنال ارسال شده با مقدار متوسط مقایسه خواهد شد . اگر اختلاف بزرگتر از 2% است سیگنال ارسال شده رد خواهد شد و سیگنال a/m برای سیگنال های بعدی بکار گرفته خواهد شد . اگر همه سه سیگنال قابل قبول باشد سپس متوسط آنها محاسبه شده و سطح درام hp ( 2 از 3 ) ارسال خواهد شد که نشان داده شده و ثبت خواهد شد .

d)اگر یک سیگنال خارج از محدوده باشد،یک آلارم ظاهر خواهد شد و متوسط سیگنال های دیگر برای نتیجه در نظر گرفته میشود .

e) اگر دو سیگنال یا بیشتر رد شود،سپس حلقه به حالت دستی رفته و آلارم ظاهر خواهد شد .

f) هر سیگنال ارسال شده نمایش داده شده و ثبت میشود .

g) سیگنال نتیجه همچنین نمایش داده شده و ثبت میشود .

h) سیگنال های بانیری شامل (LSH1 , LSH2 ) سیگنال نتیجه را برای مراحل لاجیک راه اندازی HRSG ارسال میکنند .

[spow 44,195]

ادامه

 

دو مد برای کنترل سطح درام وجود دارد : تک المانی و سه المانی

در تک المانی سطح درام ارسال شده با Set Point مقایسه می شود و سپس سیگنال خطا در یک کنترل PID استفاده شد خروجی کنترلر (4-20mA )به کنترل والو انتخاب شده برای وضعیت درست و کنترل مقادیر فرآیند ارسال می شود.در مد سه المانی جریان آب تغذیه و جریان بخار اندازه گیری شده ارسال می شود و در کنترل سطح درام سهیم خواهد بود.جریان بخار سوپر هیتر HP بوسیله دو ترانسمتر اندازه گیری می شود (LAB30CF001/CF002 ) هر دو سیگنال جریان بخار بوسیله سیگنال فشار و دمای بخار تصحیح خواهد شد.سیگنال دما نتیجه یک از دو (LAC30CT001/CT002) از حلقه کنترل دمای بخار سوپر هیتر و سیگنال فشار بوسیله LAB30CP001 اندازه گیری می شود می دانید که PT روی خط بخار HP قبل از MR Stop Valve قرار دارد .وقتی که PT بخارHP دچار اختلال است فشار درام HP برای اطمینان بیشتر مانند یک مقدار نامناسب در نظر گرفته می شود .

فشار بخار HP ( LAB30CP001 )نشان داده شده و ثبت می شود و سیگنال آلارم بالا بر اساس Setting/IST تعریف می شود .

سیگنال فشار دما در یک F.G بکار برده می شود و خروجی F.G از طریق دو ضرب کننده اختلاف بر جریان بخار اثر خواهد کرد. خروجی افزاینده ارسال شده از جریان بخار نشان داده شده و ثبت می شود یکی از دو سیگنال ارسال شده از سیگنالهای جریان بخار بکار گرفته شده و نتیجه آن نشان داده شده و ثبت می شود.سیگنال نتیجه مد سه المانی بر اساس یک سیگنال Feed Forward از طریق یک جمع کننده اثر خواهد کرد که خروجی کنترل اصلی Master بر اساس ورودی های دیگر دریافت می شود .

سیگنال باينری شامل (FSH) برای مراحل لاجیک راه اندازی HRSG ارسال می شود .

جریان آب تغذیه HP بوسیله (LAB30CF001/CF002) انذازه گیری می شود .و همه سیگنالها بوسیله دمای آب تغذیهHP( LAB30CT001) از طریق ضرب کننده اختلاف تصحیح می شود سیگنالهای جریان ارسال شده نمایش داده شد و ثبت می شود.یکی از دو سیگنال عمل کننده برای سیگنال های جریان آب تغذیه HP بکار برده می شود و سیگنال نتیجه نمایش داده شده و ثبت می شود و نهایتا در دومین کنترل بکار گرفته می شود .Slave Controller که خروجی جمع کننده Feed Forward بر اساس Set point دریافت می شود.

[spow 44,195]

ادامه

 

 

بعلاوه جریان ری سیرکوله HP از سیگنال جریان آب تغذیه HP استنتجاج می شود.

آب سیر کوله HP بوسیله ( LAB31CF001) اندازه گیری می شود و سیگنال مربوطه بویسله سیگنال دمای خروجی اکونومايزر HP که از حلقه TC آب تغذیه خروجی اکونومايزر HP میاید ارسال می شود .سیگنال ارسال شده جریان نمایش داده می شود و ثبت می شود (تذکر :فقط در طول راه اندازی سرد HRSG. ری سیر کوله HP در مدار خواهد بود ) .

کنترلر های Slave و اصلی از نوع PID هستند.

در ابتدا برای مد سه المانی مراتب ذیل تعریف می شود.

A)وقتی جریان بخار بیشتر از 20%افزایش می یابد حلقه به مد سه المانی می رود.

B )وقتی جریان بخار 15%کاهش می یابدحلقه به مد تک المانی می رود.

(LAB30AA011/AA012) هر یک کنترل والو های 100%ظرفیت هستند و یکی از آنها بوسیله اپراتور انتخاب می شود وقتی که خروجی های برد Auto/MAN بالای 5%(در ابتدا) است یک فرمان بسته شدن مختص به والو موتوری ارسال می شود وقتی که خروجی زیر 3%(در ابتدا) است یک فرمان بسته شدن ارسال خواهد شد.

مقدارSet Point دستی بوسیله اپراتور بر اساس دستورالعمل بهره برداری سازنده تنظیم می شود .

مقدار Set Point راه اندازی وقتی که فشار درام کمتر از 53Bar باشد بطور اتوماتیک انتخاب مي شود .

یک سوئیچ Bum less برای انتخاب بین مد های تک المانی و سه المانی فراهم شده است.

یک سوئیچBump less برای انتخاب بین set Point حالت دستی و راه اندازی فراهم شده است.

یک سوئیچ Bump less برای انتخاب مد بهره برداری دستی/ اتوماتیک فراهم شده است.

یک سوئیچ Bump less برای انتخاب بین CV1 و CV2فراهم شده است.

توجه: پارامترهای (KP ,Ti, Td برای کنترلر PID اصلی مد سه المانی و کنترلر PID تک المانی یکسان خواهد بود از اینرو دو کنترلر PID اختلاف برای اهداف ذکر شده فوق در نظر گرفته می شود.

 

کنترل جریان آب تغذیه IP :

 

این حلقه جریان آب تغذیه درامIP را معادل با جریان بخار IP خروجی از بویلر حفظ میکند . هنگامی سطح آب در درام ثابت نگه داشته میشود که بیشتر یک رنج نامحدود بخار خواسته شود .

[spow 44,195]

شرح کنترل:

 

سه ترانسمیتر (HAA20CL001/CL002/CL003) سطح درام IP را اندازه گیری میکنند .

سیگنال باينری برای تولید آلارم (L ,H بر اساس setting list ) عمل میکند . سه سیگنال سطح درام IP بطور جدا گانه ارسال میشود .

يكي از دو سیگنال عمل کننده سیگنال های سطح بر اساس حالت های زیر بکار برده میشود .

(1 سه سیگنال چک میشود آیا در محدود 4-20 ma است .

(2اگر همه سیگنال ها در محدوده هستند، متوسط آنها محاسبه خواهد شد .

سیگنال های آلارم با مقدار متوسط مقایسه میشود اگر اختلاف بیشتر از 2% است سیگنال مربوطه رد خواهد بود و سیگنال عمل کننده a/m از سیگنال های دیگ بکار برده میشود . اگر هر سه سیگنال قابل قبول است , متوسط آنها محاسبه شده و سطح درام IP در نظر گرفته میشود (2 از 3) که نشان داده شده و ثبت میشود .

(3اگر یک سیگنال خارج از رنج باشد یک آلارم ظاهر خواهد شد و متوسط سیگنال های دیگر در نظر گرفته شده و نتیجه حاصل میشود .

(4 اما اگر دو سیگنال یا بیشتر رد شود سپس حلقه به حالت دستی رفته و یک آلارم ظاهر میشود .

(5سیگنال باينری عمل کننده (LSH2,LSH1 )سیگنال نتیجه را برای لاجیک مراحل راه اندازی ارسال می کند.

دو مد برای کنترل سطح درام وجود دارد، مد تک المانی و مد سه المانی در مد تک المانی سطح درام با مقدار Set Point مقایسه می شود سپس سیگنال خطا در کنترلر PID بکار گرفته می شودو خروجی کنترلر (4-20mA )به کنترل در انتخاب شده برای تعیین موقعیت صحیح ارسال می شود و تغییرات سیستم کنترل می شود.

در مد سه المانی جریان آب تغذیه و جریان بخار اندازه گیری می شود که در کنترل سطح درام موثر هستند.جریان بخار سوپر هیتر IP بوسیله یک ترانسمیتر اندازه گیری می شود(LBA20CF001 )سیگنال جریان بخار بوسیله سیگنال فشار و دمای بخار تصحیح می شود سیگنال دما نتیجه یک از دو سیگنال (LBA20CT001/CT002 )و سیگنال فشار بوسیله (LAB20CP001 )اندازه گیری می شود.

سیگنال های دما و فشار در یک Function Generator , F(X,Y) بکار گرفته می شود و خروجی F.G از طریق ضرب کننده بر جریان بخار موثر است.خروجی ضرب کننده در جریان بخار سهیم است که نشان داده شده و ثبت می شود.سیگنال با نیری عمل کننده FSTL برای مرحله لاجیک راه اندازی ارسال می شود .سیگنال ارسالی در مد سه المانی بر اساس سیگنال Feed Forward از طریق یک جمع کننده اثر خواهد کرد که خروجی کنترلر اصلی بر اساس ورودی دیگر دریافت می شودهر سیگنال دما نمایش داده شده و ثبت می شود .همچنین سیگنال نتیجه (1از2) نشان داده شده و ثبت می شود و آلارمهای بالای پایین بر اساس Setting List تعریف می شود.بعلاوه جریان بخار Pegging به سیگنال جریان بخار IP اضافه می شود .جریان بخار Pegging بوسیله( LBA21CF001 ) اندازه گیری می شود و بوسیله فشار و دمای بخار سوپر هیتر IP جبران می شود.( LBA20CP001 )نتیجه (1از2) (LBA20CT001/CT002 )از حلقه کنترل( سطح تانک دی اریتور)تذکر آنکه بخار Pegging فقط هنگامی استفاده می شود که سوخت مصرفی GTگازوئیل است و هیتر آب تغذیه بای پس است.

جریان آب تغذیه بوسیله LAB20CF001) )اندازه گیری شده و سیگنال بوسیله دمای آب تغذیه(LAB20CT001) از طریق ضرب کننده تصحیح می شود . سیگنال های جریان ارسال شده اندازه گیری و ثبت می شود و نهایتا در دومین کنترل بکار گرفته می شود.(Salve Controller) . Set Point کنترلرSalve خروجی جمع کننده Feed Forward است.کنترلر اصلی و Slave از نوع PID هستند.

تذکر: فقط هنگامی که HRSG بصورت سرد راه اندازی می شود جریان اّب IP ری سیر کوله کمتر از جریان آب تغذیه خواهد بود . جریان IP ری سیر کوله بوسیله (LAB21 CF001 ) اندازه گیری میشود و سیگنال مربوطه نشان داده و ثبت میشود سیگنال دمای آب تغذیه نمایش داده شده و ثبت می شود .

 

ابتدا در مد سه المانی موارد زیر تعریف میشود

1)وقتی جریان بخار بیشتر از 20% افزایش می یابد حلقه به مد سه المانی می رود .

2)وقتی جریان بخار کمتر از 15% شود حلقه به تک المانی میرود .

( LAB20AA012 , LAB20AA011 ) کنترل ولوهایی هستند که یکی از آنها بوسیله اپراتور انتخاب می شود می تواند 100% ظرفیت را تامین کند .

Set Point در حالت دستی مقداری است که بوسیله اپراتور بر اساس دستورالعملهای بهره برداری تهیه شده تنظیم می شود .

Set Point راه اندازی مقداری است که بصورت اتوماتیک وقتی که فشار درام HP کمتر از53.2bar است انتخاب می شود .

یک سوئیچ bump less برای انتخاب بین مد های تک و سه المانی فراهم شده است .

یک سوئیچ bump less برای انتخاب بین Set Point دستی و راه اندازی فراهم شده است .

یک سوئیچ bump less برای انتخاب بهره برداری در حالت دستی / اتوماتیک فراهم شده است .

یک سوئیچ bump less برای انتخاب CV1 و CV2 فراهم شده است .

 

تذکر : میدانید که پارامتر های ( KP , Ti , Td) برای کنترل PID اصلی در مد سه المانی و کنترلر PID در تک المانی یکسان نخواهد بود . بنابر این کنترلر PID اختلاف،برای اهداف فوق در نظر گرفته خواهد شد.

 

کنترل جریان آب کندانیست به دی اریتور :

 

این حلقه جریان ورودی آب کندانیست به دی اریتور را معادل با جریان خروجی از دی اریتور حفظ میکند، هنگامی سطح کندانیست در دی اریتور ثابت نگهداشته میشود که بیشتر یک رنج نامحدود بخار خواسته میشود ( در خواست آب تغذیه IP , HP )

[spow 44,195]

شرح کنترل:

 

وقتی که جریان آب تغذیه IP/HP افزایش می یابد سطح آب تانک در دی اریتور کاهش می یابد و بر عکس

سه ترانسمیتر (HAD10CLOO1/CL002/CLOO3 ) سطح تانک دی اریتور را اندازه گیری میکند . سیگنال های باينری برای تولید آلارم ها استفاده میشود .( H وL بر اساس( Setting List )سه سیگنال سطح بطور جداکانه عمل میکند . 2 از 3 سیگنال عمل کننده،سه سیگنال سطح بشرح زیر بکار برده میشود .

