گزارش کارآموزی نیروگاه نکا

بخشی از مقاله

گزارش کارآموزی نیروگاه نکا

پيشگفتار
مطالبي كه در اين گزارش بيان شده گوشه‌اي بسيار كوچك از قسمتهاي مختلف نيروگاه عظيم نكاء مي‌باشد. كه سعي كرده‌ام عمده موارد مهم و كاربردي كه در يك نگاه و بطور مختصر مورد نياز خواهد شد را بيان كنم.
در جزوه حاضر سيكل نيروگاه و نقشه‌هايي جامعيت داشته و خلاصه‌اي از قسمتهاي اصلي نيروگاه كه نقش كليدي در كاربري اين صنعت مادر را دارا مي‌باشند، تا حد امكان توضيح داده‌ام.
واجب است از تمام مسئولين نيروگاه، متخصصين قسمت معاونت مهندسي و قسمت آموزش كه امكان اين مهم را فراهم ساختند كمال سپاس و قدرداني ابراز نمايم.
باتشكر
فاطمه ولي

مقدمه
انسان همواره براي رفاه زندگي خود در تكاپو بوده و هست. ابتدا نيروي ماهيچه‌اي را امتحان كرد كه با كهولت سن رفته رفته فرسايش مي‌يافت.
سپس انرژي باد و در كنار آن از انرژي پتانسيل آب استفاده نمود. با گذشت زمان ديد بازتري پيدا كرد كه باعث درك انرژي بخار شد. استفاده از انواع انرژي همچون: انرژي شيميايي، جزر و مد درياها، انرژي هيدروليكي، هسته‌اي و بالاخره انرژي نوراني خورشيد را نيز آموخت كه همه در خدمت پيشرفت و تكامل انسان مي‌باشند. در اين ميان بهترين نوع انرژي بايد داراي خصوصيات كاملي باشد.
انرژي الكتريكي يكي از بهترين فرم‌هاي انرژي مي‌باشد زيرا :
1- توزيع و انتقال آن به راحتي و بطور مطمئن صورت مي‌گيرد ( انتقال انرژي الكتريكي از طريق خطوط نيرو در مقايسه با حمل سوخت با وسايل نقليه. )
2- دستگاههاي متنوعي را مي‌توان با آن بكار انداخت.
3- راندمان انرژي الكتريكي در تبديل به انرژي‌هاي ديگر بالاست ( راندمان يك بخاري الكتريكي % 100 مي‌باشد درصورتيكه راندمان يك بخاري نفتي % 50 است. )
4- استفاده از آن هيچگونه آلودگي براي محيط زيست بوجود نمي آورد.
براي تأمين انرژي الكتريكي از تبديل فرمهاي ديگر انرژي موجود در طبيعت استفاده مي‌شود كه در حال حاضر متداول‌ترين آن تبديل انرژي شيميايي به الكتريكي است كه با استفاده از سوخت فسيلي ( سوخت مايع، گاز، ذغال‌سنگ ) در نيروگاههاي بخاري و يا گازي صورت مي‌گيرد كه با توجه به راندمان بالاتر نيروگاههاي بخاري نسبت به گازي قسمت عمده تأمين برق بعهده اين نيروگاههاست. در نيروگاههاي بخاري سوخت فسيلي در كوره (بويلر)مي‌سوزد و انرژي شيميايي بين پيوندهاي خود را به صورت حرارت به آب مي‌دهد و آن را به بخار تبديل مي‌كند. بخار حاصل در توربين به انرژي مكانيكي تغيير شكل مي‌دهد كه با گرداندن ژنراتور انرژي الكتريكي بدست مي‌آيد. بنابراين فرم تغيير انرژي در نيروگاههاي بخاري بصورت زير است :

انرژي الكتريكي انرژي مكانيكي انرژي گرمايي انرژي شيميايي
بديهي است كه در اين تبديل انرژي مقداري تلفات وجود دارد كه با بهبود طراحيها و پيشرفت تكنولوژي سعي مي‌شود مقدار آن كم و حداكثر راندمان ممكن بدست مي آيد، بطوريكه راندمان نيروگاههاي بخاري از 20 % در نيروگاههي قديمي به حدود 42 % در نيروگاههاي مدرن امروزي افزايش يافته است.
حال كه مقدمه‌اي بر انرژي، علت مصرف انرژي الكتريكي و خلاصه‌اي از كار در نيروگاههاي بخاري بيان شد، نظري اجمالي بر روند توليد برق در ايران و تاريخچه نيروگاه حرارتي

شهيد سليمي نكاء داشته سپس به توضيح در مورد قسمتهاي اصلي نيروگاه نكاء خواهيم پرداخت.

نيروگاه شهيد سليمي نكاء
صنعت برق در ايران بصورت نيروگاههاي ديزلي كوچك شبكه‌هاي توزيع محدود در برخي از شهرهاي بزرگ مانند تهران، تبريز و اصفهان در اواخر قرن سيزدهم ( هـ . ش ) و توسط سرمايه‌داران بخش خصوصي آغاز گرديد. در اوايل دهه 1340 وزارت نيرو شركتهاي برق منطقه‌اي و سازمان آب و برق خوزستان تشكيل و كشور به 12 منطقه تقسيم شد و بدنبال آن در سال 1348 وزارت نيرو اقدام به تأسيس شركت توانير ( شركت توليد و انتقال نيروي برق ايران ) نمود.
ظرفيت كل نيروگاههاي حرارتي شركت توانير به هنگام تأسيس برابر 415 مگاوات و در سال 1365 با بهره‌گيري از 24 نيروگاه و 139 واحد توربين ** به بيش از 9332 مگا وات رسيد.
نيروگاه شهيد سليمي نكاء بعنوان يكي از مهمترين سرمايه‌هاي ملي و از بزرگترين نيروگاههاي كشور متشكل از دو بخش مستقل بخاري و گازي در ساحل درياي خزر و در 22 كيلومتري شمال شهرستان نكا قرار دارد.
قدرت نامي اين نيروگاه 2035 مگا وات مي‌باشد كه از چهار واحد 440 مگا واتي بخار و دو واحد 13715 مگاواتي گاز حاصل مي‌شود.
سوخت اصلي واحدهاي بخاري، گاز و سوخت كمكي آنها مازوت و سوخت اصلي واحدهاي گازي، گاز و سوخت كمكي آنها گازوئيل است.
قرارداد احداث واحدهاي بخاري در تاريخ 8/6/1354 بين وزارت نيرو و كنسرسيومي متشكل از سه شركت آلماني به اسامي بي . بي . سي، بابكوك، بيلفينكر منعقد و متعاقب آن عمليات احداث شروع گرديد. اولين واحد در تاريخ 2/7/1385 و پس از آن به فاصله تقريبي هر شش ماه، يك واحد وارد مدار شده است.

نصب واحدهاي گازي پس از خريد تجهيزات از شركت زيمنس از سال 1367 توسط شركت نصب نيرو با نظارت قدس نيرو آغاز و اولين واحد در تاريخ 19/5/1369 و واحد بعدي به فاصله سه ماه پس از آن وارد مدار گرديده است.
سوخت مصرفي
سوخت اصلي نيروگاه نكاء گاز طبيعي مي‌باشد كه از منابع گازسرخس تأمين و بوسيله يك رشته خط لوله به نيروگاه منتقل مي‌گردد. مصرف گاز هر واحد بخاري برابر 110000 ( نيوتن متر مكعب بر ساعت ) مي‌باشد. سوخت كمكي نيروگاه نفت كوره ( مازوت ) است كه از طريق مخزنهاي راه‌آهن به ايستگاه تخليه سوخت نكاء در فاصله 20 كيلومتري نيروگاه منتقل مي‌گردد.
ظرفيت خط لوله برابر 1500 متر مكعب در روز مي‌باشد كه به دليل كمبود گاز تحويلي و نتيجتاً نياز به سوخت مايع بيشتر، قابليت انتقال سوخت به ميزان مورد نياز را دارا نمي‌باشد. بدين جهت كسري سوخت به دو طريق يكي توسط كشتي‌هاي نفت‌كش از طريق كشور تركمنستان و ديگري بوسيله نفت‌كشهاي جاده‌پيما در ايستگاه تخليه كه در نيروگاه وجود دارد جبران مي‌شود. نفت‌كشهاي جاده‌پيما در ايستگاه سوخت نكاء و يا مستقيماً در نقاط ورودي چون تهران، تبريز و اصفهان بارگيري مي‌شود. انتقال، ذخيره‌سازي و مصرف سوخت مايع در واحدها به كمك تانكهاي با مشخصات زير صورت مي‌گيرد.

تانك ذخيره نفت كوره در ايستگاه نكاء 7000 متر مكعب
تانك ذخيره نفت كوره در نيروگاه 70000 × 2 "
تانك ذخيره نفت كوره بويلر كمكي نيروگاه 60 "
تانك ذخيره نفت گاز در ايستگاه نكاء 1000 "
تانك ذخيره نفت گاز در نيروگاه 1000 "
تانك ذخيره نفت گاز براي توربين گاز 30 × 2 "
تانك ذخيره نفت گاز براي ديزلهاي اضطراري 20 × 2 "

ذخيره‌سازي سوخت مايع نيروگاه بهره‌برداري با بار كامل را براي حداكثر 14 روز ممكن مي‌سازد.

