دانلود گزارش کاراموزی مبدلهای حرارتی نیروگاهی و تأسیسات حرارتی برودتی

بخشی از مقاله

نيروگاه منتظر قائم در زميني به مساحت تقريبي يك كيلومتر مربع واقع در كيلومتر هفت جاده ملارد در ناحيه كرج بنا شده و در حال حاضر داراي چهار واحد بخار است كه هر يك به ظرفيت اسمي 25/156 مگاوات و 6 واحد گازي، سه واحد سيكل تركيبي مي باشد. اولين واحد بخار نيروگاه در تاريخ 29/6/50 آماده بهره برداري شد و با شبكه پارالل گرديد.
سوخت مصرفي نيروگاه گاز و سوخت سنگين از نوع مازوت و گازوئيل است كه مازوت مصرفي از پالايشگاه تهران توسط خط لولة مستقيم به نيروگاه فرستاده مي شود. آب مصرفي نيروگاه نيز توسط 9 حلقه چاه عميق كه در محوطه و در خارج محوطه نيروگاه حفر شده تأمين مي گردد.

نيروگاه داراي قسمت هاي اصلي به شرح زير مي باشد:
1- قسمت شيمي و تصفيه آب: وظيفه اين قسمت توليد آب بردن بدون سختي (تصفيه فيزيكي) و آب مقطر (بدون يون) مورد نياز واحد را مي باشد . همچنين مواد شيميايي لازم را در سيكل هاي آب و بخار تزريق مي كند و در فواصل معين آزمايشات لازم جهت تعيين وضعيت شيميايي سيكل آب و بخار نيروگاه را انجام مي دهد.
2- بويلر: بويلر هر واحد از نوع درام دار ري هيت دار، كوره آن تحت فشار و داراي فن گردش دهنده گاز مي باشد. طبق طرح توليد 000/100/1 پوند بخار در ساعت با فشار psi 1875 و درجه حرارت 1005 در خروجي ري هيتر دارد. راندمان كل بويلر برابر 90 درصد مي باشد.

3- سيكل آب تغذيه: در سيكل آب تغذيه واحد سه گرمكن فشار ضعيف از نوع بسته، يك ديراتور يا دي گارز از نوع باز يا تماس مستقيم و دو گرمكن فشار قوي از نوع بسته منظور شده است. اين سيكل طبق طرح قادر است آب تغذيه را از 108 در كندانسور به 450 در ورود به بويلر برساند.

4)آب خام: سيستم آب خام فقط از چندين لوله و شير تشكيل شده است و آب را به مقدار لازم به تمام نيروگاه كه به آن احتياج است مي فرستد. تأمين آب خام توسط چندين حلقه چاه عميق مي باشد بدين ترتيب كه آب چاه ها به تلمبه خانه و استخر دمنده آب فرستاده شده و از تلمبه خانه توسط پمپ ها به لولة اصلي آب خام فرستاده مي شود. چون اين سيستم به ديگر سيستم ها وابستگي ندارد مي توان هر زمان كه لازم شد آنرا در مدار قرار داد و عملاً اين سيستم هميشه در مدار است حتي اگر تمام قسمت ها متوقف باشند براي تأمين آب آتش نشاني بايد مدار باز باشد.
در مورد بسته نگه داشتن اشنعاب هائي كه به آن احتياج ندارند بايد دقت فراوان شود چون هرگونه غفلت در اين مورد سبب وارد آمدن خسارت مي گردد مثلاً ممكن است كه كيفيت آب موجود در تانك هاي آب تصفيه شده را پائين آورد.

در شرايط نرمال بهره برداري، تأمين آب مخازن براي تهيه محلول هاي شيميائي مورد نياز دستگاه ها توسط آب مقطر (واقع در خروجي پمپ كندانسور هر واحد) مي باشد ولي اگر سيستم آب كندانسه در مدار نباشد (در شروع راه اندازي) مي توان از آب خام جهت تهيه محلول شيميائي استفاده نمود. سيستم آب خام از يك لولة 16 اينچي تشكيل شده كه انشعاب هاي مشروحه زير را تغذيه مي كند:
الف: يك لوله 4 اينچ جهت آب آتش نشاني
ب: يك لوله 4 اينچ جهت تغذيه ورودي آب شستشو دهنده پيش گرم كن هاي هواي دوار بويلر
پ: يك لولة 2 ابنچ جهت تأمين آب آبكاري براي ياتاقان هاي رتور بهم زننده داخل كلاريفاير و آب معمولي جهت دوش هاي اضطراري و شستشو دهنده ها و شروع راه اندازي در صورت كمي آب فيلتر براي تهيه محلول شيميايي