(1 سه سیگنال چک می شود. آیا در رنج هستند (4-20 ma )

(2اگر همه سیگنالها در محدوده هستند، پس مقدار متوسط آنها محاسبه می شود

سیگنال های سطح با مقدار متوسط مقایسه میشود. اگر اختلاف بیشتر از 2% است سیگنال مربوطه رد خواهد شد و سیگنال عمل کننده a/m از سیگنالهای دیگر بکار برده خواهد شد . اگر هر سه سیگنال قابل قبول باشد متوسط آنها محاسبه شده سطح تانک در نظر گرفته میشود( 2از 3 ) که نمایش داده میشود و ثبت میشود .

(3اگر یک سیگنال اختلاف دارد یک آلارم ظاهر خواهد شد و متوسط سیگنالهای دیگر برای سیگنال نتیجه در نظر گرفته میشود .

(4اما اگر دو سیگنال یا بیشتر رد شود سپس حلقه کنترل به حالت دستی رفته و یک آلارم ظاهر خواهد شد .

سیگنال باينری عمل کننده (LSH1 ) برای مرحله لاجیک راه اندازی HRSG ارسال میشود .

دو مد برای کنترل سطح تانک وجود دارد تک المانی و سه المانی

در تک المانی سطح تانک دی اریتور با مقدار Set Point مقایسه شده و سپس سیگنال خطا در کنترلر PID و خروجی کنترلر (4-20ma ) برای تعیین موقعیت موقعیت درست کنترل ولو انتخاب شده برای کنترل مقادیر فرآیند ارسال میشود .

در مد سه المانی سیگنال های جریان آب تغذیه HP و LP ( این سیگنال ها از حلقه های کنترل درام HP و IP گرفته میشود ) جریان آب تغذیه دی اریتور و جریان بخار Pegging در سیستم کنترل سطح تانک دی اریتور سهیم است . کلیه سیگنالهای جریان آب تغذیه HP و IP مانند سیگنال Feed Forward از طریق یک جمع کننده استفاده میشود .

جریان آب تغذیه دی اریتور بوسیله (LAB/0CF001/CF002 ) اندازه گیری میشود و همه سیگنالها بوسیله دمای آب تغذیه دی اریتور ( LAB/0CT001 ) از طریق دو ضرب کننده اختلاف تصحیح میشود سیگنال ارسالی نمایش داده شده و ثبت میشود .

سپس یکی از دو سیگنال عمل کننده از سیگنالهای جریان آب تغذیه استفاده میشود و نتیجه نمایش داده شده و ثبت میشود . در نهایت اولین کنترلر بکار گرفته میشود (کنترلرSlave ) که Set Point مربوطه از خروجی یک جمع کننده می آید که سیگنالهای جریان آب HP و IP و خروجی ها کنترلر اصلی ( کنترلرهای اصلی و Slave از نوع PID هستند) Feed Forward را محاسبه میکنند .

بعلاوه جریان بخار Pegging با سیگنال جریان آب تغذیه جمع میشود . جریان بخار Pegging بوسیله (LBA21CF001 )اندازه گیری میشود و بوسیله فشار و دمای بخار سوپر هیتر IP جبران میشود .(LBA20CP001 ) (نتیجه یکی از دو سیگنال (LBA20CT001/CT002 )از حلقه کنترل سطح درام IP ) سیگنال ارسالی جریان بخارPegging نمایش داده شده و ثبت می شود.دمای آب تغذیه دی اریتور (LAB10CT001) نشان داده شده و ثبت می ود.

توضیح اینکه بخار Pegging فقط هنگامی استفاده می شود که C.T از سوخت مایع استفاده می کند و هیتر آب تغذیه بای پس است .

چند تعریف در مورد مد سه المانی

A ) وقتی جریان آب تغذیه HP وIP به بیشتر از 20% افزایش یابد حلقه به مد سه المانی می رود.

B )وقتی جریان آب تغذیه HPوIP به کمتر از15%کاهش یابد حلقه به مد تک المانی می رود .

(LAB10AAD11/012) و لوله های کنترلی با 100% ظرفیت هستند که یکی از آنها توسط اپراتور انتخاب می شود.

وقتی که خروجی برد Auto/MAN بالای 5% (در ابتدا)است یک فرمان باز شدن به (LAB10AA101) فرستاده می شود.

وقتی که خروجی زیر3%(در ابتدا) است یک فرمان بسته شدن بهA/M MR فرستاده می شود.

مقدار Set Point حالت دستی که توسط اپراتور تنظیم می شود بر اساس دستور العمل تهیه کننده است .مقدار Set Point راه اندازی به صورت اتوماتیک انتخاب می شود و این در حالی است که فشار درام HP کمتر از 53bar است.

یک سوئیچ Bump less برای انتخاب بین مد تک المانی و سه المانی فراهم شده است .

یک سوئیچBump less برای انتخاب set Point برای حالت دستی و راه اندازی فراهم شده است .

یک سوئیچ Bump less برای انتخاب مد بهره برداری دستی / اتوماتیک فراهم شده است.

یک سوئیچ Bump less برای انتخاب CV1 وCV2 فراهم شده است.

تذکر: پارامتر های (KP ,Ti, Td )برای کنترلر اصلی PID از مد سه المانی و کنترلر PID مد تک المانی یکسان نخواهد بود بنابراین کنترلر PID برای اهداف ذکر شده فوق در نظر گرفته شده است.

 

 

حلقه كنترل بار:

 

هدف:

این حلقه بار HRSG را بر اساس بار G.T و سیگنال بار HRSG که از سیستم توضیع بار واحد ارسال می گردد حفظ می کند.

 

شرح کنترل:

موقعیت دمپر دایورتور بوسیله (HMA20CG001 ) اندازه گیری می شود و سیگنال مربوطه نمایش داده شده و ثبت می شود و با Set Point محاسبه شده یا انتخاب شده بوسیله سیستم کنترل , بر اساس مراحل بعدی مقایسه خواهد شد .

(1 هنگامی که HRSG راه اندازی شد . بسته به حالت راه اندازی ،یک مقدار از پیش تعیین شده انتخاب میشود بر اساس درخواست باز کردن دمپر دایورتر،در این حالت حلقه کنترل از طریق لاجیک مهیا شده SET Point راه اندازی را دنبال میکند .

(2بعد از راه اندازی HRSG , دو امکان درخواست برای HRSG وجود دارد : اول درخواست بهره برداری بار نرمال که 100% خواهد بود و دوم درخواست حرکت برگشت ( Run back ) که بر اساس شروط توربین توسط سازنده توربین تعریف میشود .فرمان بار A/M از طریق لاجیک مهیا شده انتخاب خواهد شد .

(3هنگام توقف HRSG بسته به حالت ،یک مقدار از پیش تعیین شده بر اساس فرمان باز کردن دمپر دایورتر انتخاب خواهد شد. در این حالت حلقه کنترل از طریق لاجیک مهیا شده به Set Point توقف میرود .

(4 وقتی اختلاف دمای بین فلزات بالا و پایین درام از 110سانتی گراد بیشتر شود موقعیت دمپر درایورتر در حالت قبلی قرار میگیرد Set Point انتخاب شده از بلوک محدود کننده عبور خواهد کرد سپس با فرآیند اختلاف مقایسه خواهد شد (موقعیت دمپر دایورتر ) این سیگنال خطا بوسیله کنترلر PID پردازش می شود و سر انجام محرک هیدرولیک دمپر دایورتر (HMA20AA001 ) به موقعيت طراحی شده هدایت میشود .تریپ HRSG حلقه کنترل را به حالت دستی و خروجی را به صفر خواهد فرستاد .یک سوئیچ Bump less برای انتخاب بین مد بهره داری دستی / اتوماتیک فراهم شده است .یک سوئیچ Bump less برای انتخاب Set Point راه اندازی فراهم شده است .

 

کنترل دمای بخار HP:

 

این حلقه بخار HP را در مقدار تعیین شده حفظ میکند .به منظور ثابت نگهداشتن دمای خروجی از سوپر هیتر ثانویه وحداقل اختلاف دمای جریان بخار HP ،دمای سوپر هیتر بوسیله کنترل ولو آب اسپری که بین سوپر هیتر اولیه و ثانویه نصب شده است کنترل میشود .

[spow 44,195]

شرح حلقه کنترل:

 

دمای تانک بلودان بوسیله (HAN60CT001) اندازه گیری می شود,سیگنال مربوطه نمایش داده شده و ثبت می شود و آلارم بالا بر اساس Setting List تعریف می شود. این سیگنال با Set Point تنظیم شده توسط اپراتور، مقایسه خواهد شد و سیگنال خطا بوسیله کنترلر PID پردازش خواهد شد و خروجی کنترلر (PCB90AA001)TCV که روی خط آب مصرفی برای موقعیت یابی درست و ارسال آب کافی به منظور کنترل دما در Set Point طراحی شده نصب شده است را محاسبه می کند.

یک سوئیچ Bump Less برای انتخاب بین مد بهره برداری دستی/اتوماتیک تعبیه شده است.

 

کنترل فشار دی اریتور:

 

این حلقه فشار دی اریتور بر اساس یک مینیمم مقدار انتخاب شده حفظ می کند .

 

 

شرح کنترل:

 

برای ثابت نگه داشتن فشار دی اریتور در یک مقدار ثابت (حدود2.5) هنگامی که G.T سوخت گازوئیل مصرف می کند در این حالت هیتر اب تغذیه بای پس است بخار از خط سوپر هیتر IP عبور کرده و از طریق کنترل والو (LBA21AA001) به داخل تانک دی اریتور می ریزد (وقتی که هیتر آب تغذیه بای پس کمبود بخار نداشته و فشار مورد نیاز را تامین کند.)

فشار در اریتور بوسیله (HAD10CP001) اندازه گیری می شود، سیگنال مربوطه نمایش داده شده و ثبت می شود و آلارم بالا بر اساس Setting List تعریف می شود. سیگنال فشار با Set Point حالت دستی که بوسیله اپراتور تنظیم می شود، مقایسه می گردد و سیگنال خطا از طریق کنترلر PID پردازش شده و نهایتا PCV محاسبه می شود LBA21AA001) ) .

یک سوئیچ Bump Less جهت انتخاب مد بهره برداری دستی/اتوماتیک تعبیه شده است.

وقتی که خروجی برد از Auto/Man (در ابتدا) بیشتر از 5%است یک فرمان باز کردن (LBA21AA101) فرستاده می شود و وقتی که خروجی زیر %3 (در ابتدا)است یک فرمان بستن برای A/M MR ارسال می شود.

 

کنترل فشار بخار اجکتور:

 

این حلقه فشار بخار اجکتور را در مقدار تعیین شده حفظ می کند.

(اجکتور نگهدارنده برای صحت کار کرد نیاز به بخار با دمای بالا دارد، بنابراین بخار از هدر بخار HP برداشت می شود،اما کاهش فشار بخار تا فشار طراحی شده برای اجکتور ها با ارسال بخار به اجکتور ها و کاهش تا مقدار طراحی شده انجام می شود.)

 

شرح کنترل:

 

فشار بخار ورودی به اجکتور های نگه دارنده بوسیله (LAG36CP001) اندازه گیری می شود و سیگنال مربوطه نمایش داده شده و ثبت می شود.آلارمهای بالا/پایین بر اساس Setting List تعریف می شود. این سیگنال با Set Point که توسط اپراتور تنظیم می شود مقایسه می شود. سپس سیگنال عمل کننده PID سیگنال نتیجه را جهت (LBG35AA001) PCV به منظور تعیین موقعیت درست تنظیم کننده فشار بخار در مقدار تعیین شده محاسبه می کند.یک سوئیچ BumpLess برای انتخاب مد بهره برداری دستی اتوماتیک تعبیه شده است.وقتی که خروجی برد اتوماتیک /دستی بالا5%(در ابتدا )است یک فرمان باز کردن به (LBA35AA101) ارسال خواهد شد و وقتی که زیر3%(در ابتدا)است یک سیگنال بستن ارسال خواهد شد. وقتی که اجکتور های نگهدارنده بوسیله F.G انتخاب نشود حلقه کنترل فشار به حالت دستی رفته و PCV (LBG35AA001) به حالت دستی می رود.

 

سیستم هوای اینسترومنتی:

 

وظیفه اصلی این سیستم تامین هوای خشک اينسترومنتی با فشار مناسب به منظور بهره برداری ابزاری کنترل فرعی مثل پوزشینرها و مبدل های I/P می باشد برای تامین هوای اینسترومنتی هر HRSG یک هدر "2تعبیه شده است.

که در این خط یک نمایش دهنده فشار برای نمایش محلی و سه سوئیچ فشار برای حفاظت HRSG از طریق ترکیب لاجیکی 2 از 3 در نظر گرفته شده است.

[spow 44,195]

سلام دوستان عزیز

 

در اين مقاله يك كنترل كننده فازي ( Fuzzy Controller ) مناسب جهت كنترل فركانس در نيروگاه شهيد رجايي طراحي ميشود. سپس اين كنترل كننده جايگرين كنترل كننده تناسبي (Proportional) موجود شده و عملكرد آن با كنترل كننده تناسبي مقايسه ميشود.

براي تحقق بخشيدن به اين امر، ابتدا كنترل كننده فازي را با توجه به رفتار تجربي سيستم طرح نموده سپس با در نظر گرفتن مدلهاي عمومي گاورنر، توربين و ژنراتور كه از طرف انجمن IEEE ارائه شده است، مدل ديناميكي توربوژنراتور نيروگاه استخراج مي گردد. سپس به كمك بسته نرم افزاري مطلب (Matlab) مدل حاصل و كنترل كننده هاي فازي و تناسبي روي كامپيوتر شخصي (PC) شبيه سازي مي شود.

نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه عملكرد حلقه كنترل توان – فركانس ، بهمراه كنترل كننده فازي در مقايسه با كنترل كننده تناسبي به ازا تغييرات پله اي مداوم نقطه تنظيم سرعت (Speed Changer) و اغتشاشات پله اي بار شبكه از نظر ميزان خظاي حالت مانا و سرعت پاسخ آن به مراتب بهتر از حالتي است كه كنترل كننده تناسبي استفاده مي شود.

