عنوان :

پایان نامه نیروگاه گاز

تعداد صفحات :۱۱۶

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

پایان نامه حاضر به بررسی نیروگاه گاز می پردازد. امروزه با توسعه روزافزون صنعت نیروگاه وتولید برق وبا توجه به این نکته که اکثریت دانشجویان مهندسی و…ویا حتی فارغ التحصیلان دراین رشته ها موفق به بازدیدکاملی از نیروگاه وسیستم کاری و نحوه عملکرد سیستمهای موجود در نیروگاه نشده اند،وبا توجه به سابقه کاری که من در نیروگاه جنوب اصفهان درزمینه نصب تجهیزات مکانیکی وغیره داشته ام ،لازم دانسته شده که برای اشنا کردن دانشجویانی که علاقه به نیروگاه وسیستم عملکردآن دارند،اطلاعات وتصاویری راجمع آوری نموده ودرقالب این پروژه(که معرفی و بررسی بخشهای مختلف نیروگاه گازی است.)ارایه داده شود.که گرد آوری این مطالب را در قالب ۱۰فصل بیان نموده که فصل اول آن رابابیان کدهای شناسایی آغازکرده که درفصلهای بعدی اگرازاین کدها استفاده شده بود ،نا مفهوم نباشد . در فصل دوم تشریحی کلی نیروگاه از نوع پیکر بندی ،جا نمایی ،سوخت و…را بیان کرده و در فصل سوم اطلاعاتی عمومی در مورد قطعات توربین گاز وابعاد ووزن و…را بیان کرده ام ودر فصل چهارم توربین گاز ،نحوه هوادهی ،احتراق و…را تشریح کرده ودرادامه در فصل پنجم سامانه های مختلف از قبیل هوای ورودی آتش نشانی سوخت گاز ،گازوییل و…را بیان نموده که برای خواننده قابل فهم باشد که این هوا چه طور وارد ،چه گونه احتراق صورت گرفته و چه مراحلی بایستی انجام شود تا برق تولیدشودودر فصل ششم نحوه کنترل دمای توربین را شرح می دهیم ودر فصل هفتم مجرای هوای ورودی ،سرعت ، عایق صدا ونحوه تمیز کاری و…را تشریح کرده ودر فصل هشتم سیستم خروجی گازهای حاصل ازاحتراق(مجرای واگرای اگزوز )و…را توضیح داده ودر فصل نهم انواع ابزارهای عمومی وتخصصی را بیان کرده که بیشتر در زمینه تعمیرات ازاین ابزارآلات استفاده می شود ودر فصل دهم منابعی که درباره پایان نامه استفاده شده،بیان نموده شده است.
واژه های کلیدی: کد شناسایی، توربین گاز، سیستم سوخت گاز، نیروگاه گاز