آب مصرفي
آب شيرين مصرفي نيروگاه بوسيله سه حلقه چاه به عمق تقريبي 150 متر كه در اطراف ايستگاه تخليه سوخت نكاء قرار دارد، تأمين مي‌شود. قسمتي از آب خروجي از اين چاهها به داخل يك استخر سرپوشيده خط لوله‌اي به طول 25 كيلومتر به دو استخر سرپوشيده ديگر به حجم كل 1500 متر مكعب كه د رمجاورت تصفيه‌خانه نيروگاه قرار دارند سرازير شده و از آنجا به يك مخزن با ارتفاع 75 متر و به حجم 450 متر مكعب پمپ مي‌گردد. آب مصرفي بخشهاي زير از اس

تخرهاي سرپوشيده و مخزن مرتفع آب تأمين مي‌شود :
الف – آب مصرفي ايستگاه تخليه سوخت نكاء كه از استخرهاي سرپوشيده در محل تأمين شده و به كمك تصفيه خانه كوچكي كه در مجاورت استخرها قرار دارد، تصفيه مي‌شود.
ب – آب آشاميدني نيروگاه كه از منابع فوق تأمين شده و. پس از فيلتراسيون مصرف مي‌شود.
ج – آب مورد نياز تصفيه‌خانه كه با ظرفيت 180 متر مكعب در ساعت آب مقطر مصرفي نيروگاه را با استفاده از سيستم مبدل يوني تأمين مي‌نمايد.
د – آب مورد نياز سيستم آتش‌نشاني نيز از منابع فوق تأمين مي‌گردد. البته جهت اطمينان بيشتر، سيستم اضطراري آتش‌نشاني با استفاده از آب دريا نيز پيش‌بيني شده است.
آب خنك‌كن جهت تقطير بخار خروجي از توربين، از دريا تأمين شده و پس از كلرزني داخل لوله‌هاي كندانسور مي‌شود. به منظور حفاظت محيط زيست، سيستم خروجي آب طوري در نظر گرفته شده است كه اختلاف درجه حرارت آب خروجي و آب دريا در شعاع 200 متري دهانه

كانال خروجي كمتر از دو درجه باشد.
دبي آب‌خنك‌كن هر واحد بخاري حدود 52000 متر مكعب بر ساعت مي‌باشد.
ديگ بخار ( بويلر )
بويلر نيروگاه از نوع بدون مخزن ( once through ) مي‌باشد. به همين جهت حجم آب در حال گردش درون آن نسبت به انواع ديگر بويلرها به مراتب كمتر است. كوره آن از دو فضاي متصل بهم تشكيل شده كه فضاي اول بوسيله جدار لوله‌ها محصور گشته و در آن سوخت و هوا مخلوط و بوسيله 14 مشعل محترق شده و آب موجود در لوله‌ها به بخار تبديل مي‌گردد. بخار توليد شده در اين فضا بوسيله عبور گازهاي گرم كوره در فضاي دوم به بخار داغ تبديل مي‌شود. دماي بخار ورودي به توربين توسط آب‌پاشها ( Desuperheaters ) كه از مسير آب تغذيه گرفته مي‌شود، تنظيم مي‌گردد. گاز خروجي از كوره پس از گرم شدن آب ورودي به بويلر (Economizer ) و هواي ورودي به كوره (Airprehreater) به دودكش رانده مي‌شود.
مشخصات بويلرهاي نيروگاه بشرح زير است :
واحد سوخت گاز سوخت نفت كوره
دبي بخار t/h 1408 3/1472
دماي بخار سوپرهيتر c 535 535
فشار بخار سوپرهيتر Kg/cm2 , abs 190 196
دبي بخار هيتر t/h 4/1266 6/1262
فشار بخار هيتر Kg/cm2 5/49 50
دماي بخار هيتر c 535 525
دماي هواي گرم ورودي c 325 325
دماي آب تغذيه c 264 5/262
فشار آب تغذيه (ورودي اكونومايزر ) Kg/cm2,abs 255 273
دماي ورودي و خروجي c 120 160
مصرف سوخت در 35 Nm/h 110294 -
مصرف سوخت در 35 Kg/h - 94948
دماي ورودي رهيتر c 351 342
فشار ورودي رهيتر Kg/cm2 51 8/50
فشار خروجي رهيتر Kg/cm2 7/48 5/48
دماي هوا قبل از پيش‌گرم‌كنهاي هوا c 40 90
راندمان بويلر درصد 4/94 8/92

فشار طراحي شده بويلر Kg/cm2 (IP) 66 و ( HP) 210
دبي بخار رهيتر Kg/h 1267
هواي اضافي براي احتراق 1/1
ارتفاع بويلر m 6/41
ارتفاع كف بويلر m 8
تعداد دوده زدا ( sout blower ) عدد 4

توربين
توربين بخار نيروگاه از نوع فشار متغير (Sliding pressure) بوده و تغيير بار در آن (براي بارهاي بيش از 150 مگاوات) بوسيله تغيير فشار در بخار خروجي بويلر صورت مي‌گيرد. توربين شامل سه قسمت هم محور متصل به هم مي‌باشد كه عبارتند از :
قسمت فشار قوي (HP)، قسمت فشار متوسط (IP)، قسمت فشار ضعيف (LP).
بخار اصلي از دو شير اصلي (stop valave ) و چهار شير كنترل به محور فشار قوي توربين وارد و پس از بحركت درآوردن پره‌هاي توربين از آخرين طبقه اين قسمت خارج و مجدداً جهت‌ گرمايش بداخل كوره رانده مي‌شود.
بخار خروجي از قسمت فشار قوي توربين پس از كسب حرارت لازم و رسيدن به درجه حرارت بخار اصلي (Hot Reheat) از طريق دو شير مركب (stop & Intercept valve ) به قسمت فشار متوسط توربين وارد مي‌گردد و پس از دادن انرژي خود به پره‌هاي توربين از آخرين طبقه اين قسمت مستقيماً وارد قسمت فشار ضعيف گشته و پس از بگردش درآوردن پره‌هاي آن از آخرين طبقه قسمت فشار ضعيف وارد كننده كندانسور مي‌گردد.
آب تقطير شده در كندانسور بوسيله پمپ پس از گذشتن مجدد از تصفيه‌خانه (قسمت polishing plant) از طريق هيترهاي شماره 1 و 2 و 3 و 4 وارد محفظه تغذيه پمپهاي فشار قوي شده و پس از خارج شدن گازهاي محلول در آن بوسيله پمپهاي فشار قوي از طريق هيترهاي شماره 6 و 7 وارد بويلر مي‌شود.
مشخصات توربين‌هاي نيروگاه بشرح زير است:
سوخت گاز سوخت مازوت
فشار بخار اصلي(ورودي به فشارقوي) Kg/cm 181 7/187
دماي بخار اصلي (" " " " ) c 530 530
فشار بخار هيتر (" " " متوسط) Kg/cm2 2/48 7/47
دماي بخار هيتر (" " " ") c 530 530
دبي بخار اصلي t/h 1408 2/1473
دبي بخار هيتر t/h 4/1266 6/1262
فشار كندانسور Kg/cm2 068/0 066/0
تعداد لوله‌هاي كندانسور عدد 15600

دماي ورودي آب خنك كننده c 21
دماي خروجي آب خنك كننده c 31
دبي آب خنك كننده t/h 52000
سرعت چرخش RPM 3000
طول توربين m.m 20445
تعداد ياتاقان عدد 3

ژنراتور
ژنراتور نيروگاه داراي دو قطب بوده (سرعت 3000 دور در دقيقه) و مستقيماً به توربين كوپله شده است، بدنه روتور يك تكه بوده و سيم‌پيچهاي روتور در شيارهاي آن قرار گرفته است. سيم‌پيچهاي استاتور از نوع تسمه‌هاي مسي توخالي بوده و بوسيله عبور آبي خالي و عاري از هرگونه يون خنك مي‌گردد. روتور بوسيله عبور گاز هيدروژن از ميان شيارها و سطح روتور خنك مي‌شود. فشار لازم براي بگردش درآوردن گاز هيدروژن توسط دو پروانه در دو انتهاي روتور تأمين شده و گاز گرم شده بوسيله چهار كولر خنك مي‌گردد ضمناً براي جلوگيري از نشت هيدروژن بخارج از ژنراتور و همچنين ممانعت از اتلاف آن، از يك سيستم سه مداره آب‌بندي روغني استفاده مي‌شود.
سيستم تحريك ژنراتور از نوع ساكن بوده و ژنراتور از طريق يك ترانسفور ماتور تحريك، يكسو كننده از نوع تايريستوري و اسليپ‌رينگ تغذيه مي‌گردد.