 

اصل مقاله رو میتونید از اینجا دریافت کنید

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

یک نیرو گاه حرارتی نیروگاهی است که در آن محرک اولیه به وسیله ی بخار به حرکت در می آید.در این نیروگاه ابتدا آب گرم شده و سپس به بخار تبدیل می شود و این بخار باعث چرخاندن توربین بخاری می شود که این توربین نیز باعث چرخاندن ژنراتور(مولد) الکتریکی می شود.وقتی که بخار از میان توربین حرکت می کند،در یک کندانسور(متراکم کننده) متراکم می شود.این موضوع بیشتر با نام "سیکل ترکیبی" شناخته می شود.بیشترین تغییر در طراحی نیروگاه های حرارتی ناشی از منابع سوخت مختلف می باشد.بعضی جاها ترجیح داده می شود که در این نیرو گاه ها از یک مرکز انرژی استفاده کنند چونکه این امکانات باعث تبدیل انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی می شود.

تقریبا تمام نیروگاه های زغالی،نیروگاه های هسته ای ،زمین گرمایی،و نیروگاه های خورشیدی و بعلاوه ی خیلی از نیروگاه های گازی جزو نیروگاه های حرارتی محسوب می شوند.در نیرو گاه سیکل ترکیبی گاز طبیعی به طور مکرر در توربین های گازی و دیگ های بخار سوزانده می شود.گرمای اتلاف شده از توربین گازی می تواند برای ایجاد بخار استفاده شود و این کار باعث بهبود بازده کلی نیرو گاه های سیکل ترکیبی می شود.

بعضی از این نیروگاه ها در محیطی بسیار بزرگ و برای دادن توان بسیار زیاد و دایمی طراحی و ساخته می شوند.

تاریخچه

موتورهای بخاری از قرن هجدهم و با بهبود هایی که جیمز وات بر روی آنها انجام داد به عنوان راه انداز دستگاه های مکانیکی استفاده شده اند.یکی از نخستین نیروگاه های مرکزی تولید برق در سال 1882 در لندن و نیویورک از موتور های بخار استفاده می کرده.به مرور زمان که اندازه ی مولد های برق افزایش می یافت،برای افزایش بازدهی و هزینه ی پایین ساخت جایگزین موتور های بخار قدیمی شدند.تا سال 1920 همه ی نیروگاه های مرکزی برق با توان بیشتر از چند هزار کیلو وات از توربین ها به عنوار محرک اولیه استفاده کردند.

بازدهی

بازدهی الکتریکی نیروگاه های حرارتی مرسوم، که به عنوان انرژی الکتریکی قابل فروش باسبارهای نیرو گاه تلقی می شوند در مقایسه با گرمای سوخت مصرفی شان معمولا بین 33 تا 48% می باشد که این بازده به دلیل وجود قوانین ترمودینامیک حاکم بر توربین ها محدود شده است.مابقی انرژی بایستی به صورت انرژی گرمایی از نیروگاه خارج شود.این گرمای اتلاف شده می تواند در معرض سیستم خنک کننده و یا برج های خنک کننده قرار گیرد.یک کلاس مهم و ویژه از نیروگاه های حرارتی دارای یک بخش با امکانات "نمک زدایی" می باشد.این امکانات معمولا در کشور های بیابانی و کشور های با منابع گاز زیاد یافت می شود و در این نوع نیرو گاه ها جریان برق و همچنین "آب آشامیدنی" از مهمترین محصولات می باشند.

از آنجایی که بازده یک نیروگاه حرارتی اساسا به خاطر مقدار ثابت دمای بخار در ورودی و خروجی توربین محدود می باشد،بهبود بازده تنها با استفاده از دمای بالاتر و در نتیجه فشار بخار بالاتر محقق می شود.در طول تاریخ مایعات کارآمد دیگر مانند جیوه به طور آزمایشی در نیروگاه بخار جیوه استفاده شده اند و این در حالی است که این مایعات می توانند به دماها و فشارهای بالاتر نسبت به آب برسند.اما خطرات سمی بودن جیوه و همچنین پایین بودن قابلیت انتقال گرمای جیوه،این ماده را از مایعات قابل استفاده در نیروگاه کنار گذاشت.

مولد بخار

دیگ مولد بخار باید بخار را در بالاترین میزان خلوص و فشار و حرارت و به میزانی که توربین بخار برای به حرکت در آوردن ژنراتور نیاز دارد تولید نماید.

ژنراتور از چندین بخش شامل دستگاه کاهش مصرف،ظرف بخار،دستگاه تنظیم کننده ی شیمیایی و کوره همراه با لوله های تولید بخار و لوله های افزاینده ی حرارت تشکیل شده است.شیر های اطمینان نیز برای جلوگیری از افزایش فشار دیگ بخار در جای مناسبی نصب می شوند.دودکش و محفظه ی هوا شامل بادبزن،دستگاه پیش گرم کننده،کوره ی دیگ بخار،جمع کننده خاکستر(الکترو استاتیکی،ته نشین کننده،کیسه ای) از دیگر اجزا آن می باشند.

[spow 44,195]

برای اشنایی بیشتر با نیروگاهها ودریافت مطالب بیشتر میتونید به تالارسیالات مکانیک مراجعه فرمایید

موفق باشیم

[pesare irani 41,805]

خورشیدی پیلهای خورشیدی زمینی كه معمولاً از سیلسیوم تك بلوری تهیه می شوند. پیلهای معمولی از نوع n روی p از قرصهای گردسیلیسیومی به ضخامت ۳/۰ میلیمتر تهیه می شوند. طرف پایین یا پشت پیلی كه نور بر آن نمی تابد دارای پوششی فلزی است كه با بدنه نوع p سیلسیوم تماس برقرار می كند. یك لایه بالایی از نوع n كه تشكیل دهنده پیوند pn است برای این كه مقاومت اندكی داشته باشد به میزان زیادی ناخالص شده است. انگشتی هایی فلزی به عرض حدود ۱/۰ میلیمتر و بضخامت ۰۵/۰ میلی متر با این لایه جلویی تماس اُهمی ایجاد می كنند تا جریان را جمع آوری كنند. یك پوشش شفاف عایق ضد بازتاب بضخامت تقریبی ۰۶/۰ میكرون(p-m) لایه سیلسیومی فوقانی را می پوشاند و به این ترتیب انتقال نور بهتری نسبت به هنگامی كه سیلسیوم بدون پوشش است پدید می آورد.

 

چنانچه كسی این ساختار را با ساختار یك مدار مجتمع (ic) مقایسه كند. از سادگی نسبی پیل خورشیدی شگفت زده می شود. در ترانزیستورهای مدار مجتمع به هزاران پیوند pn وجود دارد. عمده ترین عناصر یك مدار مجتمع عرضی تنها حدود چند میكرون دارد و عملكرد آن در مقایسه با پیلهای خورشیدی بسیار پیچیده و متنوع است. روشهای ساخت سیلسیوم كاملاً شناخته شده اند و مراحل تهیه یك مدار مجتمع را می توان به راحتی درباره پیل خورشیدی به كار برد. خواننده عزیز ممكن است تعجب كند كه چرا یك فصل كامل از كتاب به مواد تشكیل دهنده پیلهای خورشیدی و پردازش آنها اختصاص یافته است.

● خواص ماده و روشهای پردازش پیلها

اقعیت امر این است كه پیلهای سیلیسیومی با استفاده از طرح معمولی پیل و روشهای مرسوم آماده سازی مدار مجتمع (ic) برای مصارف زمینی ساخته شده اند. البته این پیلها نسبتاً و به همین دلیل برای مصارف خاص مانند تأمین برق دستگاههای ارتباطی واقع در مناطق دور دست كه هزینه تولید الكتریسیته به وسیله منابع گران تمام می شود. مناسبند. دو عامل مهم و اساسی بر انتخاب مواد تشكیل دهنده پیل و روشهای آماده سازی تأثیر دارد:

1) هزینه انرژی الكتریكی تولید شده- هزینه توان خروجی یك سیستم فتو دلتایی-مثلاً بر حسب دلار در هر كیلووات ساعتبا راندمان پیل و مجموعه یكپارچه آن و كلیه هزینه هایی كه در خلال ساخت نصب و راه اندازی آن سیستم صرف می شودتعیین می گردد. هزینه های ترازكننده سیستم (bos) مانند بهای زمینی كه به آن سیستم اختصاص یافته است و هزینه تبدیل توان و ذخیره سازی انرژی را نیز باید به هزینه فوق افزود.

۲) زمان یا نسبت باز پرداخت انرژی

در هر مرحله از تولید یك سیستم توان فتوولتاتی- در مرحله استخراج مواد خام از زمین در مرحله تصفیه و پالایش و در مراحل شكل دادن مواد و غیره انرژی مصرف می شود. مدت زمانی كه سیستم مذكور باید كار كند تا مقدار انرژی الكتریكی معادل كل انرژی به كار رفته در ساخت آن سیستم را تولید كند. نباید پیش از چند سال باشد. این مدت را زمان باز پرداخت انرژی می نامند. اگر قرار باشد سیستم تولید توان فتوولتایی، در مجموع انرژی تولید كند باید طول عمر مفید سیستم بیش از طول مدت بازپرداختش باشد. در یك سیستم اقتصاد آزاد ایده آل كارآیی بازپرداخت انرژی یك سیستم پیل خورشیدی یا هر نیروگاه دیگر تا حدی در هزینه آن سیستم نمایان می شود. در واقع لازم است تكنولوژیست ها و تعیین كنندگان خط مشی سیاسی هر گاه كه دولت بعضی از اجزای اصلی صنعت انرژی را تعدیل می كند.

یا به آنها كمك مالی می كند بازپرداخت انرژی را جدا از هزینه انرژی تولید شده به حساب آورند هنگام مقایسه سیستمهای گوناگون فتوولتایی می توان قابلیت متحمل نسبی آنها را در شرایط محیطی گوناگون مانند دما، رطوبت درون هوا، و حتی اثر بیرنگ كنندگی نور خورشید بر پوشش پیل در نظر گرفت. زیرا این عوامل می توانند موجب كوتاه شدن عمر سیستم و افزایش هزینه انرژی حاصله شوند. به اجرا درآوردن طرحهایی كه برای مصرف در مقیاسی وسیع در نظر گرفته می شوند باید به مقدار زیاد مقرون به صرفه باشد.

در دسترس بودن مواد به كار رفته در این پیلها و نیز اثرات محیطی مربوط به ساخت، استفاده و سرانجام فروش و عرضه این پیلها باید بررسی شود. خواص یك نیمه هادی مانند سیلسیوم به روندهای به كار رفته در ساخت آن بستگی دارد. مهمترین مطلب درجه بی عیبی بلور است كه از روی محصول نهایی مشخص می شود. گرچه خواص الكتریكی نیمه هادیهایی مانند سولفید كادمیم حائز اهمیت است ولی خواص دیگر آنها نیز در طراحی پیل مهم هستند.

 

 

[spow 44,195]

نیروگاههای برق آبی :

 

 

 

برای تامین انرژی ا لکتریکی از روش های مختلفی می توان استفاده نمود که در حال حاضر نیرو گاههای حرارتی وآبی بیشترین سهم را در تولید برق جهان دارند . به دلیل مشکلات ومحدودیت های تولید برق در نیروگاههای حرارتی (با سوخت فسیلی یا هسته ای ) و به لحاظ مسایل تکنولوژیک ،رعایت ظوابط ومعیارهای زیست محیطی ،محدودیت منابع و... ،در حال حاضر گرایش عمومی تولید برق در جهان ، بیشتر متوجه احداث نیروگاههای برق آبی است . البته در سالهای اخیر ،از میان نیروگاههای حرارتی ،تنها نیروگاههای هسته ای مورد توجه بوده اند . بر اساس اطلاعات موجود ،در طی سالهای 1985 تا1996 ، رشد مصرف منابع انرژی در جهان برای انرژی هسته ای 56% ،گاز طبیعی 26.4% ،برق آبی 25.4% ،نفت 15.1% وزغال سنگ 5.3% بوده است . این امر نشان می دهد که نیروگاههای برق آبی به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین انرژی مورد توجه جدی قرار گرفته اند .

 

 

 

برای تولید این نوع انرزی ، نیاز به احداث سد بر روی رودخانه می باشد که در کشور ها با توجه به وجود رود خانه ها با دبی آب مختلف ، امکان نصب این نوع نیروگاهها بسیار زیاد است. مقدار تولیدی برق آبی در کشور ما در سال 1381 به مقدار 9.9% از کل انرژی تولیدی در آن سال می باشد . از مهمترین این نوع نیروگاهها نیروگاه سد دز ،شهید عباسپور ،امیر کبیر ،سفید رود ،کلان ،لتیان ،زاینده رود وارس اشاره نمود .

 

 

 

پتانسیل های برق آبی رودخانه های ایران :

 

 

 

ظرفیت بالقوه وعملی تولید انرژی برق آبی در کشور ما، 50 میلیارد کیلو وات ساعت در سال می باشد که می تواند 60% برق مورد نیاز فعلی کشور را تامین کند . بر اساس مطالعات انجام شده ،حوضه آبریز کارون با 30 میلیارد کیلو وات ساعت در سال ،حوضه آبریز دز با 9 میلیارد کیلو وات ساعت در سال و حوضه آبریز کرخه با 6 میلیارد کیلو وات ساعت در سال ، بیشترین امکانات تولید برق آبی را دارا می باشند و 5 میلیارد کیلو وات ساعت بافیمانده آن مربوط به سایر حوضه هاست .

 

 

 

مزایای استفاده از نیروگاههای برق آبی :

 

1) عمر مفید این نیروگاهها بیش از 50 سال می باشد وتا 100 سال هم می رسد ودر مقایسه باعمر نیروگاههای بخاری (حدود 25 تا 30 سال )بسیار زیاد است .

 

2) به منظور تولید انرژی چرخشی توربین ،نیازی به سوخت نمی باشد در نتیجه هزینه عملکرد نیروگاه بسیار کم است . به علاوه با توجه به عدم نیاز به سوخت ،به مخزن های ذخیره سوخت هم نیازی نیست.

