پایان نامه بررسی اثرات شرایط محیطی ( فشار ، دما ، رطوبت و … ) بر عملکرد تجهیزات نیروگاه بخار و بررسی تاثیرات آن روی طراحی تجهیزات

چکیده

شرایط جغرافیای و آب و هوایی در ایران که متاسفانه بیشتر کویر و گرم می باشد کمک می نماید که درصد مصرف داخلی واحدهای بهره برداری شده در ایران از حد بالایی برخوردار باشد بر  این اساس جای زیادی برای کاهش مصارف داخلی واحدهای در حال کار برای پرسنل بهره برداری نیروگاههای بخاری جزء توجه به تغییرات دمای هوای محیط و دیگر شرایط محیطی و نیز میزان بار واحد باقی نمی ماند که به عنوان مثال در نیروگاه کازرون با توجه به راه اندازی واحدها و میزان مصارف کم واحد ها روش مورد عمل در نیروگاه کازرون توجه به دمای محیط و استفاده حداقل از فن های خنک کن روغن و ‌آب می باشد و در نیروگاه تبریز اقدامات نیروگاه جهت کاهش مصارف داخلی و کاهش تلفات حرارتی و الکتریکی بصورت برنامه ریزی جهت خارج نمودن فن های برج با توجه به دمای آب خنک کن و تغییرات دمای هوای محیط و کاهش نسبی مصارف الکتریکی می باشد . این پروژه از سه فصل تشکیل شده است که در فصل اول به معرفی تجهیزات نیروگاه بخار می پردازیم و در فصل دوم به بررسی اثرات شرایط محیطی بر عملکرد نیروگاه بخار و در فصل سوم نیز نتیجه گیری از پروژه و ارائه پیشنهادات و راه حلهایی جهت کاهش مصارف داخلی نیروگاه با توجه به فاکتور شرایط محیطی می پردازد .

فصل اول

معرفی تجهیزات نیروگاه بخاری

1 1 مقدمه

نیروگاههای بخاری یکی از مهمترین نیروگاههای حرارتی می باشد که در اکثر کشورها ، از جمله ایران سهم بسیار زیادی را در تولید انرژی الکتریکی بر عهده دارد به طوری که سهم تولید این نیروگاهها بیش از 70% کل تولید انرژی کشورمان ( در سال 1375 ) می باشد . از مهمترین این نیروگاهها در کشورمان می توان به نیروگاههای شهید محمد منتظری اصفهان ، رامین اهواز ، اسلام آباد اطفهان ، طوس مشهد ، بعثت تهران ، شهید منتظر قائم کرج ، تبریز ، بیستون ، کرمانشاه ، مفتح همدان و بندرعباس اشاره نمود ، مشخصات این نیروگاهها به همراه دیگر نیروگاهها بخاری کشورمان را می توان در جدول ( 1 1 ) مشاهده نمود . در این نیروگاهها از منابع انرژی فسیلی از قبیل نفت ، گاز طبیعی ، مازوت و غیره استفاده می شود ، به این ترتیب که از این سوختها جهت تبدیل به انرژی حرارتی استفاده شده و سپس این انرژی به انرژی مکانیکی ، و در مرحله بعد به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد به عبارت دیگر در این نیروگاهها سه نوع تبدیل انرژی صورت می گیرد اولین نوع تبدیل انرژی شیمیایی ( انرژی نهفته در سوخت ) به انرژی حرارتی است که این تحول در وسیله ای بنام دیگر بخار صورت می گیرد این تبدیل انرژی باعث می شود که آب ورودی به دیگر بخار تبدیل به بخار با دمای زیاد شود دومین نوع ، تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی است که این تحول در توربین نیروگاه صورت می گیرد و انرژی مکانیکی است که این تحول در توربین نیروگاه صورت می گیرد و انرژی حرارتی نهفته در بخار وردی به توربین تبدیل به انری مکانیکی چرخشی محور توربین می شود . سومین و آخرین نوع از تبدیل انرژی در نیروگاههای بخاری ، تبدیل انرژی مکانکی موتور به انرژی الکتریکی می باشد که این تحول در ژنراتور نیروگاهها صورت می گیرد در نهایت انرژی الکتریکی توسط خطوط انتقال به مصرف کنندگان منتقل می شود در این فصل برآنیم تا تجهیزات اصلی یک نیروگاه از قبیل توربین ، دیگ بخار ، کندانسور و پمپ تغذیه ، به طور مجزا تجهیزات اصلی و جانبی این نیروگاههای مطرح می شود . 