مشخصات ژنراتورهاي نيروگاه بشرح زير است:
قدرت اسمي 400 M.W
قدرت ظاهري 6/517 M.V.A
ضريب قدرت 85/0 ــ
ولتاژ خروجي 21 K.V
دامنه تغيير ولتاژ 5
درصد
فركانس 50 سيكل در ثانيه
فشار هيدروژن خنك‌كننده 3 Kg/cm2
راندمان 7/98 درصد
طول 14045 m.m
وزن 325 t
تعداد ياتاقان 2 عدد

هيدروژن مورد نياز جهت خنك كردن ژنراتور بوسيله واحد هيدروژن‌سازي به ظرفيت توليدي

5/7 مترمكعب در ساعت تأمين مي‌گردد. در اين واحد هيدروژن از طريق تجزيه آب با درجه خلوص 95/99 % توليد شده و سپس به كمك كمپرسور در كپسولهايي به ظرفيت 6 مترمكعب و تحت فشار Kg/cm2 150 ذخيره مي‌گردد. كپسولهاي پرشده جهت جبران تلفات هيدروژن مورد نياز استفاده مي‌گيرند.
پست فشار قوي

انرژي توليدي ژنراتورها (با ولتاژ خروجي ...) 5% + 21 از طريق ترانسفورماتورهاي بالابرنده 400/21 كيلو ولت به پست وارد شده و توسط دو خط انتقال 400 كيلو ولت به پست جلال در نزديكي تهران و يك خط انتقال 400 كيلو ولت ديگر به پست حسن‌كيف منتقل مي‌گردد. در ضمن به كمك دو سري ترانسفورماتورهاي سه سيم‌پيچ تك‌فاز 20/230/400 كيلوولت تغذيه پستهاي دهك ساري، كارخانه كاغذسازي و مناطق شمالي كشور انجام مي‌گيرد. مصارف داخلي نيروگاه توسط ترانسفورماتور 3/6/20 كيلوولت راه‌اندازي و يا از طريق ترانسفورماتور كمكي 3/6/20 كيلو ولت تأمين مي‌گردد. الكتروموتورهاي سنگين نيروگاه توسط شبكه داخلي 3/6 كيلوولت و مصارف سبكتر از شبكه داخلي 380 ولت تغذيه مي‌شوند.
مشخصات ساير قسمتها باختصار
الف ـ ديزل ژنراتور اضطراري
دو دستگاه هر يك بظرفيت 5/1 مگاوات مي‌باشد.

ب ـ الكتروپمپ تغذيه آب خنك كن
دبي پمپ 26000 m3/h
فشار خروجي 13 m.m.hg
سرعت پمپ 420 RPM
سرعت موتور 1500 RPM
قدرت موتور 1275 K.W
ولتاژ تغذيه موتور 3/6 |K.V
تعداد 8 دستگاه

ج ـ توربو پمپ تغذيه بويلر
قدرت 5/17 M.W
فشار بخار ورودي 6/13 Kg/cm2
دماي بخار ورودي 359 C

دبي بخار 8/64 t/h
فشار كندانسور 061/0 Kg/cm2
دور توربين و پمپ 5200-2150 RPM
دبي پمپ 1700-370 t/h
حداكثر فشار پمپ 280 Kg/cm2
دبي آب خنك كننده 3450 t/h
تعداد 4 دستگاه

د ـ الكتروپمپهاي تغذيه بويلر
قدرت موتور 9 M.W
ولتاژ تغذيه موتور 3/6 K.V
سرعت روتور 1500 RPM
دبي پمپ 190-295 t/h
سرعت پمپ 4700-1400 RPM
تعداد 8 دستگاه

ع – مشخصات دودكش نيروگاه كه با توجه به مقررات حفاظت محيط زيست طراحي گرديده بشرح زير مي‌باشد :
قطر فونداسيون 21 متر
ارتفاع 134 "
قسمت پائين دودكش قسمت بالاي دودكش
قطر خارجي 10 متر 9/7 متر
قطر داخلي 1/9 " 5/7 "

ف ـ ترانسفورماتور
نوع ترانس تعداد ولتاژ اوليه K.V ولتاژ ثانويه K.V قدرت M.V.A
ترانس اصلي 4 21 400 520
ترانس پست 2 400 230 400
ترانس مصرف داخلي 4 21 3/6 40
ترانس راه‌اندازي 2 21 3/6 30
ترانس توزيع 3/6 4/0 25/1

ز ـ آب مقطر

ظرفيت توليد 160×2 t/h
مجهز به مبدل كاتيوني دكارز مبدل آنيوني ستون مخلوط

ك ـ اسكله و كانال خروجي آب دريا
طول اسكله 755 متر
عرض اسكله 6/13 "

عرض دهانه موج‌گير 100 "
عرض قسمت قابل كشتيراني 4 "
ابعاد كانال آب خروجي 5/2×26/6×755 "
ارتفاع آب و كانال روباز 6/2 "

گ ـ الكترو پمپ كندانسور
قدرت 6/1 M.W
ولتاژ تغذيه 3/6 K.V
تعداد 8 دستگاه

س ـ موتورها
موتورهاي با ولتاژ تغذيه K.V 3/6 40 دستگاه

" " " " ‌ " V 380 1056 "
موتورهاي جريان مستقيم 476 "
جمع كل موتورها 1572 "

ط ـ بويلر كمكي
محل ظرفيت (t/h) تعداد (دستگاه)
نيروگاه 25 3
ايستگاه سوخت 8 1
ايستگاه سوخت نكاء 4 1

ل ـ كارگاه و لابراتور
ساختمان كارگاه براي تعميرات مكانيك و الكتريك نيروگاه و ابزار دقيق در جنوب غربي پاورهاس (power house) واقع شده كه مجهز به جرثقيل‌هاي 5/35 و 240 تني مي‌باشد و بوسيله خط آهن اتصال مستقيم به فنداسيون واحدهاي ترانسفورماتور دارد. در طبقه بالائي اين ساختمان اطاقهاي اداري، لابراتورهاي مجهز براي تجزيه شيميائي و اطاق ابزار دقيق قرار دارد. همچنين در اين ساختمان انبارها و محوطه انباركردن براي وسايل يدكي نيز

وجود دارد.
ص ـ والوها
والوهاي موتوري 236 عدد
كنترل والوهاي روغني 186 "
" " بادي 216 "
" " بخاري 8 "
والوهاي قطع كننده 340 "

والوهاي دستي 3548 "
جمع كل 5632 "

حال قبل از اينكه به سيكل آب و بخار نيروگاه بپردازيم. شرح مختصر و بر روند حرارت‌دهي به آب و بدست آوردن بخار سوپرهيت خواهيم داشت.
براي آشنايي به چگونگي تغيير درجه حرارت و فشار بخار. ظرف‌پر آبي در فشار اتمسفر را در نظر مي‌گيريم. اگر به اين ظرف حرارت دهيم دماي آب آن آنقدر بالا مي‌رود تا در C0 100 به جوش آيد و به بخار تبديل شود. در اين فاصله ميزان حرارت دريافتي آب از رابطه :
Q = m .C (T2 – T1)
پيروي مي‌كند. اين مقدار حرارت را حرارت محسوس مي‌گويند چونكه بالا رفتن درجه حرارت آب قابل لمس است. زمانيكه آب به جوش مي‌آيد اولاً فشار بخار حاصل همان فشاري است كه آب به جوش آمده يعني اگر آب در فشار اتمسفر به جوش آيد بخار حاصل از آن نيز همان فشار آتمسفر را خواهد داشت. ثانياً قبل از اينكه تمام آب به بخار تبديل شود درجه حرارت آن هيچگونه تغييري نخواهد نمود اگر چه حرارت دريافت مي‌دارد كه چون محسوس نمي‌باشد به حرارت نهان موسوم است. حرارت

نهان آب در فشار آتمسفر بمراتب از حرارت محسوس آن زيادتر است به عنوان مثال يك گرم آب در فشار آتمسفر براي افزايش دما از صفر تاC0 100، 100 كالري حرارت محسوس دريافت مي‌دارد در حاليكه همين مقدار آب براي تبديل به بخار، 539 كالري حرارت لازم دارد. بخاري كه به اين ترتيب ايجاد مي‌شود معمولاً مقداري قطرات ريز آب كه هنوز حرارت نهان كافي دريافت نكرده اند همراه

دارد كه آن را بخار مرطوب مي‌نامند. بخار مرطوب چون به پره‌هاي توربين صدمه مي‌‌رند قابل استفاده در آن نيست و اصولاً حد مجاز رطوبت بخار در توربين نبايد از 10/1 تجاوز نمايد.
با حرارت دادن بخار مرطوب، بخار اشباع ايجاد مي‌شود كه حرارت نهان كافي دريافت داشته و از حرارت، اشباع گشته است. از اين مرحله به بعد افزايش حرارت سبب بالا رفتن دماي بخار مي‌شود كه به آن بخار داغ يا سوپرهيت گويند. اين همان بخاري است كه در توربين قابل استفاده مي‌باشد زيرا اگر بخار سوپرهيت نشود با انبساط و انجام كار آن در طبقات مختلف توربين، درجه حرارت و فشار آن افت مي‌كند و به مرز اشباع نزديك مي‌شود كه اگر چنين بخاري وارد مرحله بعدي توربين شود خطر تشكيل قطرات آب بر روي پره‌هاي آن مي‌رود. اين قطرات آب كه دماي كمتري دارند به قسمتهاي خيلي گرم پره توربين برخورد نموده و در آنها تنشهاي حرارتي شديدي ايجاد مي‌كنند. اين مسئله مخصوصاً در توربين فشار متوسط (ip) مهم است. چون بخاري خروجي از طبقه فشار

قوي توربين (HP) در آستانه اشباع قرار دارد ( د رمورد نيروگاه نكاء فشار atm 50 و درجه حرارت حدود c0 350 است )، اما در توربين LP چون افت فشار زياد است نقطه جوش به اندازه كافي پائين مي‌آيد كه بخار به حالت اشباع نزديك نباشد.
در منحني زير تغييرات دماي آب بر حسب حرارت ديده مي‌شود. بايد توجه نمود كه شيب خط CD زيادتر از AB است كه مفهوم اين مي‌باشد كه يك گرم بخار نسبت به آب براي افزايش دما احتياج به حرارت كمتري دارد.