 

3) در این نیروگاهها هیچ گونه آلودگی ناشی از گازهای حاصل از احتراق وجود ندارد واز این نظر مشکلی را برای محیط زیست ایجاد نمی کند .

 

4) هزینه تولید انرژی نیروگاههای بخاری با تغییر ضریب قدرت بار ،متغیر است ،اما این هزینه در نیروگاههای آبی تقریبا مستقل از ضریب قدرت بار می باشد .

 

5) زمان راه اندازی این نیروگاهها بسیار کوتاه است ودر زمان کمی (حدود چند دقیقه ) قادر به هماهنگی با شبکه و وصل شدن به آن می باشد .

 

6) پایداری این نیروگاهها در مقایسه با نیروگاههای بخاری بسیار بالاست .

 

7)هزینه نگهداری این نیروگاهها بسیار پایین است .

 

8) با گذشت زمان ،بازده این نیروگاهها تغییر نمی کند .

 

9) پرسنل مورد نیاز نیروگاههای آبی نسبت به بفیه نیروگاهها بسیار کمتر است .

 

10) تولید انرژی آبی باعث صرفه جویی در مصرف سوخت وذخائر مربوطه می شود .

 

از مزایای مهم دیگر نیروگاههای برق آبی که در مورد تولید برق ،آبی نمی باشد عبارتند از :

 

1) جلوگیری از سیل ها وسیلاب های فصلی (با ایجاد سد ) .

 

2) با ایجاد مخزن آب در پشت سد ،زمین های اطراف این مخزن به صورت زمین های حاصل خیز وکشاورزی در می آید .

 

3) حفظ محیط زیست وعدم آلودگی فضای منطقه .

 

4) ایجاد فضای تفریحی مناسب در اطراف سد .

 

5) ایجاد منبع مناسب برای آب مصرفی شهر ها.

 

 

 

 

 

مشکلات استفاده از نیروگاههای برق آبی :

 

 

 

1) با توجه به اینکه برای نصب نیروگاههای برق آبی نیاز به احداث سد می باشد در نتیجه ،هزینه ثابت این نیروگاهها بسیار زیاد است؛ زیرا برای ساختن سد ،ابتدا باید مسیر آب منحرف شده ،سپس سد مناسب ایجاد شود که هزینه عمرانی این سدها بسیار زیاد است .

 

2) با توجه به اینکه تولید این نیروگاهها بستگی به میزان آب پشت سد دارد ،در نتیجه در سالهای کم آبی ،تولید این نیروگاهها با مشکل همراه خواهد بود .

 

3) مدت زمان ساخت سد ونیروگاههای آبی در مقایسه با دیگر نیروگاهها بسیار زیاد است وبرای برنامه ریزیهای کوتاه مدت انرژی ،مناسب نمی باشد .

 

4) قابلیت نصب نیروگاههای آبی در مکان های بسیار خاص می باشد .

[am in 25,041]

اگر چه پيل‌سوختي به تازگي به عنوان يكي از راهكارهاي توليد انرژي الكتريكي مطرح شده است ولي تاريخچه آن به قرن نوزدهم و كار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر مي‌گردد. او اولين پيل‌سوختي را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه پيل‌سوختي در سال 1889 توسط لودويک مند و چارلز لنجر به كار گرفته شد. آنها نوعي پيل‌سوختي که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف مي‌کرد، ساختند. تلاش‌هاي متعددي در اوايل قرن بيستم در جهت توسعه پيل‌سوختي انجام شد که به دليل عدم درک علمي مسئله هيچ يک موفقيت آميز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

فصلي ديگر از تاريخچه تحقيقات پيل‌سوختي توسط فرانسيس بيكن از دانشگاه كمبريج انجام شد. او در سال 1932 بر روي ماشين ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسياري انجام داد. اين اصلاحات شامل جايگزيني كاتاليست گرانقيمت پلاتين با نيكل و همچنين استفاده از هيدروكسيدپتاسيم قليايي به جاي اسيد سولفوريك به دليل مزيت عدم خورندگي آن مي‌باشد. اين اختراع كه اولين پيل‌سوختي قليايي بود، “Bacon Cell” ناميده شد. او 27 سال تحقيقات خود را ادامه داد تا توانست يك پيل‌سوختي كامل وكارا ارائه نمايد. بيكون در سال 1959 پيل‌سوختي با توان 5 كيلووات را توليد نمود كه مي‌توانست نيروي محركه يك دستگاه جوشكاري را تامين نمايد.

تحقيقات جديد در اين عرصه از اوايل دهه 60 میلادی با اوج گيري فعالیت‌های مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مركز تحقيقات ناسا در پي تامين نيرو جهت پروازهاي فضايي با سرنشين بود. ناسا پس از رد گزينه‌هاي موجود نظير باتري (به علت سنگيني)، انرژي خورشيدي(به علت گران بودن) و انرژي هسته‌اي (به علت ريسك بالا) پيل‌سوختي را انتخاب نمود.

تحقيقات در اين زمينه به ساخت پيل‌سوختي پليمري توسط شركت جنرال الكتريك منجر شد. ایالات متحده فن‌آوری پیل سوختی را در برنامه فضايي Gemini استفاده نمود كه اولين كاربرد تجاري پيل‌سوختي بود.

پرت و ويتني دو سازنده موتور هواپیما پيل‌سوختي قليايي بيكن را به منظور كاهش وزن و افزايش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضايي آپولو به كار بردند. در هر دو پروژه پيل‌سوختي بعنوان منبع انرژي الكتريكي براي فضاپيما استفاده شدند. اما در پروژه آپولو پيل‌هاي سوختي براي فضانوردان آب آشاميدني نيز توليد مي‌كرد. پس از کاربرد پيل‌هاي سوختي در اين پروژه‌ها، دولت‌ها و شركت‌ها به اين فن‌آوري جديد به عنوان منبع مناسبي براي تولید انرژي پاك در آينده توجه روزافزوني نشان دادند.

از سال 1970 فنآوري پيل‌سوختي براي سيستم‌هاي زميني توسعه يافت. تحريم نفتي از سال1973-1979 موجب تشديد تلاش دولتمردان امريكا و محققين در توسعه اين فن‌آوري به جهت قطع وابستگي به واردات نفتي گشت.

در طول دهه 80 تلاش محققين بر تهيه مواد مورد نياز، انتخاب سوخت مناسب و كاهش هزينه استوار بود. همچنين اولين محصول تجاري جهت تامين نيرو محركه خودرو در سال1993 توسط شركت بلارد ارائه شد.

[am in 25,041]

بازار مولدهای نیروگاهی پیل‌سوختی بسیار گسترده است و کاربردهای دولتی، نظامی و صنعتی را شامل می‌شود. همچنین به عنوان نیروی پشتیبان در مواقع اضطراری در مخابرات، صنایع پزشکی، ادارات، بیمارستان‌ها، هتل‌های بزرگ و سیستم‌های کامپیوتری به کار می‌رود.

پیل‌های سوختی نسبتاً آرام و بی‌صدا هستند لذا جهت تولید برق محلی مناسبند. علاوه بر کاهش نیاز به گسترش شبکه توزیع برق، از گرمای تولیدی از این نیروگاه‌ها می‌توان جهت گرمایش و تولید بخار آب استفاده نمود.

این نیروگاه‌ها در مصارف کوچک بازدهی الکتریکی بالایی دارند و همچنین در ترکیب با نیروگاه‌های گاز طبیعی بازدهی الکتریکی آنها به 70-80% می‌رسد.

مزیت دیگر این نیروگاه‌ها عدم آلودگی محیط زیست است. خروجی نیروگاه‌های پیل‌سوختی بخار‌آب می باشد.

نیروگاه‌های پیل سوختی قابلیت استفاده از سوخت‌های مختلف مانند متانول، اتانول، هیدروژن، گاز طبیعی، پروپان و بنزین را دارند و مانند سایر نیروگاه‌ها محدود به استفاده از یک منبع انرژی خاص نیست.

از زمانیکه اولین پیل‌سوختی نیروگاهی در دهه 60 تولید گشت، تا کنون در مجموع 650 سیستم کامل با توان بیش از 10 کیلووات (میانگین آن 200 کیلووات است) ساخته شد. تقریباً 90 درصد از این واحدها با گاز طبیعی تغذیه می شود. البته استفاده از سوخت‌های جایگزین نظیر بیوگاز و گاز ذغال نیز پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته است.

در این بخش نیروگاه انواع متنوع پیل‌سوختی به کار رفته است. در ابتدا از پیل‌سوختی اسید فسفریک آغاز گردید و سپس پیل‌سوختی پلیمری و پیل‌سوختی کربنات مذاب جایگزین آن گشتند. در حالیکه پیل‌سوختی اکسید جامد در آینده بازار را به قبضه در خواهد آورد.

در بخش پیل‌های سوختی نیروگاهی کوچک (زیر 10 کیلووات) نیز رشد قابل ملاحظه‌ای را شاهد بودیم. تعداد این واحدها اکنون به 1900 رسیده است. این سیستم جهت مصارف خانگی و بازارهایی از قبیل UPS ونیروی پشتیبان در اماکن دوردست کاربری دارد. نیمی از محصولات در آمریکای شمالی توسعه یافته است.

در بخش سیستم‌های نیروگاهی کوچک 20 درصد سهم بازار را پیل‌سوختی اکسیدجامد و مابقی را پیل‌سوختی پلیمری تشکیل مي‌‌دهد. بازار پیل‌سوختی کوچک در ژاپن که به مصارف خانگی اختصاص دارد، منحصراً با پیل‌سوختی پلیمری است و امید است تا انتهای سال 2005 محصولات به بازار عرضه گردند.

فروش تعدادی از واحدهای نیروگاهی کوچک آغاز شده است که از جمله آنها سیستم GenCore شرکت Plug Power می باشد(توان 5 کیلووات، 15000 دلار)

دولت ژاپن حمایت خود از توسعه پیل‌های سوختی نیروگاهی در ابعاد بزرگ را از سال 1980 آغاز نموده است و شرکت های ژاپنی گاز توکیو و Osaca از بزرگترین شرکت های توسعه دهنده این فن‌آوری می‌باشند.

[babaeian.amir 45]