فهرست مطالب

مقدمه)معرفی) ۱
فصل اول ۲
کد شناسایی KKS 2
مقدمه ۲
ساختار کد شناسایی ۲
فصل دوم ۷
تشریح کلی نیروگاه ۷
پیکر بندی نیروگاه ۷
جانمایی نیروگاه ۸
اصول طراحی ۸
شرح کلی ۸
پیکر بندی سیستم الکتریکی ۱۰
مشخصات سوخت ۱۳
مشخصات گازوییل : ۱۴
حفاظت محیط زیست (آب –هوا-صدا) ۱۵
فصل سوم ۱۷
اطلاعات عمومی در مورد قطعات توربین گاز ۱۷
مقدمه ۱۷
اصول کلی طراحی ۱۷
توربین گاز V94.2 18
ابعاد و وزن قطعات اصلی توربین گاز ۲۱
فصل چهارم ۲۵
توربین گاز V94.2 25
مقدمه ای بر توربین گاز ۲۵
طراحی عمومی توربین گاز ۲۵
توربین ۲۶
اساس ساختمان روتور ۲۷
پره های ثابت توربین (TURBINE STATOR BLADES ) 28
پره های متحرک توربین (TURBINE ROTOR BLADE) 29
پوسته مرکزی (CENTRAL CASING) 30
پوسته داخلی (INNER CASING) 30
محور ۳۱
گلندهای محورتوربین ۳۱
ورودی کمپرسور (COMPRESSOR INLET) 32
محفظه های احتراق (COMBUSTION CHAMBERS) 32
مشاهده شعله ۳۴
پوشش فشار (PRESSURE JACKET) 34
قطعات داخلی محفظه احتراق ۳۶
مجموعه مشعل برای سوخت گاز و مایع ۳۶
تنظیم اختلاط هوا ۳۸
دریچه با لوله بازدید ۳۸
نمایش و نصب (INSTALLATION) 40
کمپرسور ۴۰
پره های ثابت کمپرسور ۴۰
اصول کلی ۴۰
پره های متحرک کمپرسور ۴۱
دیفیوزر خروجی کمپرسور (COMPRESSOR OUTLET DIFFUSER) 42
گلندهای محورکمپرسور (COMPRESSOR SHAFT GLANDS) 42
دیفیوزر گاز خروجی (EXHUST GAS DIFFUSER) 44
هوای خنک کاری و آب بندی ۴۴
یاتاقانها (BEARINGS) 46
محل یاتاقان توربین: ۴۶
یاتاقان ژورنال: ۴۷
مکان یاتاقان کمپرسور ۴۷
یاتاقان ترکیبی تراست /ژورنال ۴۸
گرداننده (TURNING GEAR) 49
گرداننده هیدرولیکی ۴۹
گرداننده دستی (MANUAL TURNING GEAR) 49
محور میانی (INTERMEDIATE SHAFT) 49
فصل پنجم ۵۱
سامانه های توربین گاز V94.2 51
سیستم هوای ورودی Air Intake 51
هدف از بکارگیری سیستم ۵۱
عایق خارجی صدا برای داکت هوا ۵۳
دمپر ۵۵
سیستم بلوآف ۵۶
سیستم بلوآف BLOW OFF 56
اصول عملکرد : ۵۶
نحوه تحریک و عملکرد شیرهای بلوآف ۵۶
سیستم CO2 گاز خنثی ۵۷
سر لوله ۵۸
خاموش کننده های قابل حمل(دستی) ۶۰
سیستم اعلان،اعلام و کنترل حریق ۶۱
سیستم اعلان حریق ۶۱
سیستم CO2: 62
سیستم آتش نشانی ۶۲
تشریح سیستم ۶۳
سیلندرهای نمونه: ۶۳
شبکه توزیع: ۶۳
اصول عملکرد: ۶۳
مشخصات سیستم دی اکسید کربن: ۶۳
داده های عمومی: ۶۳
طرح سیستم: ۶۵
سیستم اطفاء: ۶۶
سیستم اعلان حریق: ۶۶
بعد از عملکرد سیستم: ۶۸
سیستم سوخت گاز ۶۹
سیستم سوخت گاز ۶۹
وظایف ۶۹
تغذیه گاز طبیعی ۶۹
کنترل والو گاز پایلوت ۶۹
شیرهای شات آف : ۷۰
شیر VENT مسیر پایلوت(MBP15AA501) 70
مشعل های گاز طبیعی ۷۰
تریپ : ۷۱
سیستم سوخت گازوئیل ۷۳
پمپ تزریق (INJECTION) 74
شیرهای رلیف فشار راه اندازی ۷۴
شیر تراتل ۷۴
شیر قطع اضطراری ۷۴
مشعلهای سوخت مایع ۷۵
فلومترها ۷۶
مخزن گازوئیل نشتی ۷۶
تعویض از سوخت گاز به سوخت مایع در حین کار توربین ۷۷
مشعل های سوخت مایع ۷۸
اصول عملکرد ۷۸
سیستم جرقه زنی ونظارت گر شعله ۷۹
سیستم گاز جرقه زنی ۷۹
جرقه زن (IGNITER) 79
اصول عملکرد و ساختمان ۸۰
سیستم نظارت شعله ۸۰
اصول عملکرد وساختمان ۸۰
نظارتگر شعله ۸۱
اصول عملکرد و ساختمان ۸۲
سیستم روغن روانکاری و بالابرنده ۸۴
تانک روغن ۸۴
ساختار تانک ۸۴
صافی روغن ۸۴
سیستم روغن بالابرنده و روانکاری ۸۵
پمپ های روغن روانکاری ۸۵
سیستم خنک کن ۸۶
فیلتر روغن روانکاری ۸۷
سیستم روغن بالابرنده شافت توربین ۸۷
سیستم روغن بالابرنده (شافت) ژنراتور ۸۸
پمپ روغن روانکاری و پمپ کمکی ۸۸
اصول عملکرد ۸۹
پمپ روغن اضطراری ۸۹
ابزار اندازه گیری سطح تانک روغن ۸۹
پیکربندی ۸۹
سیستم خنک کن توربین ۸۹
گلند محور: ۹۰
اصول عملکرد: ۹۰
سیستم هوای آب بندی و خنک کن توربین: ۹۰
فصل ششم ۹۲
کنترل دمای توربین گاز ۹۲
فلسفه کنترل دمای GT 92
فصل هفتم ۹۴
مجرای ورودی هوا ۹۴
ورودی هوای توربو کمپرسور ۹۴
سرعت عبور هوا : ۹۴
محاسبه عمر فیلتر ها ۹۵
عایق صدا‏: ۹۶
سامانه ضد یخ : ۹۷
سامانه کنترل کننده ۹۷
سامانه تمیز کردن خود کار فیلترها: ۹۷
دریچه ۹۸
فصل هشتم ۹۹
مجرای واگرای اگزوز ۹۹
قطعات اصلی و وظیفه انها : ۹۹
دودکش : ۹۹
اتصالات قابل انعطاف: ۱۰۰
جعبه دایورتر ۱۰۰
صفحه مسدود کننده : ۱۰۱
فصل نهم ۱۰۲
ابزار و ابزار مخصوص تعمیرات ۱۰۲
ابزار معمولی ۱۰۴
لوازم مخصوص : ۱۰۵
ابزار مخصوص ۱۰۶
فصل دهم ۱۰۷
فهرست منابع ۱۰۷
نتیجه گیری ۱۰۷