1 2 دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن

1 2 1 مقدمه

یکی از مهمترین تجهیزات در نیروگاههای بخاری ، دیگ بخار می باشد که در آن ، آب تغذیه شده توسط پمپ تغذیه با جذب حرارت ، به بخار پس تافته تبدیل می گردد . دیگر بخار نیروگاهها از نظر چگونگی گرم کردن آب ورودی به دو نوع تقسیم می شوند :

الف دیگ بخار درام دار

ب دیگ بخار یک بار گذر

1 2 2 اکونومایزر

پس از اینکه گازهای کوره قسمتی از حرارت خود را به لوله های آب  و سوپرهیترها می دهد هنوز دارای مقدار قابل ملاحظهای حرارت می باشد که این حرارت همراه گازهایی اگر بدون استفاده از دودکش خارج شود از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و راندمان دستگاه پایین خواهد بود لذا با استفاده از یک اکونومایزر از این حرارت باقیمانده استفاده می نمایند . اکونومایزر شامل تعدادی لوله های سری است که در آخرین مرحله مسیر گازهای حاصله از احتراق قرار گرفته و آب درون لوله ها گرم می شود . میزان افزایش درجه حرارت آب ورودی به اکونومایزر بستگی به طراحی دیگر بخار و حرارت موجود در گازهای خروجی از دیگ بخار دارد بعنوان مثال در نیروگاه طوس دمای آب ورودی به اکونومایزر 242 درجه سانتی گراد و دمای خروجی 294 درجه سانتی گراد می باشد و این در حالی است که در نیروگاه شهید محمد منتظری دمای آب ورودی 244 درجه سانتی گراد و دمای آب خروجی 366 درجه سانتی گراد ( با سوخت گاز در مشعلها ) می باشد . جایگاه این لوله ها پس از لوله های ری هیتر و سوپر هیتر در انتهای دیگ بخار است . باید توجه داشت که توزیع آب در این لوله ها باید یکنواخت باشد تا در قسمتهایی از لوله ها مایع گرم تبدیل به بخار نشود که در این صورت لوله ها صدمه خواهند دید .

1 2 3 درام

استوانه ای است به طول چندین متر و قطر داخلی 5/1 متر و ضخامت جدار حدود  12 سانتی متر از جنس فلز مقاوم در مقابل فشار و درجه حرارت . معمولاً از طریق نورد یک قطعه فلزی مستطیل شکل آنرا بصورت استوانه درآورده و دو لبه را به هم جوش می دهند . سپس قطعه های انتهایی را به صورت نیمکره به آن جوش می دهند . جنس ، طول ، قطر داخلی و ضخامت جداوره درام بستگی به بزرگی ، قدرت درجه حرارت و فشار بخار هر واحد دارد . درام به عنوان مخزن در دیگ بخار عمل می کند که دارای وظایف زیر است :

الف جدا کردن قطرات از بخار آب

ب عمل نمودن به عنوان مخزن ذخیره آب

ج با استفاده از سطح آب درام می توان مقدار آب تغذیه به سیکل را کنترل نمود .

فشار درام در دیگ های بخار نیروگاههای شهید رجایی ، طوس ، شهید محمد منتظری و نکا به ترتیب برابر 8/169 ، 45/148 ، 158 ، 210 اتمسفر است .