د: يك لولة يك اينچ جهت روان ساز بهم زننده كلاريفاير
ه‍ : دو لولة 2 اينچ جهت شستشوي كف كلاريفايرها
و: يك لولة 3اينچ براي تأمين آب سيستم كلرزني
ز: دو لولة 10 اينچ براي تغذيه آب خام به كلاريفاير واحد يك و دو
د: دو لولة مستقيم آب خام براي تأمين سطح برج هاي خنك كن در حالت اضطراري

5)سيستم تصفيه آب: تصفيه خانه يا پيش تصفيه قسمتي كه آب را از خط اصلي آب خام گرفته و بعد از كلاريفاير و فيلتر كردن از نظر كيفي به حدي مي رساند كه آماده تحويل سيستم يون گيرها باشد تا در يون گيرها كليد املاح محلول در آن گرفته شود. تصفيه خانه شامل تجهيزات زير مي باشد:
الف: كلاريفاير (دستگاه گيرنده سختي آب يا تصفيه فيزيكي آب) كه تا 2168 گالن در دقيقه آب خام جهت تصفيه به آن وارد مي شود و خود نيز مجهز به تجهيزات زير است.
1- شير پروانه اي جهت كنترل ورود آب خام به كلاريفاير
2- جريان سنج FE13 كه جريان آب خام به كلاريفاير را اندازه گرفته و انتقال دهنده جريان 13FT كه سيگنال متناسب با جريان آب خام به 13 FTR مي فرستد و همچنين ميزان كلر تزريقي به كلاريفاير توسط سيگنال فوق كنترل مي شود.

3- شير كنترل سطح با شيرهاي جداساز و شير فرعي (by pass)
4- شير بك فلاش كه با هوا عمل مي كند و هواي آن از طريق شير سلونوئيدي فرستاده مي شود.
5- شير هوائي تخليه لجن كه هواي عمل كننده آن از طريق شير سلونوئيدي فرستاده مي شود.
6- چهار مسير تغذيه شيميايي كه عبارتند از: يك مسير كلر به ورودي آب خام به كلاريفاير، يك مسير تزريق كلرور فريك بداخل قيفي كلاريفاير و دو مسير تغذيه آب آهك بداخل قيفي كلاريفاير
7- مسير آب جهت آبكاري يا ياطاقان بالا و پائين محور يا رتور كلاريفاير

8- تعدادي مسير نمونه گير از قسمت هاي مختلف كلاريفاير و شير پروانه اي خروجي كلاريفاير
سيستم تغذيه شيميايي: تغذيه شيميايي براي تصفيه اوليه آب در سيستم پيش تصفيه بكار مي رود كه شامل: تزريق كلر به ورودي آب خام به كلاريفاير و تزريق كلر و اسيد سولفوريك به ورودي آب تانك كلاريفاير شده. كلر به صورت گاز محلول در آب تزريق مي شود و كلرورفريك، آهك، اسيد سولفوريك بصورت محلول هاي نسبتاً ضعيف، يا رقيق بوسيله پمپ ها تزريق مي گردد. تزريق مواد شيميايي بطور اتوماتيك و متناسب با جريان آب خام ورودي به كلاريفاير انجام مي گيرد. جريان ورودي بوسيلة يك جريان سنج اندازه گيري شده و توسط انتقال دهنده سيگنال متناسب جريان جهت كنترل تزريق مواد شيميايي فرستاده مي شود. غلظت محلول ها و ميزان كلر تزريقي بستگي به كيفيت آب خام دارد كه توسط واحد شيمي تعيين مي گردد.