توربين گازتوربين گاز هوا را به عنوان سيال عامل كار، بكار برده و توسط يك كمپرسور 16 رديفه آن را متراكم مي نمايد. سوخت در دو محفظه احتراق به هواي داغ افزوده و سپس محترق مي گردد. هر يك از محفظه ها شامل 8 مشعل ، به منظور اضافه كردن حرارت به هواي ورودي توربين مي باشد.گاز داغ در طي 4 رديف توربين منبسط شده و با فشار اتمسفر به محيط تخليه مي گردد.گاز خروجي، توربين را از طريق ديفيوزر خروجي ترك نموده و به STACK مي رسد.توان خروجي مفيد به كمپرسور و نهايتاً به ژنراتور، منتقل مي گردد.طراحي عمومي توربين گازتوربين گاز V94.2 يك توربوماشين تك محوره بوده و يك پوسته منفرد دارد. مناسب براي اتصال به ژنراتور يا ساير كاربردهاي مكانيكي مي باشد.كاربرد و استقرار اين توربين گاز در سيكلهاي ساده (گاز به اتمسفر) و يا سيكلهاي تركيبي (گاز به ژنراتور بازيابي بخار ) به منظور افزايش توليد برق بوسيله يك توربين بخار و ژنراتور مربوطه مي باشد.سوختهاي ممكن شامل سوخت مايع سبك، سوخت مايع سنگين، نفت گاز با توان گرمايي مختلف و نيزگاز طبيعي يا گاز كوره هستند.توربين و كمپرسور برروي يك محور (همان روتور) مستقر شده و شامل يك پوسته واحد مي باشد و مجموعه برروي دو ياتاقان در بيرون از منطقه داراي فشار، قراردارد.پوسته مشترك بيروني بصورت استوانه اي ساخته شده و مناسب براي نگهداري فشار داخلي مي باشد. آن در ابتداي كمپرسور به ديگر قسمت پوسته بيروني متصل مي گردد. در اين قسمت پره ثابت كمپرسور در رديف اول قرار داشته و در ابتداي ياتاقان تراست و ژورنال قراردارد.پوسته مشترك خارجي، در قسمت خروجي توربين، در محل ياتاقان انتهايي قرارگرفته و ثابت مي گردد.داخل پوسته مركزي مشترك، دو انتقال دهنده يكي براي پره هاي كمپرسور و يكي براي پره هاي توربين قرار دارد. قسمت خارجي از محل ياتاقان جلويي، بصورت شكلي كه هدايت كننده هواي ورودي مي باشد ساخته شده است.در اين قسمت گردنده هيدروليك و پيك آپ 1سرعت مستقر هستند.پوسته اگزوز بوسيله يك سيلندر داخلي ساخته شده و داخل ياتاقان ژورنال را مي پوشاند. گاز از ميان دو سيلندر به سمت STACK جريان مي يابد.رتور ( ROTOR )بر روي روتور، تعدادي ديسك، كه هر يك از آنها يك رديف از پره و سه مقطع محور توخالي را شامل مي شود، ساخته شده و تمامي آنها بوسيله يك پيچ مركزي به يكديگر متصل شده اند.جفت شدن بوسيله يك روش ويژه هيدروليكي صورت مي گيرد، بطوريكه تمام قطعات از پيچش عاري هستند.مقاطع محور و ديسك بوسيله 16 عدد كوپلينگ متصل مي شوند كه اين كوپلينگ ها اجازه انبساط و انقباض شعاعي را داده و همچنين انتقال گشتاور مي نمايند.اين قرار گيري برروي روتور، خود نگهدارندگي، مقاومت بالا و سرعت بحراني بالا براي يك وزن كم نسبي را منجر مي شود. تمام پره هاي متحرك مي توانند بدون باز شدن روتور جايگزين شوند. روتور توربين، بطور داخلي بوسيله هواي گرفته شده از رديف 12 كمپرسورخنك مي شود. اين جريان هواي خنك كاري بدور ماندن روتور از نشتهاي حرارتي در مدت زمان عمل آن را منجر خواهد شد.حامل هاي پره ثابت وپايه هاي آنها (STATOR BLADE CARRIERS AND THEIR SUPPORT )پره هاي ثابت كمپرسور در ميان حلقه هايي، از سمت ريشه پره، در شيارهاي حامل پره هاي ثابت كه مدور هستند قرار مي گيرند. حلقه هاي داخلي براي آب بندي در برابر روتور در جلوي پره هاي ثابت قرار مي گيرند.پره هاي راهنماي ورودي بر روي چرخنده هايي كه توسط يك سرو موتور (servomotor) حركت مي كنند، قرار مي گيرند. اين حركت محدود بوده و براي كنترل جريان جرم مي باشد.حامل اولين رديف پره ثابت كمپرسور، ثابت بوده و ميان پوسته ورودي (intake) و پوسته اصلي توربين قرار ميگيرد و آن قسمتي از پوسته خارجي مي باشد.دو حامل ديگر پره ها، به پوسته اصلي به منظور آزاد بودن در اثر انبساطهاي حرارتي ثابت نمي باشد . متحدالمركز بودن آنها از نظر افقي و عمودي توسط دو پيچ افقي و عمودي صورت مي پذيرد.پيچها، نيروها و نيز گشتاور را جذب نموده و بدون ايجاد مسئله اي براي پوسته، تنظيم نگهدارنده ها را موجب مي شوند. موقعيت محوري، بوسيله يك حلقه كه دور نگهدارنده ها موجود است و در شيار مدور پوسته ثابت مي شود، تنظيم مي گردد.قطعات پاييني حامل ها، قابليت تعويض، بدون برداشتن روتور را دارند.فضاهاي مدور ميان پره هاي ثابت، اجازه مكش (Blow off) مناسب جريان هوا را به منظور عمل كمپرسور در سرعتهاي پايين، هنگام استارت و نيز خاموش شدن موتور را مي دهد. مكش هوا در طول مقطع مدور، از ارتعاش پره هاي مجاور، جلوگيري مي كند.پره هاي ثابت توربين، در شيارهاي مربوطه با پوشش بيروني مخصوص قرار مي گيرند. دررديف هاي 2 و 3 و4، قطعات حلقوي، به پوشش داخلي به منظور آب بندي در برابر روتور متصل مي شوند.حامل پره ثابت توربين در سمت محوري و در شيار خاص خود، با يك رينگ شيار دار به پوسته درگير شده است . اين، يك سطح تماس براي نگهداري نيروهاي بزرگ محوري ايجاد مي كند.حاملهاي پره ثابت و پره هاي رديفهاي 1 و 2و 3، بوسيله هواي كمپرسور كه از فضاهاي ميان حامل هاي و پوشش خارجي، از ميان پره هاي تو خالي رديفهاي 1 و 2 جريان دارند، خنك مي شوند.در رديفهاي 2 و 3 هواي خنك كاري بصورت سيال محافظ به منظور آب بندي بيشتر مسير داخلي استفاده مي گردد.استفاده از حاملهاي پره ثابت، مطمئن مي سازد كه جريان هواي فشرده از ميان قسمت داغ پوسته توربين، نزديك به نسبت دمايي هواي فشرده شده، باقي مي ماند.با اين چيدمان، تنظيم ميان قطعات متحرك و ثابت در همه حالات عملكرد، ثابت باقي مانده و فاصله هاي كوچك در قابليت اطمينان عمل تاثيري نخواهند داشت.محفظه هاي احتراق (COMBUSTION CHAMBERS)دو محفظه احتراق به طور عمودي در اطراف توربين قرار داشته و توسط فلنج هاي جانبي به پوسته توربين متصل هستند. اين نوع طراحي، باقي ماندن هواي ورودي از كمپرسور به محفظه احتراق و از محفظه احتراق به توربين را در يك سمت و راستا، امكان پذير ساخته وكمترين افت فشار و سرعت نسبي را باعث مي شود.هواي فشرده كمپرسور كه به محفظه احتراق وارد مي شود پوسته خارجي قسمت گاز داغ را خنك مي نمايد . علاوه بر اين، ورود متقارن و جريان هواي تغيير كننده دو گانه، يك توزيع دمايي متقارن با حداقل تغيير فشار در جلوي اولين رديف پره هاي دوار را باعث مي شود.هر محفظه احتراق از 8 مشعل (Burner) كه هم براي سوخت گاز و هم سوخت گازوئيل طراحي شده اند، تشكيل شده است .سوخت مشعل ها، بر طبق قانون جريان معكوس عمل مي نمايند.اين چيدمان محفظه احتراق يك انعطاف بزرگ در ابعاد و نيز شكل سيستم احتراق را ايجاد نموده و امكان خوب جهت بازرسي و نيز امكان آسان مونتاژ و دمونتاژ را، فراهم مي آورد.مشعل هاي تركيبي1، انتشار(Difusion ) و نيز اختلاط (Premixing ) شعله را باعث شده و اكسيد نيتروژن و مونوكسيد كربن پايين بدون پاشش آب و نيز تزريق بخار را، توليد مي كنند.به هر صورت يك موتور توربين گاز مي تواند سيستم تزريق آب و يا بخار را به منظور كاهش آلودگي بكار ببرد.نمايش و نصب (INSTALLATION)كمپرسور و توربين يك مجموعه فشرده هستند كه در كارخانه مونتاژ مي شوند . اين امر، احتياج به تنظيم كردن در سايت را در حين عمليات نصب، منتفي مي سازد.پوسته، برروي پايه هاي ياتاقان جلويي و نيز ياتاقان اگزوز قرارمي گيرد. دو پايه در قسمت ورودي بصورت نقاط ثابت به منظور تنظيم نمودن آزاد، طراحي شده اند. قسمت اگزوز برروي يك پايه منعطف، با يك راهنماي مركزي قرار گرفته و اين، اجازه انبساطهاي محوري و نيز شعاعي پوسته را مي دهد.تانك روغن در قسمت جلوي ورودي هوا (Intake) و پمپهاي روغن و نيز سوخت گازوئيل بر روي پايه هاي مربوطه قرار گرفته و *****ها و نيز تجهيزات كنترل اتوماتيك نيز در اين قسمت قرار دارند. اين سري از تجهيزات در حين ساخت تست و نيز كنترل مي شوند. در مونتاژ كمپرسور و توربين، تجهيزات جانبي و نيز تانك روغن بطور كامل جهت نصب، حمل خواهند شد.طراحي كمپرسورمجموعه پره هاي ثابت كمپرسورمجموعه پره هاي ثابت كمپرسور شامل 3 حامل پره مي باشد. اولين حامل (5) در مكان ميان ياتاقان كمپرسور (1) و پوسته مركزي (7) قرار داشته و قسمتي از پوسته خارجي را تشكيل مي دهد. دومين و سومين حامل (10 & 11) به منظور اجازه انبساط حرارتي، در قسمت مركزي پوسته قرار دارند. تنظيم مركزي اين حاملها نسبت به روتور، توسط پيچهاي افقي صورت ميپذيرد. تنظيم افقي جانبي نيز انجام شده و در بالا و پايين بوسيله دو پيچ هم محور عمودي، ثابت مي شوند.با اين چيدمان، و با داشتن يك واحد بسته امكان تنظيم فاصله هاي شعاعي پره هاي متحرك فراهم مي آيد. تمام چهار پيچ، حاملها را ثابت نموده و گشتاور را به پوسته انتقال مي دهند.به منظور تعميرات، ميله هاي گرد فولادي و استوانه هاي هيدروليكي به جاي پيچهاي پاييني قرار داده مي شوند و اجازه مي دهند كه حاملهاي پاييني در طول جداسازي قطعات بالايي، ثابت باقي بمانند.در طي استارت و نيز خاموشي، هواي (Blow off ) به سمت اگزوز هدايت شده،كه اين هوا از فضاي ميان اولين و دومين حامل گرفته مي شود. حاملهاي پره هاي دوم و سوم مترادفاً، جريان پايين دست رديف پنجم و دهم پره هاي متحرك (B&A) مي باشند.رينگ هاي پره هاي ثابت در شيارهاي حلقوي و مدور قرار مي گيرند. به منظور اندازه گيري فاصله ميان پره هاي روتور، سوراخ آب بندي شده © در جلوي قسمت انتهايي پوسته مركزي تعبيه شده است .پره هاي ثابت (STATOR BLADES)پره هاي ثابت كمپرسور، جريان هوا را از مسير بين پره ها در مسير متضاد با پره هاي متحرك، هدايت مي كنند. نتيجه اين عمل، كاهش سرعت و افزايش فشار مي باشد.پره هاي راهنماي متغير ورودي (IGV) امكان تغيير در جريان هواي ورودي را داده و هر دو آنها در قسمت انتهايي توسط يك پين كه در قسمت داخلي و خارجي حلقه ها جاي مي گيرند، واقع مي شوند. پره هاي ثابت بصورت يكپارچه ساخته مي شوند. مقاطع (2) اولين رديف هاي پره ها، درمقابل خوردگي از پوشش مناسب برخوردارند.پره هاي ثابت در يك حلقه بيروني (7) و حلقه اصلي 1(8) بصورت يك دور پره، قرار ميگيرند.تمام پره هاي ثابت در محلي بصورت شعاعي و نيز مدور و در شيارهاي ويژه، قرار مي گيرند. اين حلقه هاي بيروني در شيارهاي مدور و روي حاملهاي پره هاي ثابت (6) قرار گرفته و در جهت محوري ثابت مي شوند. حلقه هاي داخلي توسط قلابهاي دوگانه در قسمت بالاي محل استوار پره ها، قرار مي گيرند. فقط رديف پره هاي راهنماي ورودي (IGV) احتياج به حلقه داخلي ندارند.پره هاي متحرك (ROTOR BLADES)پره هاي متحرك كمپرسور، انرژي مكانيكي را به انرژي جنبشي تبديل نموده و انرژي پتانسيل هواي فشرده را به همراه پره هاي ثابت، به افزايش فشار هوا تبديل مي نمايند. هر پره متحرك از يك مواد خاص ساخته شده است . پروفيلهاي پره ها مطابق با مشخصه هاي جريان، بهينه شده و با در نظرگرفتن نسبت عرض به طول، تقويت مي گردند.پره ها در شيارهاي مناسب برروي ديسك دوار (3) با نگهدارنده ويژه (4)، قرار مي گيرند. واشرهاي قفل كننده (2)، عدم جابجايي پره را در جاي خود باعث مي شوند. اين طراحي باعث مي شود كه تعويض و تعمير پره ها بدون باز شدن روتور، انجام گيرد. يك پوشش مناسب در برابر خوردگي برروي پره هاي رديف اول، قرار مي گيرد.ديفيوزر خروجي كمپرسور (COMPRESSOR OUTLET DIFFUSER)ديفيوژر خروجي كمپرسور، انرژي جنبشي هواي فشرده شده را با بازدهي بالا به فشار استاتيك تبديل مي نمايد. يك ديواره راهنما، در خروجي ديفيوژر، عدم چرخش هوا را باعث مي شود. ديفيوژر بصورت يك حلقه مدور با ديوار داخلي و خارجي ساخته شده است . اين ديواره ها در دهانه و نيز آخرين رديف پره هاي ثابت كمپرسور به هم متصل هستند.ديواره بيروني به سومين حامل پره ها، پيچ مي شود . ديواره داخلي نسبت به مكان ديواره محافظ داخلي، ثابت مي شود.گلندهاي محوركمپرسور (COMPRESSOR SHAFT GLANDS)در ورودي كمپرسور، گلند محور از ورود روغن سيستم روغنكاري ياتاقان جلوگيري مي كند. در پيرامون پره هاي ثابت، گلند آب بندي افت رديف به رديف را كاهش مي دهند و در انتهاي كمپرسور، نشت هوا را به سمت توربين كاهش مي دهند. توضيحات بيشتر در قسمت توربين داده خواهد شد.در ناحيه ورودي كمپرسور، وظيفه گلندهاي موجود در جلوي محور توخالي (2) ، جلوگيري از نشت روغن ياتاقان به داخل كمپرسور و در قسمت مكش هوا مي باشد. به اين منظور، هواي محيط از ميان شكافها وارد ياتاقان (1) مي شود كه البته حجم اين هوا بسيار اندك است .قسمتي از جريان هوا گذرنده از محافظ (Seal) جعبه روغن (3) به فضاي ياتاقان، جائيكه فشار اتمسفريك با تبخير روغن، كاهش مي يابد، يك جاذب بخار قرار داده شده است تا از نشت روغن جلوگيري نمايد. يك قسمت كوچك از اين هواي اتمسفر از ميان بست محور1 (8) به سمت كانال ورودي كه فشار در آن قسمت، فشار محيط مي باشد، حركت مي كند.آب بندهاي مارپيچ (labyrinth) (6)، ميان رينگ پره ثابت (4) و رينگ پره متحرك و دوار (5) قرار داشته و برگشت هوا را در داخل كمپرسور به حداقل مي رسانند. گلند محور (10) در خروجي كمپرسور ميان محور توخالي مركزي (9) و ديفيوژر (11)، قسمتي از هوا را كه به عنوان هواي آب بندي در برابر گاز بسيار داغ ميان رينگ پره ثابت و متحرك توربين، تامين مي نمايد.محفظه احتراق (COMBUSTION CHAMBER)هواي فشرده شده و تحويلي از سوي كمپرسور، در محفظه احتراق، با سوخت گاز و يا گازوئيل محترق شده و با دماي ويژه وارد توربين مي گردد.دو محفظه احتراق در سمت چپ و راست توربين قرار دارند. هواي آمده از كمپرسور وارد محفظه احتراق از طريق يك محفظه مدور شده و از طريق يك محفظه مدور ميان پوشش فشاري و نيز شعله، كه در آنجا مشعل ها وافع شده اند عبور مي كند. در اين قسمت توسط چرخنده هاي شعله به هوا چرخش لازم چهت پايداري شعله، داده مي شود. در قسمت پاييني لوله آتش، باز شوهاي متغير هوا تعبيه شده اند كه همراه با دماي خروجي توربين باز و بسته مي شوند. البته اين امر توسط يك رينگ تنظيم كه با ورقهاي آب بندي ساخته شده است، صورت مي پذيرد. مكان رينگ، بوسيله يك سروموتور الكتريكي، كه بطور مماس به همان رينگ متصل است، كنترل مي شود. مشعل ها به محفظه احتراق با فلنج متصل هستند. در شكل مشعل هاي سوخت دو گانه (گاز و گازوئيل)، نشان داده مي شوند. براي عمل در بار پايين، گاز به سمت مشعل انتشاري هدايت مي شود و در عمل در بار بالا به سمت مشعل پيش مخلوط كن (Premixing) هدايت مي شود. اتصالات در مشعل هاي سوخت مايع، براي هواي خنك كاري و نيز برگشت سوخت گازوئيل ميباشد.گاز داغ مشتعل، محفظه احتراق را ترك نموده و به سمت توربين مي رود. دريچه جهت بازرسي و نيز مشاهده و دسترسي به محفظه احتراق و نيز رسيدن به قطعات ورودي توربين وجود دارد. شعله توسط دو حس گر شعله، در هر محفظه احتراق كه در پوشش آن قرار گرفته اند مشاهده مي شود. يك سوراخ بازبيني شعله در پوشش دريچه، اجازه مشاهده شعله را مي دهد.هر مجموعه مشعل، يك جرقه زن1، به منظور روشن كردن پيلوت را دارا مي باشد. يك صفحه باريلهايي در اطراف و بالاي محفظه احتراق قرار دارد. سوخت، هواي خنك كاري، خطوط لوله گاز جرقه زن، تامين برق، همگي در بالاي محفظه احتراق قرار دارند و امكان بازديد و تعمير آسان آنها را مي دهد.پوشش فشار (PRESSURE JACKET)اين پوشش(محفظه)، پوسته بيروني محفظه احتراق را شكل مي دهد. شامل فشار داخلي و نگهدارنده هاي قطعات داخلي بوده و مجموعاً يك سيلندر توخالي با يك سرپوش در بالاترين نقطه و يك زانويي در پايين ترين نقطه مي باشد.هواي فشرده ورودي و گاز داغ خروجي توسط يك فلنج به توربين متصل مي شوند (A).باز شوها (B) شامل، مشعل ها و باز شو ©، دريچه مي باشد. پوشش فشار بوسيله پوسته محفظه احتراق ساخته مي شود (14 ) و به همراه يك سرپوش (1) و يك خط محافظ جوش داده (5)، در ناحيه وروديهاي هواي مخلوط قرار داده مي شود. موارد زير داخل پوشش محفظه احتراق جوش داده مي شوند:- قطعه مركزي براي نگهداري سيلندر شعله (3)- قلاب جهت حمل و نقل (4)- پايه هاي نگهدارنده (7)- فلنج پوشش دريچه (9)- نازلها براي اتصال خط هواي پرج (Purge)- دو عدد فلنج (6)- دو نازل براي دريافت كننده هاي شعلهموارد زير بر روي درپوش جوش داده مي شوند:- نازلهاي مونتاژ مشعل ها- يك نازل مركزي براي خط گازاتصال سرپوش و پوشش (ژاكت) بوسيله پيچ (2) و توسط سه پين راهنما براي حصول از درستي استقرار خواهد بود. پوسته توربين و ژاكت بوسيله پيچ در ناحيه اتصال افقي به هم متصل مي شوند، و اين كار توسط پيچ (12) و مهره (10) صورت مي گيرد. قطعات داخلي محفظه احتراقدرون محفظه احتراق، فضايي است كه احتراق درآنجا با مخلوط كردن گازها صورت مي پذيرد. گازهاي داغ، محفظه را در (A) ترك مي كنند، بطوريكه سوخت و هواي اوليه از قسمت (B) تامين شده است.اجزاء اصلي داخلي، شامل صفحه بالايي لوله شعله (5)، لوله شعله (6) و محفظه اختلاط ميباشد. لوله مخصوص شعله شامل يك پوسته خارجي استوانه اي (8) با پوشش داخلي مستقل ميباشد. سراميك ها (9) بطور عمودي برروي حلقه خنك شده (11)، و بطور افقي با نگهدارنده مخصوص (17&15) نگه، داشته ميشوند. ريب هاي در قسمت لوله آتش، آن را در موقعيت مركزي نگهداري مينمايد.حلقه تنظيم (16) قابليت چرخش داشته و حالت تعليقي دارد. ورقهاي آب بندي، مقاطع بازشو را با چرخش حلقه تنظيم، تغيير مي دهند.محفظه اختلاط (13) شامل يك بخش مخروطي مي باشد . محل تقاطع ميان توربين و مركز محفظه احتراق بر روي دو (14) trunnion بوده و داراي حركت آزاد مي باشد، و با دو قطعه راهنما در مركز قرار مي گيرد (12).مجموعه مشعل براي سوخت گاز و مايع ((BURNER ASSEMBLY FOR FUEL GAS AND LIQUID FUELSهمچنانكه يك واحد مستقل به منظور پوشش تمامي اهداف طراحي مي گردد، مجموعه مشعل نيز از اين قاعده مستثني نبوده و شامل موارد زير مي باشد:- مشعل سوخت مايع- مشعل سوخت گاز با چرخش دهنده محوري- پيلوت- جرقه زن- توزيع كننده گاز قبل از مخلوط شدن- چرخش دهنده قطريمشعل سوخت مايع، گاز پيلوت و جرقه زن در نگهدارنده مشعل محافظت مي شوند. چرخش دهنده محوري با مشعل سوخت گاز توام مي باشند. چرخش دهنده قطري، قسمتي از استوانه آتش مي باشد. توزيع كننده گاز پيش مخلوط كن، نزديك به چرخش دهنده قطري ميباشد.بيشتر هواي اوليه مورد نياز احتراق از ميان يك چرخش دهنده قطري عبور مي كند. درا ينجا هوا با اعمال نيرو به چرخش در آمده و وارد منطقه احتراق مي شود. هواي مركزي مشعل توسط چرخش دهنده، به چرخش در مي آيد و در بالا دست چرخش دهنده با سوخت گاز و يا گازوئيل مخلوط مي شود. در عمل بار بالا (High load)، بيشتر سوخت گاز براي احتراق هوا، قبل از چرخش دهنده قطري تامين مي گردد.در اين حالت آن از ورودي پيش مخلوط كن premix) ) و توزيع كننده وارد شده و با هواي احتراق مخلوط مي شود. در حالت بار كم (Low load)، سوخت گاز از طريق نگهدارنده مشعل از ورودي انتشاري مشعل تامين مي شود وبه سمت منطقه (A)، حركت مي كند. در سر مشعل با هواي مركزي مشعل مخلوط شده و بعد از گذر از چرخش دهنده به سمت منطقه احتراق حركت مي كند. هنگامي كه سوخت گاز از مسير پيش تركيبي وارد مي شود، قسمتي از سوخت گاز با هواي مركز مشعل يعني مسير پيلوت، در نقطه پيلوت مشعل مخلوط مي شوند.هنگامي كه مشعل هاي سوخت مايع دراثر قانون برگشت در حال كار هستند، قسمتي از سوخت به خط برگشت مشعل، برگشت داده مي شود. مقدار سوخت مايع جهت احتراق، از طريق نازلهاي چرخشي خارج مي شود و يك هسته توخالي از مخلوط اتميزه شده را شكل مي دهد. سيستم تزريق آب فقط براي كاهش آلودگي نصب مي گردد.شعله اصلي، با استفاده از يك توليد كننده شعله كمكي مثل شمع در جرقه زن، ايجاد مي شود. گاز جرقه زن در سيستم مربوطه وارد نگهدارنده مشعل مي شود .تنظيم اختلاط هواتنظيم اختلاط هوا، مقدار نرخ هواي ورودي به محفظه احتراق و جريان هواي اوليه به مشعلها را و نيز جريان هواي ثانويه را، نه براي احتراق بلكه براي بازشوهاي اختلاط كنترل مي كند. اهرم (2) در ميان دو انتهاي خود بوسيله يك موتور الكتريكي و گيربكس (3) كه در پوسته فشار محفظه احتراق قرار دارد، حركت مي كند.