اگر فشار تغيير كند درجه حرارت جوش و نيز ميزان حرارت نهان و محسوس نيز تغيير مي‌نمايد. بدي

ن ترتيب كه با افزايش فشار، نقطه جوش و مقدار حرارت محسوس بالا مي‌روند در حاليكه ميزان حرارت نهان كاهش مي‌باشد ولي در هر صورت مجموع حرارت نهان و محسوس ثابت باقي خواهد بود. در جدول زير، نقطه جوش آب را در چند فشار مختلف مي‌توان ديد :
5/57 35 7 8/2 2/2 7/1 25/1 1 7/0 P(atm)
282 7/241 3/164 142 126 116 109 100 39 نقطه جوشc0

اگر افزايش فشار همچنان ادامه يابد تا به 2kg/cm 225 برسد آب جوشان بدون دريافت حرارت نهان به بخار اشباع تبديل مي‌شود. اين فشار را فشار بحراني و فشارهاي بالاتر از آن را فوق بحراني گويند. نيروگاه نكاء همواره زير نقطه بحراني كار مي‌كند اگر چه در حداكثر بار خود فشار بويلر به آستانه بحراني نزديك مي‌شود. در منحني زير را رابطه افزايش را بر منحني تغييرات آب مي‌توان مشاهده نمود.

پس از اين آشنايي مقدماتي با تغيير حالت آب بر اثر حرارت و فشار،تشكيل آب و بخار آب را در نيروگاه حرارتي نكاء كه داراي 4 واحد M.W 204 است مورد بررسي قرار مي‌دهيم.

سيكل نيروگاه و نمودار درجه حرارت – آنتروپي (TS)
بسياري از نيروگاهها از جمله نيروگاههاي بخار در يك سيكل كار مي‌كند. يعني سيال فعال يك رشته فرايندها را طي مي‌كند و در نهايت به حالت اوليه باز مي‌گردد. در ساير نيروگاهها از قبيل موتورهاي احتراق داخلي و توربين گاز، اگرچه ممكن است موتور خود يك سيكل مكانيكي را طي كند ولي سيال فعال يك سيكل ترموديناميكي را نخواهد پيمود. در اين حالت، سيال فعال در خاتمه تركيبي متفاوت يا حالتي متفاوت با لحظه شروع سيكل خواهد داشت. چنين تجهيزاتي در سيكل باز، كار مي‌كنند در حاليكه نيروگاههاي بخار در يك سيكل بسته هستند.
سيكل ايده آل براي يك نيروگاه ساده. بخار، سيكل را نگين است.

فرايندهاي تشكيل دهنده سيكل ايده آل عبارتند از :
2-1 فرايند پمپ كردن آديا باتيك بازگشت پذير در پمپ
3-2 فرايند انتقال حرارت فشار – ثابت در ديگ بخار
4-3 فرايند انبساط آديا باتيك بازگشت پذير در توربين ( يا ساير محركها از قبيل موتور بخار)
1-4 فرايند انتقال حرارت فشار – ثابت در چگالنده
( (PH – PL)/ PH ) – (qH / (wr - wP ) = كارايي حرارتي
هدف ما داشتن راندمان بالا است و بطور خلاصه در چند مورد مي توان به اين هدف دست يافت، از جمله:
- پايين آوردن فشار خروجي.

- افزايش فشار در طي افزودن حرارت. اين امر مي‌تواند موجب افزايش محتوي رطوبت بخار آب در طبقات انتهايي توربين فشار پايين گردد. لذا سيكل گرمايش مجدد (REHEATER) به سبب اين مزيت ابداع شده كه كارايي سيكل را در فشارهاي بالاتر، افزايش دهد و از رطوبت زياد در طبقات فشار پايين توربين جلوگيري مي‌كند.
- مافوق گرم (سوپرهيت) كردن بخار ورودي به توربين.
- استفاده از سيكل بازياب در نيروگاه. براي گرم كردن آب تغذيه. زيركشهاي بخار در توربين‌هاي IP و LP تعبيه شده است. گرمكن‌ها از دو نوع باز و بسته تشكيل مي‌شوند كه مزيت‌ گرمكن باز آب تغذيه در مقايسه با گرمكن بسته آب تغذيه، اين است كه هزينه، آن كمتر و مشخصه‌هاي انتقال حرارت آن بهتر است. عيب اين نوع گرمكن آن است كه براي انتقال آب تغذيه بين گرمكن‌ها بايد از پمپ استفاده شود. در بسياري از نيروگاهها از تعدادي مراحل برداشت بخار (بندرت بيشتر از پنج مرحله) استفاده مي‌شود.

در نيروگاه حرارتي نكاء همين فرايندها صورت مي‌گيرد. براي آشنايي بهتر با سيكل آب و بخار نيروگاه كه در نقشه‌هاي (027، 026، 025، 024، 023) – 050 – NEK و 001 – 020 –NEK نشان داده شده است را بررسي مي‌كنيم.
نقشه 026-050- NEK مربوط به سيستم آب تغذيه.
نقشه 001-020- NEK مربوط به بويلر (كوره احتراق).
نقشه 023 – 050 – NEK مربوط به توربين و بخار ورودي به آن.
نقشه 025- 050- NEK مربوط به سيستم كندانسيت (بخار تقطير شده در كندانسور).
نقشه 024 – 050- NEK مربوط به بخارهاي استخراجي از توربين يا اكستراكشن‌ها.
نقشه 027-050- NEK مربوط به تخليه آبهاي تقطيري (درين‌ها Drain).

بلوك دياگرام زير مسير بسته آب و بخار مورد بحث را نشان مي‌دهد.

سيستم آب تغذيه بويلر
نقشه مرجع : 026-050- NEK
از قسمتهاي مختلف اين سيستم مي‌توان به تانك تغذيه (Feed water tank)، پمپ تغذيه توربيني، دو پمپ تغذيه الكتريكي و دو هيتر فشار قوي اشاره كرد. همانطور كه در دياگرام ديده مي‌شود.
آب سيكل به كمك پمپهاي تغذيه با فشار زياد وارد هيترها و فشار قوي يا باي پس ـ ميانگذر ـ آنها شده و بالاخره وارد اكونومايزر مي‌شود. كه در آخرين مرحله وارد سوپرهيترها شده و با دودهاي خروجي از بويلر گرمتر مي‌گردد.

تشريح سيستم
براي اينكه راندمان سيستم افزايش يابد آب كندانسيت در طول مسير هيترهاي مختلفي مي‌گذرد. اين آب پس از خروج از هيتر A4 (LP HATER – A4) در حاليكه درجه حرارت آن تا مقدار C0 166 بالا رفته به تانك تغذيه (FEED WATER TANK) كه بزرگترين تانك نيروگاه است ـ غير

از تانكهاي سوخت ـ وارد مي‌شود. اين تانك كه در ارتفاع حدود m 25 نصب شده ـ اين ارتفاع براي تامين NPSH پمپ بوستر مي‌باشد ـ داراي مشخصات زير است:

مشخصات تانك تغذيه
مشخصات تانك مشخصات بخار ورودي به آن (N.W 440)
ظرفيت m 244 فشار بخار تانك Kg/cm2 3/14
طول m 45 فشار بخار ورودي Kg/cm2 49/13

ارتفاع m 6/3 فلوي بخار ورودي t/h 67/44
حداكثر ارتفاع آب m 3 درجه حرارت بخار ورودي C0 353
حداكثر فشار قابل تحمل Kg/cm2 16