يون گيرها: يون گيرها يا بي يون كننده ها قسمت آخر تصفيه آب را جهت تأمين آب مقطر (بدون يون) مورد نياز بويلر تشكيل مي دهند.
بعلت بالا بردن فشار و درجه حرارت در بويلر آب مورد استفاده بويلر بايد بهترين كيفيت ممكنه را دارا باشد به همين دليل از دو دستگاه يون گير به صورت سري و پشت سر هم استفاده مي شود. نخستين دستگاه شامل كاتيون و آنيون (كاتيون گيرنده يون هاي مثبت و آنيون گيرنده يون هاي منفي مي باشد) است كه آب خروجي آنها جهت تصفيه بيشتر از دستگاه دوم كه اصطلاحاً آن را ميكس بد (گيرنده يون هاي ضعيف منفي و پالايش مجدد) مي نامند گذرانده مي شود. براي هر واحد يك سري كامل كاتيون و آنيون و ميكس بد وجود دارد. در ابتداي تصفيه كلر در محل ورودي آب به كلاريفاير وارد شده و با آن مخلوط مي گردد. آب آهك و كلرور فريك جهت كمك به عمل تصفيه و به قسمت وسط يا قيفي كلاريفاير وارد مي شود و با آب كلر شده شده مخلوط مي گردد.

در ابتداي راه اندازي سيستم پيش تصفيه 3 تا 7 روز وقت صرف ساختن لجن يا رسوبات در كف كلاريفاير مي شود. اين لجن عمل رسوب گيري را بهتر مي سازد. زيرا به مقدار زيادي كيفيت آب خروجي از كلاريفاير بستگي به مقدار اين لجن دارد و در طول راه اندازي مي توان مقدار رسوب و لجن تشكيل شده در كف كلاريفاير را آزمايش كرد. جهت جلوگيري از زياد شدن سطح لجن و ثابت نگه داشتن آن هرچند ساعت يكبار (حدود چهار ساعت) مقداري از لجن هاي اضافي از طريق تخليه كلاريفاير خارج مي گردد. آب خروجي از كلاريفاير وارد تانك كلاريفاير مي شود و در آن ذخيره مي گردد. در محل ورودي تانك به آن كلر و اسيد سولفوريك جهت تصفيه بيشتر اضافه مي شود. آب كلاريفاير شده از تانك ذخيره توسط پمپ و از طريق يك شير كنترل سطح، مخزن دو راهه و تانك فيلتر به تانك آب فيلتر شده فرستاده مي‌شود، آب فيلتر شده بوسيلة پمپ ها از تانك

آب فيلتر شده به يون گيرها فرستاده مي شود و بعد از عبور از كاتيون و آنيون و ميكس بد به تانك ذخيره آب مقطر وارد مي گردد. بعد از مدتي كه يون گيرها اشباع مي شوند يا يون در آب خروجي مشاهده مي شود بطور اتوماتيك از مدار خارج و در سيكل احياء قرار مي گيرند و پس از احياء مجدداً آماده بهره برداري مي شوند و تا زماني كه يك سري يون گير در حال احياء است سري دوم يون گير در حال بهره برداري است و آب مقطر مورد نياز را تأمين مي‌كند.

6)برج خنك كن: برج خنك كن واحد بخار از نوع تر يا تبخيري است و هر برج داراي شش عدد قيفي پنكه دار بمنظور كمتر شدن فشار منطقه ريزش آب از اتمسفر مي باشد. ساختمان برج از چوب ساخته شده است. آب خنك شده از استخر كف برج توسط سه پمپ آب گردشي (c.w.p) كه دو عدد آنها در بهره برداري نرمال در حال كار مي باشد به كندانسور فرستاده مي شود. طبق طرح جريان آب در حال گردش از برج به كندانسور توسط پمپ ها GPM000/750 مي باشد و هربار قادر است حدود Btu000/000/450 حرارت از كندانسور جذب كند.

همچنين نيروگاه داراي سه عدد برج از نوع برج طبيعي يا natural draught cooling tower مي باشد. بدنه خارجي اين برجها از بتون مسلح مي باشد كه بروي پايه قرار دارند. آب كندانسور توسط c.w pump به ارتفاع 15-10 متري بالاي برج فرستاده مي شود و از طريق رادياتورهائي پائين مي آيد و حرارت گرفته شده توسط رادياتورها بوسيله هوائي كه از قسمت زيرين به بالاي برج كه به واسطة ارتفاع بلند و دمپرهاي برج ايجاد مي گردد از دهانة بالاي برج خارج مي شود.