اين حركت براي تنظيم رينگ (1) بوسيله يك غلتك با چرخش رينگ، منتقل مي شود. با حركت رينگ كنترل جريان ورودي به بازشوها امكان پذير ميگردد.دريچه با لوله بازديددسترسي اين دريچه به قسمت داخلي محفظه احتراق و قسمت ابتدايي و بالا دست توربين به منظور بازديد 1مي باشد. لوله بازديد به منظور ديدن نحوه احتراق برروي پوشش دريچه قرار داده شده است . بازشو موجود برروي محفظه اختلاط، به منظور كم شدن نشتي هوا، بسته ميشود .درب دريچه واقع در زانويي پوشش فشاري (2)، با بست قلاب گونه بسته مي شود (3) . قيف(Funnel) (6) با بازوهاي نگهدارنده (5) برروي باز شو محفظه اختلاط (1) قرارداده شده و توسط پيچ قفل مي شود (4). باز شو بازديد با لوله بازديد (8) كه با دو عدسي مجهز شده، بسته ميشود . دومين عدسي (12) به منظور ايمني قرار داده شده است. اگر مقداري هوا به بيرون برود به معني آن است كه اولين عدسي (11) شكسته شده است . در اين حالت استفاده از لوله مشاهده بايد ممنوع شده و عدسي بايد هرچه سريعتر جايگزين گردد.طراحي توربينپره هاي ثابت توربين (TURBINE STATOR BLADES )به همراه پره هاي دوار، پره هاي ثابت توربين نيز انرژي حرارتي سيال را به انرژي مكانيكي تبديل مي كند . ايرفويل پره براي مشخصه ماكزيم جريان و نيز قدرت جريان شكل مي گيرد.پره هاي ثابت، شامل يك پوشش خارجي، ايرفويل و يك قسمت خارجي به منظور قرار گيري در نگهدارنده پره ها و جاگذاري، و نيز مواجهه در برابرگازها خواهد بود . پوشش داخلي لايه مرزي، مسير گازها را شكل داده و نيز آب بندي محور داخلي را سبب مي شود.ايرفويل رديفهاي 1 و 2و 3 توخالي بوده و با هواي خنك، حنك كاري ميشود.ايرفولهاي رديفهاي 1 و 2 سورلخهايي جهت تخليه در قسمت لبه قرار دارند. به منظور مقابله با تنشهاي بالا و دماي بالا در حين عمل، پره ها توسط آلياژهاي دماي بالا، آبكاري ميشوند.به علت سوخت، پره هاي رديف اول پوشش مناسب خواهند داشت.پره هاي متحرك توربين (TURBINE ROTOR BLADE)اين پره ها انرژي حرارتي را به انرژي مكانيكي تبديل مي كنند. اين پره ها شامل ايرفويل (مقطع آيروديناميكي )، سطح پره ها و ريشه پره ها ميباشند. مقطع ايرفويل همانند بال هواپيما شكل داده شده اند و به منظور مقاومت بيشتر در پايه، پخ زده هستند. اين پره ها از پايه تا انتها، پيچ دار هستند كه محاسبات مربوطه متناسب با سرعت سيال، كه در طول پره ايجاد ميشود خواهد بود.محل استقرار پره ها، يك مجموعه بوده و شامل حفاظ ديسك دوار، در مقابل مسير گاز و دماي بالا مي باشد. از طرفي ريشه پره ها شامل يك شكل كاج مانند با دو يا سه دندانه هستند.پره ها در شيارهاي مخصوص موجود برروي ديسك دوار قرار گرفته و در جهت محوري توسط كليدهايي در جاي خود قفل مي شوند. تمام پره هاي متحرك با آلياژهاي مقاوم در برابر تنشهاي بالاي حرارتي و مكانيكي توليد مي شوند.پره هاي دو رديف اول با هوا خنك مي شوند. پره هاي رديف اول توخالي بوده و توسط هوايي كه از ريشه پره ها مي آيد خنك مي شود. اين هوا بصورت شعاعي وارد شده و از سوراخهاي پشت لبه قرار تخليه مي گردد.دومين رديف پره ها با چندين كانال شعاعي كه داخل ايرفويل ايجاد مي شود، شكل مي گيرند.هواي خنك كاري از طريق سوراخها و از ريشه پره وارد مي شود و از سوراخهاي انتهايي در جهت شعاعي، تخليه مي شود پره ها به منظور كاهش اثرات حرارتي و خوردگي، پوشش داده ميشوند. پوسته (CASING)پوسته مركزي (CENTRAL CASING)پوسته مركزي به نگهدارنده (1 ) پره هاي ثابت، و به پوسته خروجي اگزوز متصل شده و نيز در بر گيرنده فشار داخلي مي شود. آن شامل كمپرسور و توربين بوده و توسط فلنج هايي(13 )به محفظه احتراق متصل مي شود.سازه اي جوشي داشته و شامل پوسته استوانه اي خارجي (7) با اتصال افقي (15) و نيز انشعابهاي جانبي (12 ) مي باشد فلنج هاي 1 و 9 و 13 به منظور اتصال به نگهدارنده پره ثابت (1 )، پوسته خروجي و نيز محفظه هاي احتراق تهيه شده اند و قطعات 4 و 5 و 6 ، سيلندر را به چندين قسمت تقسيم مي كنند.حاملهاي پره هاي ثابت توربين و كمپرسور مي توانند بطور عمودي و و افقي تنظيم شوند و از بيرون بعد از جاگذاري و مونتاژ تمام پوسته از طريق سوراخ (3) قسمت پوسته بالايي توسط محل هاي ويژه (10)، مي تواند بلند شود.پوسته داخلي (INNER CASING)پوسته داخلي به گازهاي داغ از محفظه احتراق به سمت ورودي توربين، جهت داده و پيرامون جريان هواي فشرده در تمام جهات قرار ميگرد.پوسته داخلي (1) يك سازه جوش داده شده بدون گره هاي پوسته بوده كه از آلياژهاي مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است .آن، دراطراف روتور و داراي پوشش محافظ (13) بوده و پيرامون محور توخالي (15) قرار مي گيرد. با روتور بسته مي شود به منظور تامين خنك كاري يكنواخت بوسيله هواي فشرده شده، در جلوي پوسته داخلي يك توري محافظ1 (12) و در انتها با يك ديواره جريان هوا قرار دارد. چهار پايه نگهدارنده (3) و دو راهنماي مركزي (7 , 6 , 5) و توري محافظ پوسته داخلي را در مركز قرار داده و انبساطهاي حرارتي را كنترل مي نمايد.تورفتگي (11) به منظور تحمل انبساطهاي حرارتي طراحي شده و متصل به پوسته داخلي و پوشش محافظ مي باشد. تورفتگي محيطي (14) در اطراف پوسته داخلي ديفيوژر كمپرسور، در پوشش محافظ مركزي قرار مي گيرد. دو رينگ آب بندي (15) ميان رديف اول پره ثابت (9) و پوشش محافظ قرار مي گيرد. يك رينگ آب بندي دو نيمه (8) به سيل هاي (SEALS) نگهدارنده پره ثابت متصل مي شود.گلند ها (GLANDS)محورگلندهاي محور به منظور به حداقل رساندن نشتي از فشاي فشار بالاتر ميان قطعات ثابت و دوار استفاده مي شوند. بازدهي و اطمينان مجموعه بستگي به طراحي بهينه گلندها دارد. گلندهاي محور توربين و كمپرسور از نوع مارپيچي مي باشند. سيلهاي مارپيچي هم در مولفه هاي ثابت و هم دوار قرار دارند. آنها برروي قطعات متحرك و دوار، با دندانه هاي ماشين ها كاري شده مي باشند. برروي قطعات ثابت مارپيچهاي بسيار نزديك بوده و شامل يك پيچ منفرد با يك پيچ در جهت خلاف جريان گاز نشتي هستند. بيشتر مارپيچهايي كه بر مولفه هاي ثابت قرار دارند، بصورت نوارهايي حفاظتي در روي شيارها و درزها قرار مي گيرند(A).در نواحي با حرارت بالا، دندانه هاي ماشين كاري شده (B) ديده شده اند . اگر دندانه ها از بين بروند، نوارهاي درزگير جديد، جايگزين مي شوند.گلندهاي محورتوربيناين گلندها، افت ها را به حداقل رسانده و از فرار گازهاي داغ از فاصله ميان مجموعه پره هاي ثابت و دوار جلوگيري ميكند. گلند محور در خروجي توربين، از فرار گاز خروجي به فضاي محيط و نيز ورود هواي سيل (seal)به فضاي ياتاقان جلوگيري مي كند.گلندهاي محور در رديف هاي دوم و سوم و چهارم رديفهاي ثابت ، شامل مارپيچ يا ريبهاي ماشين كاري شده در دو طرف مي باشند. در رديفهاي دوم و سوم رينگ پره هاي ثابت مارپيچها با هواي آب بندي كه توسط پره هاي سوراخدار ثابت، تهيه ميشوند(1,2) و نيز از سوراخهاي (8,11) خارج ميشوند، نصب ميشوند. اين امر از ورود هواي داغ به مارپيچها و هر ورودي اضافي ديگر به داخل قطعات دوار جلوگيري مينمايد.هواي آب بندي (ANNULAR)، در (16) از قسمت انتهاي توخالي وارد ميشود. مارپيچها(13) فضاي گاز خروجي را آب بندي مينمايد. هواي نشتي (12) با گاز خروجي مخلوط شده و مارپيچ (15) نشتي هواي آب بندي به اتمسفر را، كاهش ميدهد.محل گلند شفت(14) در محل ياتاقان توربين (21) به منظور اجازه انبساطهاي حرارتي قرار داشته و با پوسته خارجي محافظت ميشود(19)، و توسط سيمهايي(18) بطور عمودي و راهنماي مركزي بطور افقي (22) در مركز، قرار ميگيرند.ورودي كمپرسور (COMPRESSOR INLET)جريان هواي توربين گاز بوسيله تنظيم پره هاي راهنماي ورودي كمپرسور (IGV) قابل كنترل ميباشد.وقتي اين پره ها باز مي شوند، جريان هواي توربين گاز افزايش مي يابد. وقتي بسته مي شوند، جريان كاهش مي يابد . اين مسله دماي خروجي توربين را در يك محدوده بار، ثابت نگه ميدارد. در نتيجه بازدهي سيكل تركيبي در بارهاي جزئي افزايش مي يابد. حركت اين پره ها توسط موتور الكتريكي باگيربكس (6) كه به فونداسيون متصل است صورت مي پذيرد.اين موتور يك باز روي فشارنده (5) را در جهت دايروي به حركت در مي آورد. هشت ياتاقان كه برروي نگهدارنده اولين رديف پره هاي ثابت (3) قرار دارد، تنظيم رينگ (1) را عهده دار هستند و با اهرمها (7) و ميله فشارنده (4) لينك شده اند.پوسته خروجي اگزوز (EXHUST OUTER CASING)پوسته توربين گاز در انتهاي توربين برروي ياتاقان قرار گرفته و مسير جريان را براي گاز آماده مي نمايد. آن بصورت ديفيوژر ثابت به منظور حداقل نمودن افتها طراحي شده است و بصورت دو تكه افقي و جوشي مي باشد.اين پوسته شامل يك سيلندر بيروني (6) و سيلندر داخلي (8) بوده كه به لوله هاي بيضوي و خميده (9) و بستهايي (9) متصل شده است . فلنج هاي (1, 5) به منظور اتصال به پوسته مركزي و نيز ديفيوژر خروجي ايجاد شده اند. قسمت داخلي پوسته اگزوز در برگيرنده ياتاقان توربين بوده و لوله هاي بيضوي را شامل مي شود. ساپورتهاي توربين در قسمت محدب افقي (2) در پايين ترين فلنج قرار ميگيرند. يك توري 1(3) با در پوش2 (4)، بستها و ديواره هاي نگهدارنده ها را از گازهاي داغ خروجي محافظت مي كنند.ديفيوژر گاز خروجي (EXHUST GAS DIFFUSER)گازهاي خروجي توربين، از طريق ديفيوژر خروجي به استك1 مي رسد. در نتيجه اين گذر فشار استاتيك بالا رفته و سرعت كاهش مي يابد.اين قسمت بايك پوسته مخروطي (3) و توري انبساطي (4 , 1) ساخته شده و در دو انتها جوش داده شده است . هوا در هنگام استارت و نيز خاموش كردن توربين از طريق لوله هاي تحتاني (5 , 2) از كمپرسور مكش شده و از طريق اين ديفيوژر خارج مي شود.هواي خنك كاري و آب بنديهم پره هاي توربين و هم پوشش داخلي پوسته در معرض گازهاي داغ هستند و بنابراين از آلياژهاي با دماي بالا ساخته مي شوند.اين موارد احتياج به خنك كاري شديدي دارند زيرا مسايل و اعمال ترموديناميكي و حرارتي فرارتراز محدوده دمايي اين آلياژهاي بخصوص هستند. خنك كاري همچنين اطمينان عمل اين قطعات را كه در معرض گازهاي داغ قرار دارند را بهبود بخشيده و در مقابل خوردگي و تنشها حرارتي ناشي از دماي بالا مقاومت مي نمايند. يك سيستم مناسب خنك كاري و آب بندي در مقابل مسير گاز داغ، علي الخصوص روتور توربين را، در مقابل دماي بيشتر ازحد محافظت مينمايد.هواي خنك كاري و آب بندي براي پره هاي ثابت توربين از طريق رديفهاي 1 و 2 پره هاي ثابت كمپرسور تهيه مي شوند و از قسمت 2 (پايين دست رديف 15 كمپرسور) مكش شده و به پره هاي ثابت توربين، رديفهاي 3 و4 ميرسد .اين هوا از ميان سوراخهايي در حامل پره ثابت عبوركرده و ابتدا پره هاي ثابت و پوشش پره هاي توربين را خنك مي كند. هوا از محفظه 1 براي خنك كردن رديف 1 پره هاي ثابت مورد استفاده قرار گرفته و به پره هاي داخلي، در مسير گاز داغ مي رسد.هوا از محفظه 2 براي خنك كاري رديف 2 پره هاي ثابت مورد استفاده قرار مي گيرد.تا هنگامي كه اكثر آن از پره هاي تو خالي به سمت مركز 1 عبور نمايد، بطوريكه از ورود گاز داغ به گلند محور، زير رديف2 پره ثابت جلوگيري كند. هوا از محفظه 3 و 4 به سمت رديف 3 پره ثابت تو خالي عبور مينمايد. پس هواي آب بندي مسير گاز را ملاقات مي كند. پوسته داخلي بوسيله هواي جذب شده از ديفيوژر خروجي خنك مي شود. در محل هايي كه جريان هوا بسيار ناچيز بوده و براي خنك كاري پوسته داخلي بازدهي كمي دارند، يك فاصله حساب شده بوسيله ديواره هواي خنك كاري ايجاد مي شود.هواي خنك كاري توسط محدود كننده هاي جريان به صورت حجم هاي مورد نظر، كنترل و محدود مي شوند، كه اين كار در رديف 1 پره هاي ثابت و در بالا دست جريان انجام ميگيرد.هواي خنك كاري براي رديف اول پره هاي دوازه از آخرين رديف پره هاي دوار كمپرسور گرفته مي شود .هوا در اين قسمت حالت مارپيچي به خود مي گيرد، و بصورت محيطي ناخالصيها و ناپاكيها را برداشته و به سمت تميزي نسبي پيش مي رود .هوا به داخل فضاي 3 از طريق يك فاصله استوانه اي جريان مي يابد. يك قسمت كوچك از هوا از ميان مارپيچ (A)، بصورت هواي آب بندي به سمت فضاي 5 ميان توري محافظ و محور توخالي از طريق سوراخهاي 4 به سمت مركز محور توخالي، بالاي قسمت هواي خنك كاري جريان مي يابد.جريان هواي خنك ثانويه و دريف 2 و 3و 4 پره هاي در حال حركت از رديف 12 (1) پره هاي ثابت كمپرسور درپايين دست آن گرفته مي شود . اين هوا از سوراخهايي كه در ديسك دوار كمپرسور 13 (2) قرار دارند، گذشته، و از قسمت لوله هواي خنك كاري و رديفهاي پره هاي دوار 2 و 3 و 4، و از ميان سوراخهاي مركزي در ديسك توربين جريان مي يابد. اينجا هوا پره هاي رديف 2 و ريشه پره هاي دوار 2 و 3و 4 را، خنك مي كند. پس هواي خنك كاري به داخل گاز داغ جريان پيدا كرده و يك فيلم گسترده برروي مركز ايجاد مي كند. برروي ديسكهاي توربين، جريان مارپيچي به ذرات آلوده كننده به سمت پيرامون، جائيكه بصورت يك لايه رسوب كرده اند، نيرو وارد مي كند.متناسباً، رسوبها در كانالهاي هوا حتي بعد از كار زياد بسيار ناچيز هستند. هواي خنك كاري توضيح داده شده، استحكام و مقاومت درام 1 سازه روتور را كه در برخورد با گاز داغ ميباشد، مطمئن مي سازد.اين هوا از تنشهاي حرارتي نهايي و تغيير شكل روتور در حين بار يا استارت سريع جلوگيري مي كند. هواي فشرده از توربين نه تنها توربين را خنك مي كند بلكه هنگام استارت سريع آن را گرم مي نمايد. به اين منظور ديسكهاي توربين، كلاً در معرض هواي فشرده شده هستند. يك مقدار كم از هواي گرفته شده از قسمت پايين دست رديف 5 كمپرسور از ميان يك لوله به محفظه اي ميان انتهاي تو خالي محور وگلند انتهايي محور 7، جريان پيدا كند و از گلندهاي در محدوده خروجي توربين، محفاظت مي نمايد.ياتاقانها (BEARINGS)محل ياتاقان توربينوظيفه محل ياتاقان توربين، نگهداري روتور با پوسته اگزوز مي باشد. آن با سيلندر داخلي از قسمت پوسته اگزوز نصب مي شود و انبساطهاي حرارتي را همراهي مي نمايد .مكان ياتاقان بطور افقي و عمودي توسط پايه نگهدارنده كه زير محل پوسته قرار دارد توسط راهنماي مركزي قرار مي گيرد. تنظيمات بيشتر توسط شيمها 2صورت مي گيرد. ياتاقان ژورنال (4) با رينگ تنظيم، در داخل مكان ياتاقان قرار مي گيرد. فضاي روغن توسط يك رينگ سيل (2) در جلو و با يك پوشش در انتها بسته مي شود .روغن با لوله هاي رزوه شده به ياتاقان تغذيه شده كه به محل ياتاقان توسط لوله هايي پيچ مي شوند.پوشش ياتاقان با عايق (5)، به منظور جلوگيري از ورود حرارت، مجهز مي شود.ياتاقان ژورنالاين ياتاقان روتور را در قسمت انتهايي توربين نگه مي دارد . و شامل دو مهره ماسوره1 ياتاقان ميباشد . سطح فعال با فلزسفيد پوشيده شده و چهار لبه گوه اي روغن، ميان ياتاقان و شفت در حين چرخش قرار مي گيرد.روغن تحت فشار به پاكت2 روغن تزريق شده كه مانند كانال درمهره ياتاقان و شيار (3) مدور3 رينگ، قرار گرفته است .در طول استارت و خاموش شدن، روغن با فشار زياد شفت را از طريق پاكت روغن پايين تر (13) بلند كرده و اصطكاك را توسط روغن ايجاد مي نمايد. اين روغن، فلز سفيد را محفاظت نموده و چرخش آسان شفت را باعث مي شود . ديواره هاي (5) شامل يك فضاي مدور در هر طرف بوده، بطوريكه روغن نشتي را جمع آوري نموده و از طريق سوراخهاي تخليه 4به بيرون هدايت مي كنند.دماي فلز سفيد توسط ترموكوپلها (14) اندازه گيري و نشان داده مي شود، كه در محل مهره ياتاقان پاييني، پيچ مي شود . نشستن دايروي ياتاقان ژورنال، در يك رينگ تنظيم واقع مي شود. رينگ تنظيم بالاتر بصورت يك پايه ياتاقان طراحي شده و به مكان ياتاقان پيچ مي شود . رينگ تنظيم پاييني بر مكان ياتاقان توسط تنظيم كننده هايي در جهت افقي و عمودي تنظيم ميشود .شيم هاي قابل تعويض زير تنظيم كننده، اجازه تعويض شعاعي برروي رتور را مي دهد. پين برگشت از چرخش ياتاقان در رينگ تنظيم جلوگيري مي كند.مكان ياتاقان كمپرسورمكان ياتاقان كمپرسور بمنظور تحمل روتور و نگهداشتن كمپرسور و توربين برروي فونداسيون مي باشد . آن قسمتي از پوسته خارجي متصل به حامل پره ثابت پوسته ورودي كمپرسور در محل ياتاقان خواهد بود. مكان ياتاقان (9)، شامل يك پوسته داخلي و خارجي كه كانال ورودي كمپرسور را شامل مي شود و بوسيله بستهايي (8) مرتبط مي شود .ياتاقان ژورنال – تراست (5) به همراه رينگ تنظيم (6)، جاگذاري مي شود و در صفحه بست شفت توسط يك رينگ آب بندي (2)، در جلو، عقب و يك جعبه روغن (7) در انتها آب بندي ميشود.ديافراگم نازل (3) از گيربكس چرخنده هيدروليكي، در پوشش قرار دارد (15) .ياتاقان تركيبي تراست /ژورنالاين ياتاقان تركيبي، يك ياتاقان ساده و مجزا است . سطح ياتاقان با بابيت1، پوشش داده شده است و در طي عمل و كاركرد، روغن به منظور نگهداري شفت وارد آن مي شود .روغن تحت فشار به سمت پاكت1 روغن (5) از سوراخهايي (16) در رينگ تنظيم و شيار مدور (9) در پوسته ياتاقان جريان مي يابد. درطي استارت و نيز خاموشي توربين روغن جكينگ2 فشار بال،ا از سوراخهايي (8) وارد ياتاقان شده و اصطكاك سيالي را باعث مي شود . اين روغن، بابيت را محفاظت نموده و جرخش آسان را باعث مي شود . يك ترموكوپل در قسمت پاييني پوسته و در ماكزيمم باز به منظور نشان دادن درجه حرارت قرار دارد.ياتاقان تراست شامل بستر ياتاقان (6) كه با بابيت پوشش داده شده است، مي باشد. آن با پينهايي (2) و شيمهاي قابل انعطاف (7) در محل ياتاقان به منظور توزيع بار قرار گرفته اند. لبه هاي محور بر سطح تماس، تنظيم خودكار پد ها3 را داده، و در نتيجه تشكيل لايه هاي روغن را مي دهد. روغن موجود بطور جانبي از شكافهاي روغن كاري، بيرون رفته و روغن تازه از ياتاقان ژورنال از دو طرف آن تامين مي گردد. نوارهاي آب بندي جريان خروجي روغن را كنترل و محدود مي كنند. صفحات بر آمده5 (4)، مرزهاي يك فضاي مدور كه روغن جمع ميشود را مشخص نموده و جهت آن را به سمت بالا از طريق شكافها نغيير مي دهد. ترموكوپلها (14) براي اندازه گيري و نشان دادن دما در دو طرف پوسته ياتاقان قرار داده شده اند. نيروهاي محوري به مكان ياتاقان از طريق سيمها (15) و نيز محيط ياتاقان انتقال داده ميشوند. رينگ تنظيم سطح خروجي دايروي محيط ياتاقان را پوشانده و توسط پايه ساپورت (19) در مكان ياتاقان نگه داشته مي شود راهنماي مركزي (17) مكان جانبي ياتاقان و رينگ تنظيم را تعيين مي نمايد.گرداننده (TURNING GEAR)گرداننده هيدروليكياين وسيله هيدروليكي وظيفه گرداندن روتور توربين گاز را بعد از خاموشي به منظور خنك كردن متقارن و جلوگيري از كمانش آن را، دارد.حداقل سرعتي به اين منظور مورد نياز مي باشد. اين وسيله به قسمت جلو ياتاقان كمپرسور، فلنج شده است . آن شامل يك پروانه پلتون1 (1)، شش نازل (5) در بخش بالايي، و پوشش (3) مي باشد. روغن از طريق پوشش و نازلها، پروانه را به حركت در آورده و باعث چرخش شفت مياني مي شود.گرداننده دستي (MANUAL TURNING GEAR)اين وسيله علاوه بر دستگاه اتوماتيك بوده و وظيفه گرداندن شفت را بطور دستي دارد. شامل يك پين2 (5) ميباشد. شفت با اين پين مي چرخد كه با سوراخهاي شعاعي (6) شفت مياني (7) بايد قابل دسترس باشند. بستگي به طراحي، بوسيله برداشتن كل بخش بالايي و پيراموني3 (3) و يا بوسيله برداشتن كل بخش بالايي، قابل دسترس خواهد بود . قبل ازگردش پمپهاي روغن جلينگ مي بايستي روشن شده باشند .محور مياني (INTERMEDIATE SHAFT)اين شفت، توربين گاز را به ژنراتور متصل نموده و انتقال توان مفيد مي نمايد. اين يك شفت يكپارچه بوده و با فلنج هاي فرج1 شده (1&4) همرا ه است پيچ هاي فلنج (5) به منظور بستن به فلنج روبرو استفاده مي شوند.پره هايي 2به منظور درگير شدن با گرداننده، در محيط شفت مياني واقع شده اند.