تانك تغذيه براي تامين سه هدف زير پيش بيني شده است:
1- عمل گرم كردن آب تغذيه (هيتر پنجم ـ FEED WATER TANK-)
2- عمل هواگيري و استخراج اكسيژن (دي يره كردن)
3- عمل ذخيره‌سازي آب سيكل
آب كندانسيت پس از ورود به داخل تانك تغذيه با بخاري كه از طبقه توربين IP منشعب مي‌شود (مسير 52 RH) تا C0 4/192 گرم مي‌شود. در اينجا برخلاف هيترهاي ديگر آب و بخار در تماس مستقيم با هم هستند يعني اينكه لوله‌هاي بخار كاملاً وارد آب مي‌شوند و بخار از درون آب مي‌جوشد و به فضاي بالاي آن وارد مي‌گردد.
عمل اكسيژن‌گيري به دو صورت مكانيكي و شيميايي صورت مي‌گيرد. در حالت مكانيكي آب ورودي به تانك بصورت دوش در آن پاشيده مي‌شود و مولكولهاي آب در برخورد با بخار بالاي تانك تغذيه منبسط شده و اكسيژن كه سبكتر از آب است در بالا قرار مي‌گيرد ونت (هواگيري) مي‌شود. طريقفه شيميايي استخراج اكسيژن باشيد از بين (N3H2) صورت مي‌گيرد.
در مورد ذخيره‌سازي تانك تغذيه داده مي‌شد در هر زماني كه پمپهاي كندانسيت تريپ مي‌كردند پمپهاي تغذيه نيز تريپ مي‌نمودند. در حاليكه تانك تغذيه از اين عمل جلوگيري كرده و در صورت چنين اتفاقي قادر خواهد بود كه تا 20 دقيقه آب سيكل را براي بارهاي كم تامين نمايد.
سه پمپ كه يكي از آنها با ظرفيت 100% بوده و به كمك يك توربين كوچك مي‌گردد ـ بخار اين توربين از IP و يا از خط بخار كمكي تامين مي‌شود ـ و دو پمپ كه هر كدام با يك موتور الكتريكي مي‌گردند و ظرفيت 50% را دارند ، آب تانك تغذيه را به بويلر پمپ مي‌نمايند. هر كدام از اين پمپها از دو قسمت بوستر و اصلي تشكيل شده‌اند. پمپهاي بوستر وظيفه تامين NPSH پمپهاي اصلي را بعهده دارند. NPSH پمپهاي بوستر از فشار آب داخل تانك تغذيه كه حدود atm 13 است و همچنين از طريق ارتفاع نصب تامين مي‌گردد.
ميزان پمپاژ پمپ توربين (B F P T) بستگي به دور توربين دارد كه متناسب با بخار ورودي آن است. در اين پمپ، پمپ اصلي مستقيماً به توربين وصل است در حاليكه پمپ بوستر از طريق يك جعبه دنده كاهنده به آن كوپل مي‌شود. اصولاً پمپهاي بوستر براي جلوگيري از پديده‌ گاونتاسيون با سرعت كم كار مي‌كنند. در پمپهاي الكتريكي كه موتورشان با دور ثابت RPM 1500 مي‌گردد، پمپ بوستر مستقيماً به موتور وصل است در حاليكه پمپ اصلي از طريق يك جعبه‌دنده هيدروليكي به موتور اتصال مي‌يابد، بنابراين دور پمپ اصلي با ميزان روغن داخل اين جعبه‌دنده تغيير مي‌يابد. پمپ اصلي توربيني 5 مرحله‌اي و پمپ اصلي الكتريكي 6 مرحله‌اي بوده در حاليكه پمپ‌هاي بوسترشان دقيقاً با هم يكسان بوده و داراي يك مرحله دوبله مي‌باشد.
جداول صفحه بعد مشخصات اين پمپها را نشان ‌مي‌دهد.
در شروع راه‌اندازي كه هنوز بخار نداريم از يكي از پمپهاي الكتريكي استفاده مي‌كنيم در عين اينكه اين پمپها به صورت يدك پمپ توربيني و يدك براي هم نيز مي‌باشند. بايد توجه داشت كه پمپهاي تغذيه الكتريكي بزرگترين مصرف‌كننده داخلي نيروگاه بوده بطوريكه هر پمپ در بار عامل M.W 9 .

مشخصات پمپ تغذيه توربيني (B F P T)

مشخصات توربين پمپ دور پمپ RPM فشار Kg/cm2 حداقل ظرفيت t/h ظرفيت نرمال t/h
قدرت توربين M.V2/13
1812
6/22
320
1700-370 پمپ بوستر

دور توربين 5200-2150
دبي بخار ورودي t/h 98/63
5200
280
320
1700-370 پمپ اصلي
فشار بخار ورودي Kg/cm21364
درجه حرارت بخار C0 359

مشخصات پمپ تغذيه الكتريكي (B F P T)
مشخصات موتور دورRPM فشار Kg/cm2 حداقل دبي t/h تغييرات دبي t/h دبي نرمال t/h
قدرت موتور M.V2/13 1490 7/20 190 750-190 819 پمپ بوستر
ولتاژ موتور K.V 6
دور موتور RPM1500 1200 الي 4750 5/268 190 1190-295 705 پمپ اصلي
Hz 50 3

مصرف دارد بنابراين با بكار انداختن پمپ توربيني راندمان نيروگاه بالا خواهد رفت. قبل از بوستر پمپها سه والو ايزوله كننده دستي قرار دارند كه طبعاً در هنگام كار بايد باز باشند و در حالت باز بودن قفل گردند.
والوهاي RL 11/12/13 soll از نوع فشار شكن بوده كه اگر بر اثر اشتباهي والوهاي ايزوله كننده بسته بودند و يا والوهاي يك طرفه بعد از پمپ اصلي نشتي داشتند، ورودي بوستر پمپ را از افزايش فشار محافظت نمايند. بعد از پمپ بوستر يك فيلتر وجود دارد كه در صورت كثيف شدن آن اختلاف فشار سنج RL23oo5 كه فشار قبل و بعد از فيلتر را مي‌سنجد اعلام خطر مي‌كند. (كثيف

شدن اين فيلتر در فواصل زماني زياد ممكن است اتفاق افتد). غير از خروجي پمپهاي اصلي دو انشعاب ديگر نيز از آنها گرفته مي‌شود، يكي از اين انشعابات يعني خط RL 81/82/83كه به تانك تغذيه برگشت داده مي‌شود. خط بالانس كننده است كه نيروي عكس‌العملي پمپ را خنثي مي‌سازد نافشار محوري را كاهش دهد. زماني كه فشار خط بالانس كننده ازatm3 نسبت به

مكش پمپ زيادتر شود والوي اطمينان RL 81/82/83Soo4 باز كرده و افزايش فشار را به ورودي پمپ انتقال مي‌دهند. والرهاي فشارشكن RL 81/82/83Soo1 براي ارتباط خط بالانسينگ با فشار حدود atm24 به تانك تغذيه با فشار atm 13 تعبيه گشته‌اند.
انشعاب ديگر پس از مرحلة سوّم پمپ‌هاي اصلي گرفته مي‌شود. اين انشعاب از طريق خط R

L 71 آب اسپري را براي باي پس فشار قوي تأمين مي‌كند. زماني كه توربين تريپ مي‌كند، بخار سوپرهيت به جاي وارد شدن به توربين HP، وارد خط گرمايشي سرد (Cold Reheat) مي‌گردد و براي اينكه درجه حرارت آن به ميزان درجه حرارت قابل تحمل خط كلدرهيت پائين آيد (حدود c

0 350) به آن آب اسپري مي‌شود؛ به اين منظور كنترل والوهاي هيدروليكي RL 71soll ، RL 71So10 از درجه حرارت خط كلدرهيت فرمان مي‌گيرند و متناسب با آن دبي آب اسپري را تنظيم مي‌كنند.
خط حداقل جريان RL 85/86/87 كه از طريق والو كاهندة فشار به تانك تغذيه وصل مي‌شود همانطوريكه قبلاً گفته شد براي حفاظت پمپ‌هاي تغذيه از گرم شدن بوده و از فلومتر RL 31/32/33 Foo4 فرمان مي‌گيرد. در حالتيكه پمپ تغذيه الكتريكي خاموش باشد فلومتر مزبور فلوري صفر را به تابلوي محلي مي‌دهد كه والو خط حداقل را باز نگه دارد (توسط موتور مغناطيسي) و هنگاميكه پمپ استارت مي‌شود تابلوي t/h 145 والو مزبور كماكان باز باقي مي‌ماند امّا در فلوي بيش از t/h 165 مي‌بندد. حداكثر فلوي خط حداقل t/h190 است. در پمپ توربيني زمانيكه كه فلوي خط اصلي به t/h450 برسد، والو حداقل جريان آن مي‌بندد و ظرفيتي برابر با t/h 420 دارد.
خروجي هر سه پمپ به لوله اصلي RL40 مي‌ريزد و از آنجا با والو موتوري RL40Soo1 دبي ورودي به هيتر كنترل مي‌شود. در بارهاي كم و در شروع راه‌اندازي واحد والو اصلي RL 40Sool بسته خواهد بود و به جاي آن والو پنوماتيكي RL40Soo1 كه باي پس والو اصلي است تا بار 35% كنترل آب سيكل را به عهده مي‌گيرد؛ زيرا با تغيير دور پمپ تغذيه نمي‌توان دبي را از مقدار معيني كمتر نمود چون سرعت پمپ از حدّ معيني نمي‌تواند پائين‌تر آيد. كنترل والد RL 40Soo2 فشار خروجي پمپ اصلي را حدود atm 100 نگه مي‌دارد و فرمان خود را از كنترل كنندة آب تغذيه مي‌گيرد

. پس از اينكه بار به 35% رسيد والو اصلي RLSoo1 شروع به باز شدن مي‌كند و كنترل بار با تغيير دور توربين و يا تغيير روغن جعبه دندة هيدروليكي صورت مي‌گيرد.
هيترهاي A6 و A7 از نوع فشار قوي بود، بترتيب از تعداد 483 و 742 عدد لوله U شكل تشكيل شده‌اند و حداكثر c0 80 دماي آب سيكل را بالا مي‌برند بخار هيتر A6 از توربين IP وبخار هيت

ر A7 از خط گرمايش سرد (كلدرهيت) تأمين مي‌شود به اين علت اگر توربين تريپ كند هيتر A7 كماكان در مدار باقي خواهدماند. خط RL41 باي پس اين هيترها بوده كه در صورت بروز اشكالي در آنها وارد مي‌شود. دو الو پيستوني RL40S003 و RL46S001 كه از نوع سريع بند هستند مدار باي پس را وارد سيستم مي‌كنند. اين والوها توسط پايلوت والو كوچك RL40S011 فعال مي‌شوند به اين ترتيب كه با باز شدن پايلوت والو فشار پشت پيستونهاي والوهاي اصلي مي‌افتد و هيترها باي پس مي‌شوند. براي دوباره به مدار آوردن هيترها كافي است كه والودستي RL46Soll و RL46So12 را باز نمود. در صورت باي شدن هيترها چون كماكان ورود بخار در آنها وجود خواهد داشت ممك