سيستم كنترل: در واحدهاي بخار نيروگاه بيشتر از سيستم هاي نئوماتيكي و الكتريكي جهت نشان دهنده ها، باز و بسته كردن شيرها و كنترل سطح مخازن و وضعيت دمپرها و شيرها استفاده شده است.
رنگ لوله ها: در اين نيروگاه لوله ها و خطوط انتقال مواد به رنگ هاي مشخصي هستند براي مثال خطوط آب خام و آب خنك كن به رنگ سبز، لوله هاي روغن به رنگ زرد، لوله هاي آب آتش نشاني به رنگ قرمز و لوله هاي سوخت به رنگ سياه مي باشد.

توربوژنراتور: توربين هر واحد داراي سه قسمت IP. LP و HP پشت سرهم مي باشد و شافت آن توسط كوپلينگ به شافت ژنراتور متصل است. ژنراتور كاملاً بسته و تحت فشار هيدروژن با ماكزيمم فشار psi30 مي باشد. وجود هيدروژن باعث كاهش اصطكاك و فشار زياد آن كمك در امر خنك كردن سريع سيم پچ هاي ژنراتور مي كند.
گاز هيدروژن توسط چهار مبدل آبي واقع در چهارگوشه ژنراتور خنك مي شود. جرقه گير و خازن روي هر فاز ژنراتور جهت حفاظت ژنراتور از تغييرات ولتاژ، نزديك ترمينال خروجي ژنراتور قرار دارد.

مولدهاي حرارتي نيروگاه :
مولد بخار (بويلر): واحد مولد بخار از قسمت هاي زير تشكيل شده است:
1- كوره ها و شعلها 2- قسمت هواي احتراق
3- قسمت دود يا گاز 4- قسمت بخار اصلي
5- باز گرمكن يا ري هيتر 6- تغذيه آب و مواد شيميائي

كوره و مشعل ها Furnace and burners
سوخت از طريق دوازده مشعل به كوره يا اطاق احتراق تزريق مي شود. اين دوازده مشعل در چهار گوشه كوره و در سه طبقه بالا، وسط و پائين قرار گرفته اند. چهار مشعل طبقه پائين استفاده براي سوخت سنگين و همچنين سوخت سبك يا گازوئيل مي باشد. در صورتي كه از گاز جهت احتراق استفاده شود مولد بخار داراي دوازده مشعل گازسوز مي باشد.
دوازده شمعك سوخت سبك كه هريك براي يك مشعل بوده كه انرژي لازم را جهت روشن كردن مشعل ها دارا مي باشند. عمل روشن كردن شمعك ها از راه دور و از اطاق فرمان صورت مي گيرد. شمعك ها و مشعل هاي سوخت سبك براي پودر كردن سوخت مصرفي خود از هواي فشرده استفاده مي كنند ولي مشعل هاي سوخت سنگين، سوخت را به طور مكانيكي پودر مي كنند.
مسير ورودي و خروجي سوخت به مشعل ها مجهز به بخار جهت شستشو مي باشد كه با شيرهاي دستي مي توان در موقعيكه مشعل ها در مدار هستند مسير بخار را قطع كرد. از شستشو قبل و بعد از هر بار در سرويس قرار دادن مشعل ها استفاده مي شود.

سيستم احتراق در بويلر به طور مناسبي مي باشد و شعله مشعل ها با يك حركت دوراني آتش در كوره ايجاد مي كنند. ولي براي كنترل فشار و دماي بخار توليد شده انتهاي داخلي مشعل ها را مي توان به بالا و پائين حركت داد يا زاويه داد كه اين عمل باعث هدايت شعله مشعل در جهت زاويه داده شده مي گردد.
وقتي مشعل، پائين باشد فشار بخار افزايش مي يابد. زيرا حرارت بيشتر به ديوارة لوله اي بويلر مرسوم به ديواره آب وارد مي آيد و توليد بخار زيادتر مي كند و وقتي شعله بطرف بالا باشد حرارت به لوله هاي قسمت سوپر هيتر و ري هيتر برخورد كرده و نتيجتاً توليد بخار كمتر ولي دماي بالاتر مي گردد.

به غير از هوائي كه براي پودر كردن سوخت در شمعك ها و مشعل هاي سوخت سبك مصرف مي شود تمام هواي لازم جهت احتراق بوسيلة دو فن يا دمنده هوا به نام F.D fan (Forced draft fan) تأمين مي گردد. توسط اين دمنده ها هواي كافي بداخل كوره كه توسط دمپرهاي ورودي اين دمنده ها تعيين وارد كوره مي گردد.كنترل و باز و بسته كردن دمپرها از راه دور و از اطراق فرمان انجام مي گيرد.
هواي خروجي از F.D Fan با گذشتن از لا به لاي دوسر كويل بخاري گرم كننده هوا دمايش به حدي فزوني داده مي شود تا اجازه ندهد كه در اثر تقطير شدن تركيبات سولفوره بروي فلز در قسمت سرد پيش گرمكن هاي دوار خوردگي ايجاد شود و صدمه بخورد.