[babaeian.amir 45]

ابزار دقيق توربين گازواحد توربين گاز به تجهيزات ابزار دقيق و كنترل زير مجهز مي باشد:مانيتورنيگ سرعت: بدين منظور سه ترانسيمتر سرعت به كار گرفته شده كه از مقادير اندازه گيري شده آنها يك سيگنال 2از 3 براي حفاظت افزايش دور توربين در سيستم كنترل ساخته مي شود. سه ترانسيمترسرعت ديگر نيز در يك مدار 2از 3 در كنترل كننده توربين براي عملكرد در مد كنترل سرعت به كار مي روند.يك مجموعه سنسورهاي سرعت نيزبراي حفاظت افزايش دورتوربين (جهت استفاده در مدارجداگانه حفاظت Woodward ) نيز در سيستم در نظر گرفته شده است .اندازه گيري دماي ياتاقانمجموعه اي از ترموكوپل ها در ياتاقانهاي توربين و كمپرسور و ژنراتور تعبيه شده است.ياتاقانهاي شعاعي توربين ياتاقانهاي شعاعي كمپرسور ياتاقانهاي Axial طرف كمپرسورياتاقانهاي Axialطرف Airintake آلارم وتريپ براي دماي فلز ياتاقان در شرايط hight آلارم و too high تريپ در نظر گرفته شده است.اندازه گيري لرزشلرزش هاي پوسته و ياتاقانهاي توربين، كمپرسور و ژنراتور با ا ستفاده از ترانسيمتر هاي لرزش نسبي و مطلق مانيتور مي شوند.لرزش هاي شفت اندازه گيري و نظارت شده وبراي مقادير لرزش مطلقhigh و very highتوابع آلارم و تريپ به كار رفته است.كنترل دماي خروجي توربيندماي خروجي توربين توسط 6 ترموكوپل اندازه گيري مي شود. اين مقادير به همراه مقدار دماي ورودي كمپرسور براي محاسبهدماي اصلاح شده توربين به كار رفته و همچنين به طور جداگانه براي چك توزيع حرارتي جانبي در مجراي اگزوز مورد استفاده واقع مي شوند. سيگنالهاي آلارم و تريپ براي دماي high و very high در خروجي توربين صادر مي شوند.كنترل فشار و دماي كمپرسور براي IGV ترمومترهاي مقاومتي دما و فشار هوا را در ورودي كمپرسور اندازه گيري ميكنند.ويك كنترل فشار براي آشكارسازي پديده سرج كمپرسور و نيز ترانسميتر حفاظتي براي وضعيت پره هاي كمپرسور به كار رفته است.تنظيم پره ثابت كمپرسور (رديف صفر)زاويه اولين رديف پره هاي كمپرسور (رديف صفر) را مي توان با يك عملگر(Actuator) در مقدار حداقل و حداكثر تنظيم نمود. بدين وسيله ميزان جريان هواي ورودي بر اساس شرايط مختلف بار تغيير مي كند.تجهيزات ابزار دقيق اتاقهاي احتراقدتكتورهاي شعله در هر اتاق احتراق دو دتكتور شعله براي آشكارسازي شعله اصلي در نظر گرفته شده است .(قابل ذكر است كه شعله ناشي از جرقه زني توسط اين دتكتورها به عنوان شعله اصلي شناخته نمي شود)توربين در اثر وجود سيگنال Flame off تريپ مي كند.كنترل افت فشار محفظه احتراق جهت نظارت بر احتراق در مد پريمكس ،افت فشار محفظه احتراق اندازه گيري ميشود.اين كار توسط يك ترانسيمتر اختلاف فشار انجام ميشود.(لازم به ذكر است كه افت فشار بايد در شرايط بار ثابت يكسان باشد.)