ن است كه آب محبوس شده را تابخير نموده و فشار آن بالا رود لذا والو يك طرفه RL40So13 (در طرفين والو اصلي RL46Soo1) وظيفة تعادل فشار را در اين حالت بر عهده دارد. آب خروجي از هيتر A7 با دماي حدود c0 266 وارد اكونامايزر و سپس بويلر مي شود.
از خط RL 61 آب اسپري براي كنترل درجه حرارت در سوپرهيترها تأمين مي‌شود. البته بايد توجه داشت اگه كنترل اصلي درجه حرارت با سوخت و دبي آب بويلر صورت مي‌گيرد امّا براي كنترل دقيق‌تر آن در سوپرهيترها از آب استفاده مي‌شود كه كلاً در 10 نقطه آن اسپري مي‌شود به عبارت ديگر آب اسپري شونده اثر انحرافات سوخت و آب تغذيه را حذف مي‌نمايد. چون در بارهاي كمتر از 35% والو RL40Soo2 عمل كنترل را به عهده دارد و از آنجائيكه اين والو افت فشار زيادي ايجاد مي‌كند در اين حالت نمي‌توان آب اسپري شونده را از خط RL61 گرفت به اين دليل خط RL 60 كه قبل از والو RL40soo2 انشعاب مي‌يابد آب اسپري شونده را تأمين مي‌كند والو RL60Soo1 با بازشدن والو RL40soo1 مي‌بندد و آب اسپري از خط RL61 گرفته مي‌شود. اما اينكه چرا همواره از اين نقطه آب اسپري كننده را نمي‌گيريم بخاطر پائين بودن درجة حرارت در اين نقطه است كه باعث تنش‌هاي حرارتي در سوپرهيترها مي‌شود. جريان آب اسپري معمولاً از حدود 6% بار بويلر نبايد

تجاوز كند چون اگر مقدار آن خيلي زياد باشد دريچه‌هاي كنترل والوها كاملاً باز بوده و در صورت ازدياد درجة حرارت، هيچ آب اضافي ديگري پاشيده نمي‌شود. از طرف ديگر اگر جريان پاشش خيلي كم باشد ممكن است افت درجه حرارت غيرقابل كنترل باشد. به اين دلايل ميزان آب اسپري شونده با نسبت آب بويلر و سوخت كنترل مي‌شود. در ابتداي راه‌اندازي توربين مجموعاً t/h 25 آب اسپري خواهيم داشت ولي پس از آن؛ اين مقدار تا حدود زيادي كاهش مي‌يابد.
سيستم كنترل آب تغذيه :

بر روي تانك تغذيه (فيدواترتانك) سه كنترل كنندة سطح وجود دارد (رجوع شود به نقشة Nek – 050 – 025). سيگنالهاي حاصل از اين سطح سنجها با فلوي وارد به تانك تغذيه كه فلومتر RM60F001 اندازه‌گيري مي‌شود و همچنين بافلوي پمپهاي تغذيه با هم مقايسه مي‌شوند و به عنوان سيگنال كنترل‌كننده به والو RM50Soo1 فرمان مي‌دهند.
اگر دو تا از سه سطح سنج LICSAt / RL10L003/4/5 افزايش سطح را نشان دهند سيگنال

حاصل با سيگمال اختلاف دبي مقايسه و فرمان مناسب به والو RM50S001 داده مي‌شود. اگر افزايش سطح از حد بالاتر رود. والو RU20S002 (نقشة Nek – 050-027) در مسير تانك راه‌اندازي به سمت دريا باز مي‌شود اگر سطح‌سنجها سيگنال منفي بفرستند كه نشانة پائين رفتن سطح است والو RM50S001 باز مي‌شود و اگر سطح از حدّ مجاز پائين‌تر رود پمپ‌هاي تغذيه تريپ خواهند كرد تا تانك تغذيه بدون آب نباشد. لازم به تذكّر است زمانيكه توربين كار نمي‌كند سطح تانك تغذي

ه بايد پائين‌تر باشد زيرا در اين هنگام چون آب سيكل خنك‌تر است. بخار زيادتري مورد احتياج مي‌باشد كه اين بخار زيادتر ايجاد حباب مي‌كند و سطح را به طور مصنوعي بالا مي‌برد و سطح سنجها را دچار اشتباه مي‌كند به همين دليل به هنگام تريپ توربين نقطة تنظيم سطح‌سنجها بطور اتوماتيك پائين آورده مي‌شود، ضمن اينكه بالا بودن سطح آب سبب مي‌شود كه دوشهاي ورودي عمل هواگيري را بطور درستي انجام ندهند.
فولي خروجي از تانك تغذيه تعيين كنندة بار توربين خواهد بود بنابراين با كنترل اين فلو ما قادر خواهيم بود كه بار توربين را كنترل كنيم و يا تغيير دهيم. همانطوريكه قبلاً ذكر گرديد تا زير بار 35% كنترل آب تغذيه توسط والو RL 40Soo2 صورت مي‌گيرد ولي در بارهاي بالاتر از t/h 500 كه حداقل بار بويلر است عمل كنترل با سرعت پمپهاي تغذيه و والو RL40Soo1 صورت مي‌گيرد. فرمان تغيير دور پمپها از كنترل اصلي آب تغذيه (Feed water control) مي‌آيد، بدين ترتيب كه از طريق كنترل‌كنندة بار واحد( (Unit load control – فرمان تغيير بار به سوخت و كنترل كنندة آب تغذيه صادر مي‌شود در مورد سوخت ابتدا هواي احتراق و سپس به تبعيت از آن سوخت تغيير مي‌نمايد. با تغيير سوخت شرايط بخار از نظر درجه حرارت و فشار و فول تغيير مي‌يابد كه اين تغييرات در خروجي بويلر در خطوط RA11 و RA12 (نقشة Nek – 050 – 023) و همچنين در داخل بويلر اندازه‌گيري مي‌شوند و با فرمان تغيير بار مقايسه مي‌گردند و اختلاف آنها به پمپهاي تغذيه اعمال كه در مورد پمپ توربيني دريچه بخار ورودي به آن باز يا بسته مي‌شود و در مورد پمپ الكتريكي ميزان روغن درون جعبه دندة هيدروليكي تغيير مي‌كند؛ اين عمل به طور زنجيره‌اي آنقدر ادامه مي‌يابد تا شرايط بخار به حالت مطلوب برسد.
سيستم بويلر (كوره احتراق)
نقشه مرجع: 001-020- NEK

تشريح سيستم
سيستم بويلر از سه قسمت كلي تشكيل شده كه شامل فاز يك، قسمت مياني و فاز دو

مي‌باشد.
در فاز يك دو سري لوله وجود دارد. سري اول كه از قسمت تحتاني فاز يك شروع مي‌شود، شامل لوله‌هاي مارپيچي (HELICAL TUBING) تخت با شيب 15 درجه كه چهار طرف اطاق احتراق را دور زده و از آن بالاتر مي‌روند و سري دوم شامل لوله‌هاي عمودي و قائم (VERTICAL TUBING) مي‌باشند. در كف اوپراتور كه همان اطاق احتراق است در دو رديف هفت‌تايي شكل‌‌ها قرار گرفته‌اند. ابعاد كف فاز يك 85/7 × 18 متر مي‌باشد.
قسمت مياني فاز يك و دو را كه محل اتصال دو فاز مي‌باشد، ‌لترال (LATRERAL PASS)مي‌ن

امند. در فاز دو سوپر هيترهاي 1تا4، ‌رهيتر يك و دو و همچنين اكونومايزرهاي يك و دو قرار دارند.
آب پس از اينكه در پيش گرمكنها تا حدود c 264 گرم شده، وارد اكونومايزر مي‌شود. اكونومايزر شامل دو قسمت ECO1 و ECO2 مي‌باشد كه ميزان فشردگي لوله‌هاي ECO1 بيشتر است. در اينجا دود آخرين انرژي خود را به آب خروجي از هيتر 7 مي‌دهد و دماي آن‌را بالا مي‌برد. بايد توجه داشت كه براي جلوگيري از خوردگي پيش گرمكن‌هاي دوار، ‌درجه حرارت دود را نمي‌توان پايين آورد.
آب در مسير لوله‌ها پس از Eco2 به سمت اوپراتور روانه مي‌شود تا در لوله‌‌هاي مارپيچ شكل آن گرمتر شود. در خروجي اطاق احتراق ممكن است مخلوطي از آب و بخار با هم وجود داشته‌ باشند كه بايد آب را از بخار جدا كرد،‌لذا از جداكننده آب و بخار (Seprator) استفاده مي‌شود. سپراتور طوري طراحي شده كه مخلوطي از آب و بخار در
آن حالت گردابي و دوراني مي‌يابند و در اثر نيروي گريز از مركز طراحي شده كه مخلوط آب و بخار جدا شده به بيرون روانه مي‌شوند. اين آب از مسير 10 NB وارد فلاش تانك مي‌شود.
همچنين در شروع راه‌ اندازي و نيز در بارهاي كمتر از 35% ،‌ در اواپراتور مخلوط آب و بخار با هم وجود دارند كه آب در سپراتور از بخار جدا شده « مجدداً» به سيكل بر مي‌گردد.
آب جدا شده در سپراتور،‌در استارت آپ و وزل(start up vessel) جمع شده و از آنجا از طريق دو كنترل والو 011 و 010 s 10 NB‌وارد فلاش تانك (FLASH TANK)‌مي‌شود. و در اين تانك كه ب