بعد از گرمكن هاي بخاري، هواي احتراق جهت گرم شدن بيشتر وارد پيش گرمكن هاي دمايي يا A.P.H مي گردد. گازهاي خروجي از اكنومايزر قبل از ورود به دودكش از طرف ديگر اين پيش گرمكن دوار مي گذرد و در حين عبور مقداري از حرارت خود را به فلز داخل APH مي دهند، با چرخيدن APH فلزهاي گرم شده به قسمت عبور هوا رفته و گرماي خود را به هوا مي دهند. هواي احتراق بعد از خروج از پيش گرمكن هاي دوار به جعبه باد يا winbox رفته و از طريق دمپرهاي هواي واقع در چهارگوشه بويلر وارد كوره جهت تأمين هواي مورد نياز احتراق مي شود.

به طور خلاصه مسير هواي احتراق بويلر را دو F.D fan دو گرمكن بخاري، دو پيش گرمكن دوار هوا، دو جعبه باز در دو طرف بويلر و هفت سري دمپر در چهارگوشه بويلر تشكيل مي دهند
از خروجي هر دو F.D Fan و قبل از ورود به گرمكن هاي بخاري يك كانال كوچك مشترك هوا گرفته شده كه هواي مورد نياز مكش يك دمنده يا فن كمكي هواي آب بندي و يك فن هواي شمعك ها را تأمين مي نمايد. فن كمكي هواي آب بندي، هوا را با فشار بيشتر از فشار كوره جهت آب بندي دريچه هاي چشمي بويلر، ياطاقان دمپرها و غيره تهيه مي كند. در عين حال اين هوا از نشت كردن گازهاي ذاغ كوره و جعبه باد به بيرون جلوگيري مي كند كه اين عمل به علت فشار مثبت كوره امري ضروري است.

از كانال هاي هواي خروجي از پيش گرمكن هاي هوا نيز يك كانال كوچك مشترك گرفته شده كه وظيفه اش رسانيدن هوا جهت جلوگيري از نفوذ گازهاي داغ كوره به مسير خروجي فن گردش دهنده گازهاي كوره مي باشد (G.R Fan) ارتباط اين هوا با كانال خروجي G.R fan از طريق يك دمپر به نام دمپر هواي سيل است كه در مواقع متوقف بودن G.R fan اين دمپر باز مي شود. در صورت باز نشدن دمپر هواي سيل در موقع توقف G.R fan جريان گازهاي داغ به سرعت به اين فن خسارت وارد مي آورد.

قسمت دود يا گازهاي محترقه كوره: در هنگام عمل احتراق گازهاي داغ حاصل از احتراق به ترتيب با جريان يافتن از لا به لاي لوله هاي سوپر هيتر دماي بالا يا ثانويه، لوله هاي باز گرمكن بخار، سوپر هيتر دماي پائين يا اوليه، اكنومايزر، و گذشتن از طرف گاز پيش گرمكن هاي دوار به طرف دودكش هدايت مي شود. قبل از ورود به پيش گرمكن هاي دوار دو كانال خروجي گاز از كوره به يكديگر متصل شده است و يك انشعاب از اين كانال مشترك به مكش G.R fan متصل است. كه از اين طريق G.R fan بتواند مقداري از گازهاي خروجي را گرفته و جهت كنترل احتراق و دماي بخار خروجي از بويلر مجدداً به قسمت پائين كوره بدمد. اين فن مجهز به دمپر ورودي و خروجي است و در صورت در مدار بودن آن ضمن اينكه دمپرهاي خروجي آن كاملاً باز مي شوند، دمپر ورودي نيز آنقدر بايد باز نمود كه فشار خروجي فن از فشار كوره بيشتر باشد و نتيجتاً ضمن كنترل احتراق توسط دمپر ورودي عمل ديگر آن جلوگيري از پس زدن گازهاي داغ كوره به طرف فن مزبور مي باشد.