[samyar 3,407]

انواع وسایل اندازه گیری موقعیت یا مکان بکار رفته در نیروگاه:

از سیگنال های وسایل اندازه گیری مکان(موقعیت)در نیروگاه برای سیستم های کنترل اتوماتیک،اینترلاک،هشدار،توقف دادن ونشان دادن دائم مکان با موقعیت استفاده میشود.این وسایل می توانند مستقیما روی دستگاه یا روی محرک یا عملگری که به دستگاه وصل است،نصب شوند.هردوی این روش ها دارای مزایا ومعایبی هستند.

- حسگرهای مجاورتی

حسن ختام این قسمت بررسی حسگرهای مجاورتی خواهدبود.دراینجا منظوربررسی فاصله یک جسم است نسبت به یک مرز،یعنی خروجی این حسگرجواب بلی یا خیر است؛یعنی آیا حسگر به آن فاصله مورد نظریاآن مرزمشخص رسیده است یا خیر؟در زیراز3 فناوری مختلف برای ساخت این حسگر استفاده شده است(نوری,القایی وخازنی).

[samyar 3,407]

استفاده از حسگر نوری:

مانند حسگرهای مسافت سنج دارای یک منبع نورویک آشکارسازنوری هستند.خروجی آشکارساز نوری باتوجه به فاصله حسگرتامرز مشخص دارای یک مقدار آستانه می باشد.معمولا از یک دیود نوری مادون قرمز بعنوان منبع نوری با توجه به فاصله حسگرتامرز مشخص دارای یک مقدار آستانه می باشد.معمولا از یک دیود نوری مادون قرمز بعنوان منبع نوری ویک فتوترانزیستوربعنوان آشکار ساز استفاده می کنند.اگرمنبع نوری ویک فتوترانزیستوربعنوان آشکار ساز استفاده میکنند.اگرمنبع نور در فاصله معینی تا مرز باشد،نوربرگشتی از مانع (مرزمشخص)ترانزیستوررا باه حالت هدایتی آن می برد.این سیستم از نظر فیزیکی اندازه کوچکی دارد(حدچندسانتی متر مکعب).اگر این اندازه کوچک،باعث مزاحمت برای سیستم باشد،ازکابل فیبر نوری برای انتقال سیگنال نوری استفاده می شود.با این روش نوری میتوان تا فاصله 2متری را نیز آشکار سازی کرد.

استفاده از حسگر اندوکتانس متغیر( القایی):

این نوع حسگرها مخصوصا برای محیطهایی که درمعرض اغتشاشات بیرونی قرار دارند مناسب میباشند.بااستفاده از تکنیکهای کپسول سازی خلایی،این حسگرهارا میتوان در مقابل ارتعاشات وشوک مقاوم ساخت.این حسگر عبارت است از:یک اسیلاتور فرکانس بالا که خروجی آن دموله شده شده واز طریق یک مدارتریگر به خروجی یک تقویت کننده مرتبط می شود.

خروجی اسیلاتور سطح بیرونی حسگرراتحت پوشش میگیردوهنگامی که حسگربه اجسام هادی الکتریکی ویا هادی مغناطیسی نزدیک میشود،ولتاژخروجی افت پیدا میکند(بعلت تداخل باشار الکتریکی یا مغناطیسی).دریک فاصله مشخصی خروجی به صفر میرسداین نوع حسگرها می توانند در محدوده 1تا20میلی متری کار کنند.

استفاده از حسگر خازنی:

اصول کار این نوع حسگرهاشبیه به حسگر های القایی می باشندوبرای فواصل 5تا 40میلی متری کارمی کنند.

 

[samyar 3,407]

اندازه گیری فشار

مقدمه

اندازه گیری فشاردرفرآیندهای صنعتی بسیار مهم است.قبل از بررسی حسگر های مختلف فشاربهتر است با چنداصطلاح که در اندازه گیری فشار به کار میرود آشنا شویم.

فشار مطلق:

این اختلاف بین فشار یک سیال وفشار صفرمطلق میباشد.

فشار نسبی:

این اختلاف فشاربین سیال وفشار اتمسفر میباشدبنابراین:

 

فشار تفاضلی:

اختلاف فشار بین دوفشارمختلف مطلق را گویند.به عنوان مثال در اندازه گیری دبی بوسیله فشارسنجهای تفاضلی اختلاف فشار بین دونقطه از سیال که دراثر قرارگرفتن مانعی ایجاد میشود.(فلومتر ونتوری ویااریفیس).

درموارداستفاده معمولی،فشار نسبی بین یک تا7000باراندازه گرفته می شود.

تعریف فشار:

فشار نیروی وارد برواحد سطح است که مایع یا گازبرمحیط اطراف وارد میکند. Pa=Pg+Patm