ه هواي آزاد ( اتمسفر)‌راه دارد فشار آن تا مقدار فشار اتمسفر تنزل مي‌نمايد و در نتيجه مقداري از آن تبخير مي‌شود.
كنترل سطح استارت وزن توسط دو والو بزرگ و كوچك كه در بالا گفته شد صورت مي‌گيرد. هر كدام از اين والوها چون تحت فشار زياد كار مي‌كنند، ‌مجهز به والوهاي ايزوله‌ كننده موتوري 003 s 10 NB و 012 S 10‌NB مي‌باشند تا به هنگام خارج بودن از مدار توسط آنها تحت فشار زياد قرار نگيرند.
در فشارهاي پايين‌تر از atm 30 به علت پايين بودن فشار،‌يك والو كنترل به تنهايي قادر به تخليه استارت آپ و وزل نمي‌باشد و بالاجبار هر دو والو باز خواهند بود. ولي در فشار بالاتر اين محد

وديت بر طرف گشته و فقط والو بزرگ 010 s 10NB عمل كنترل سطح را به عهده دارد. در بارهاي بالاتر از 35% كه بويلر به صورت بنسون (Banson)‌ و يك مسيره (once through)‌ كار مي‌كند. تقريباً آبي در سپراتور داخل نمي‌شود و تلفات آب در فلاش تانك نخواهيم داشت.
مخلوط آب و بخار پس از اينكه از اوپراتور وارد لترال پس كه محل اتصال فاز يك به فاز دو مي‌باشد و از لوله‌هايي كه به صورت عمودي و افقي – حلقه‌هاي مستطيل وار – نصب شده‌اند، ‌عبور مي‌كند و به سپراتور هدايت شده و از آنجا بخار اشباع به فاز دو مي‌رود.
در فاز دو بخار اشباع ابتدا وارد سوپرهيتر يك(sH1)‌شده،‌ سوپرهيتر يك از لوله‌هاي عمودي تشكيل شده كه از ديواره فاز دو پايين مي‌روند- سپس خروجي آن وارد سوپر هيتر دو (SH2)‌ ،‌سوپر هيتر سه (SH3) و سرانجام سوپر هيتر چهار (SH4) مي‌گردد و از آنجا در حاليكه درجه حرارت آن c‌ 530 و فشارش متناسب با بار توربين است، خارج مي‌شود.
در پائين‌ترين نقطه،‌فاز دو،‌اكونومايزر قرار دارد. همان‌طوري‌كه قبلاً گفته شد اكونومايزر از دو قسمت ECO1 و Eco2 تشكيل شده كه روي‌ هم قرار دارند. ECO1 از لوله‌هايي نازك با فشردگي بيشتر نسبت به Eco2طراحي شده است.
كار اكونومايزر گرم كردن اوليه آب خروجي از هيتر هفت(Hp- HEATER-A7) و هدايت آن به فاز يك بويلر مي‌باشد.

لوله‌هاي گرمايش مجدد كه از توربين فشار قوي HP خارج شده‌اند وارد رهيتر (REHEATER)‌كه در فاز دو قرار دارد،‌مي‌شوند. رهيتر از دو قسمت RH1 وRH2 تشكيل شده است.
رهيتر يك خود شامل دو قسمت ديگر 1a RH وb 1 RH‌ مي‌باشدكه لوله‌هاي سوپرهيتر دو
) 2 SH) مابين آنها قرار دارند. همچنين لوله‌هاي سوپرهيتر سه ( 3SH ) بين1 RH و 2 RH‌واقع شده‌اند.
بخار خروجي از توربين HP‌ كه افت دمايي و افت فشار يافته است. در بويلر مجدداً به دماي اوليه خود مي‌رسد ولي فشار آن افزايش نمي‌يابد. بخار پس از خروج از رهيتر دو(2RH ) با درجه حرارت c 530‌به سمت توربين Ip‌ روانه مي‌شود. اين عمل به خاطر اين است كه اگر بخار خروجي از ت

وربين Hp‌مجدد گرم نشود بر اثر انجام كار در توربين Ip به صورت اشباع در آمده و براي پره‌هاي توربين مضر است.
براي اين‌كه دماي بخار ورودي به توربين تنظيم گردد، ‌در مسير آب پاشهايي (Desuper Heaters)‌قرار دارند تا اين كنترل دمايي را انجام دهند.

گاز خروجي از كوره پس از گرم كردن آب ورودي به بويلر در اكونومايزر (Economizer)‌ وارد قسمت گرمكن هواي ورودي به مشعل مي‌شود. در اين قسمت هوايي كه قبلاً توسط بخار كمكي مسير 40‌RQ‌ در نقشه 023- 050- NLK مقداري گرم شده بود، ‌مجدداً گرمتر مي‌گردد.
سيستم ايرپري هيتر(AIRPREHEATER)‌ از يك استوانه، شيار دار بزرگ كه داخل يك استوانه ديگر قرار دارد تشكيل شده است. شيارها در استوانه مركزي به صورت پره‌هاي لبه لبه‌دار طراحي شده‌اند. اين استوانه روي مركز قاعده، خود مي‌گردد. استوانه در حال چرخش از يك طرف با دود خروجي از بويلر و از طرف ديگر با هوايي كه قرار است وارد سر مشعل‌ها شود در تماس است. بدين صورت همواره يك طرف استوانه توسط

سيستم توربين و بخار

نقشه مرجع 023-050-NEK
تشريح سيستم
سيستم بخار از توربينهاي فشار قوي (Hp)‌، فشار قوي(HP) ، فشار ضعيف(LP) ، باي پس‌هاي فشار قوي و ضعيف و سيستم بخار كمكي تشكيل شده است. بخار خروجي از سوپرهيترها با درجه حرارتي برابر با C 530 و فشاري متناسب با بار توربين ( atm 185 در M.W 440

) وارد توربين HR‌ مي‌شود. خروجي توربين HP به بويلر فرستاده مي‌شود تا در قسمت گرمايش مجدد( -Reheateرهيتر ) سوپرهيت گردد. بخار خارج شده از رهيتر به توربين IP‌ باز ميگردد كه پس از انجام كار در آن وارد توربين LP‌ گشته و سرانجام وارد كندانسور مي‌شود. فلوگراف زير مسير بخار را در اين مرحله نشان مي‌دهند.

بخار خروجي از سوپرهيترها از طريق 2 لوله،‌12/11 RA‌ وارد توربين HP مي‌‌شود و از دو طرف متقابل جانبي وارد توربين مي‌گردد تا از عدم تعادل آن جلوگيري شود. بر روي هر يك از اين دو مسير ثابت‌كننده‌هاي فشار، درجه حرارت و دبي به طور سه گانه نصب شده‌اند تا شرايط بخار زنده را به اطاق‌ فرمان گزارش دهند. قبل از توربين HP‌ دو والوهيدروليكي متوقف كننده، (stop valve)‌ 011 s 11 SA‌ و 021 S 11 SA‌ و 4 كنترل والوهيدروليكي 026 S 11 SA ، 046 S‌11 SA ، 046 S 11 SA و 016 S 11‌SA قرار دارند. در بارهاي كمتر از 35% اين كنترل والوها بخار ورودي به توربين HP را تنظيم مي‌كنند. دربارهاي بالاتر از 35% كه اين كنترل والوها كاملاً باز مي‌شوند،‌كنترل بخار از طريق كنترل سوخت و متعاقب آن كنترل آب تغذيه صورت مي‌گيرد. قبل از استاپ والوها دو والو باي پس فشار قوي 001 S‌12/11 RA‌ قرار دارند كه هدفهاي زير را تأمين مي‌نمايند:

1- در موقع راه اندازي چون درجه حرارت و فشار بخار در حدي نيست كه مجاز باشيم توربين را دور دهيم بخار موجود به وسيله اين والوها به كندانسور هدايت مي‌گردند در نتيجه در توليد آب مقطر صرفه‌جويي مي‌شود.
2- وقتي توربين ترتپ مي‌كند و بويلر در مدار باقي‌ مي‌ماند، بخار موجود از طريق اين دو والو به كندانسور هدايت مي‌گردد. در نتيجه راه اندازي مجدد تسريع مي‌شود.
در شروع راه اندازي براي جلوگيري از تنشهاي حرارتي لازم است كه توربين به آرامي گرم شود، اين والوها كاملاً باز بوده و مقدار كمي از بخار وارد توربين مي‌گردد.
چون بخار باي پس شده وارد خط كلدرهيت)‌گرمايش سرد Cold Reheat) مي‌شود. بايد

شرايط آن با اين خط سازگار باشد به همين علت در محل والو باي پس فشار قوي آب به بخار اسپري مس‌شود تا درجه حرارت آن به مقدار c 350 تنزل نمايد.
- آب اسپري شونده از پمپ‌هاي تغذيه تأمين مي‌شود. – كاهش فشار بخار را والوهاي باي پس انجام مي‌دهند. به اين ترتيب كنترل كننده‌هاي 011 T 12 / 11 Rc‌/ + CA TL‌در صورت افزايش درجه حرارت خط كلدرهيت،‌سيگنالي به كنترل والو آب – اسپري يعني 012/ 011 S 71‌RL و 010 S 71 RL اعمال نمود و آنها را متناسب با افزايش درجه حرارت باز مي‌كنند. همچنين اگر فشار لوله‌ اصلي بخار از حد مجاز بالاتر رود سوئيچ‌هاي فشاري002 P 11 RA /PS و 003/ 002 P 12 RA‌/ PS فرمان باز شدن به والوهاي باي پس مي‌دهند. اين فرمان ممكن است از 011 P 11 RA /PIC‌ و 011 P 12 RA‌/ PIC نيز اعمال گردد.
والوهاي باي پس 001 S 11/ 12 RA‌ به طور معكوس با كنترل والوهاي توربين در رابطه‌اند يعني زماني كه كنترل والوها باز مي‌شوند آنها مي‌بندند و بالعكس خط 20 RA براي متعادل كردن (بالانس گيري) بخار خطوط اصلي به هنگامي كه يكي از والوهاي باي پس قبل از ديگري عمل كند مي‌باشد تا از عدم تعادل در بويلر جلوگيري شود. بخار خروجي از توربين Hp ‌ از طريق دو لوله 12/ 11 Rc مجدداً وارد بويلر مي‌شود. علت اين امر آن است كه بخار خروجي پس از عبور از توربين HP درجه حرارت و فشارش را از دست مي‌دهد و به حالت اشباع مي‌رسد و اگر اين بخار مستقيماً وارد توربين Ip ‌شود خطر تشكيل قطرات آب بر روي پره‌هاي توربين وجود دارد. والوهاي يك طرفه بعد از

توربين HP يعني 001 S 12/11 Rc به اين دليل تعبيه شده‌اند كه در هنگام تريپ توربين ببندند و اجازه ندهند كه بخار باي پس شده وارد آن گردد و آن را در خلاف جهت بگرداند. سوئيچ‌هاي حرارتي 014/ 013/ 012/ T‌11 Rc‌/TS‌براي محافظت خط كلدرهيت تعبيه شده‌اند و در صورت عملكرد 3/2 آنها توربين تريپ مي‌كند. در واقع اگر شرايط طوري باشد كه آب اسپري نتواند درجه حرارت را پايين آورداين حفاظت كننده‌ها وارد عمل مي‌شوند.
بخار خروجي از گرمايش مجدد( رهيتر) از طريق اينترسپتر والوهاي – اين والوها از دور 1000 به با

لا شروع به باز شدن مي‌كنند و بخار وارد توربين IP‌ مي‌شود.- 011/ 021/S ‌ 13 SA‌ وارد توربين وارد توربين Ip‌ و يا طريق خط باي پس وارد كندانسور مي‌گردد. در اين حالت نيز بخار باي پس شده بايد درجه حرارتش تا مقدار مجاز كندانسور پائين آيد اين عمل از طريق آب اسپري شونده از پمپهاي اصلي سيستم كندانسيت صورت مي‌گيرد. والوهاي HP‌ و LP‌ باي پس همزمان با هم كار مي‌كنند يعني وقتي كه Hp باي پس باز مي‌كند به دنبال آن باي پس LP‌ نيز باز خواهد نمود اما در شروع

راه اندازي مي‌توان هر كدام را به صورت مستقل از هم به كار انداخت.
در خروجي رهيتر چهار والو بزرگ حفاظت كننده 001 S‌14/13 RB‌ و 001 S‌16 / 15 RB‌ وجود دارند تا لوله گرمايش گرم ( هات رهيت)‌را از افزايش فشار محافظت نمايند بنابراين چنانچه فشار در اي

ن خط بالا رود اين والوها كه ظرفيت هر كدام h /t‌430 است عمل كرده و بخار را به فضاي آزاد مي‌فرستند. دو تا از اين والوها در فشار 64 باز مي‌كنند. طرز عمل اين والوهاي حفاظت كننده بدين صورت است كه اگر فشار در خط هات رهيت از حد مجاز خود بالاتر رود سوئيچ‌هائي فشار آنرا حس كرده و فرمان به پايلوت والوهاي سولونوئيدهاي اصلي اعمال شده و آنها را باز مي‌كند.
بخار هات رهيت با فشاري حدود atm‌ 49 درجه حرارت C 530ْ يا وارد توربين Ip مي‌شود و يا از خط باي پس عبور مي‌كند. اگر از توربين IP‌عبور كند پس از انجام كار در توربين IP‌وارد توربين دو طرفه LP كه ابعاد آن نسبت به دو طبقه ديگر بزرگتر است مي‌شود و سرانجام وارد كندانسور مي‌گردد. علت دو طرفه بودن توربين LP‌ به خاطر ايجاد توازن و حذف نيروي محوري ( ترانست) است و در همين رابطه بخار ورودي به توربين‌هاي HP و IP‌ نيز در خلاف هم مي‌باشند. علت اين‌كه در توربين LP‌احتياج به گرم كردن بخار نمي‌باشد اين است كه چون فشار توربين LP‌ كم است نقطه جوش آب نيز پائين بوده و از حالت اشباع به اندازه كافي فاصله دارد.
علاوه بر مسيرهاي ذكر شده يك خط بخار كمكي در هر واحد وجود دارد كه مصرف كننده‌هاي زير را تغذيه مي‌كند:

1- پيش گرم‌كنهاي سوخت.
پيش گرمكن‌هاي سوخت براي كم كردن ويگوزيته مازوت به كار مي‌روند تا قابل پمپ شدن باشند.
2- بخار اتميزه كننده مشعل‌هاي سوخت مازوت.
زماني‌ كه سوخت نيروگاه مازوت مي‌باشد بخار اتميزه كننده باعث اشتعال بهتر آن مي‌گردد.
3- پيش گرمكن‌هاي بخاري هوا.
در مورد اين پيش گرمكن‌ها بايد گفت كه هواي مورد نياز احتراق بايد درجه حرارتي حدود C 3

25ْ داشته باشد كه پيش گرمكن‌هاي دوار كه با دود خروجي از بويلر كار مي‌كنند آنرا به اين درجه حرارت مي‌رسانند اما اگر هواي سرد به پيش گرمكن‌هاي دوار برسد چون دود خروجي از بويلر مقداري بخار ( بخار اتميزه كننده) به همراه دارد در تماس با هواي سرد تبديل به شبنم مي‌شوند و بر اثر مواد گوگردي موجود در آن تشكيل اسيد داده و باعث خوردگي پيش گرمكن‌هاي دوار مي‌گردد به اين علت هنگاميكه از سوخت مازوت استفاده مي‌شود هوا را قبل از رسيدن به پيش گرمكن‌هاي دوار در چهار پيش گرمكن‌ بخاري ( steam coil)‌ تا دماي c‌ 90ْ گرم مي‌كنند. در هنگام استفاده از سوخت گاز اگر درجه حرارت بيرون،‌بالاتر از c‌ 35ْ باشد نه تنها اين عمل لازم نيست بلكه بخار اتميزه كننده نيز به كار نمي‌رود.
4-تانك تغذيه .
5-توربين پمپ تغذيه توربيني .
6- تانكهاي سوخت مازوت( مشترك براي هر چهار واحد).
در اين مورد نيز با وارد كردن بخار به كف تانكهاي سوخت و محلهاي خروجي سوخت رواني لازم براي پمپاژ آن تأمين مي‌شود.
7-سيستم گرم كننده نيروگاه ( مشترك براي هر چهار واحد).
براي گرم كردن اطاقها و تأمين حرارت آنها به كار مي‌رود.
8-واحد تصفيه خانه ( مشترك براي هر چهار واحد).
زمانيكه در تصفيه خانه بخواهند آنيون اكسچنجر، كاتيون اكسچنجر و فيلتر ميكسد بد را شستشو دهند به آبي C 40ْ احتياج است كه به كمك بخار كمكي به اين منظور مي‌توان رسيد.
بخار خط كمكي در حالت نرمال از خط كلدرهيت ( گرمايش سرد) گرفته مي‌شود و از طريق سه كنترل والو 002‌s‌30 RQ‌، 001 S 31 RQ‌و 001 S 32 RQ وارد هدر 20 RQ مي‌گردد در جدول صفحه بعد ميزان بخار مجازي كه از خط گرمايش مجدد سرد مي‌توان به اين هدر داد نشان داده شده است.
1470 1200 1000 900 800 700 600 500 جريان بخار خط كلدرهيتt/h
200 190 180 170 160 150 140 130 بخارهاي هدر كمكي t/h

در شروع راه اندازي بخار كمكي مورد نياز بايد از منابع ديگر تأمين مي‌شود. اين منابع مي‌توانند واحدهاي ديگري كه در حال كارند و يا بويلرهاي كمكي باشند. خط سراسري 10 RQ‌همه واحدها را به هم وصل مي‌كند. والو 001 S‌10 RQ‌ كه از اطاق فرمان قابل كنترل است و هم از واحده

اي ديگر بخار مي‌گيرد و هم به واحدهاي ديگر بخار مي‌فرستد. در صورتي كه واحدهاي ديگر قادر به تأمين بخار راه اندازي نباشند آنگاه از سه بويلر كمكي كه ظرفيت هر يك h‌/ t 25 است كمك گرفته مي‌شود. اين بويلرها خيلي سريع استارت مي‌شوند و بخار مورد نياز را تأمين مي‌سازند.
از آنجائيكه بعضي از مصرف كننده‌هاي خط بخار كمكي مثل تانك تغذيه با فشار بخار 46/13 كه به نگام ترتيپ توربين از آن بخار مي‌گيرند و همچنين فشار بخار اتميزه كننده بايد atm‌60/13 ك

ه به هنگام ترتيپ توربين از آن بخار مي‌گيرند و همچنين فشار بخار اتميزه كننده بايد atm‌5/10 باشد ،‌فشار خط بخار كمكي در حد atm‌14 تثبيت مي‌شود كه اين عمل با والوهاي كنترل 001 s‌31 / 32 انجام مي‌گيرد كه فشار خط كلدرهيت را از atm‌6/52 به اين مقدار كاهش مي‌دهند.