 فهرست منابع

۱-محمد الوکیل نیروگاههای حرارتی
۲-هوشمند نعمت ا… تولیدبرق درنیروگاه
۳-انتشارات دانشگاه علم و صنعت تجربیات نیروگاههای
پیشرفته
۴-تجربیات و دستنوشته های نیروگاه جنوب اصفهان
۵-تجربیات و دستنوشته های نیروگاه طوس مشهد
۶-مدارک شرکت آنسالدو (ANSALDO)

مقدمه

امروزه با توسعه روزافزون صنعت نیروگاه وتولید برق وبا توجه به این نکته که اکثریت دانشجویان مهندسی و…ویا حتی فارغ التحصیلان دراین رشته ها موفق به بازدیدکاملی از نیروگاه وسیستم کاری و نحوه عملکرد سیستمهای موجود در نیروگاه نشده اند،وبا توجه به سابقه کاری که من در نیروگاه جنوب اصفهان درزمینه نصب تجهیزات مکانیکی وغیره داشته ام ،لازم دانسته ام که برای اشنا کردن دانشجویانی که علاقه به نیروگاه وسیستم عملکردآن دارند،اطلاعات وتصاویری راجمع آوری نموده ودرقالب این پروژه(که معرفی و بررسی بخشهای مختلف نیروگاه گازی است.)ارایه دهم.که من گرد آوری این مطالب را در قالب ۱۰فصل بیان نموده که فصل اول آن رابابیان کدهای شناسایی آغازکرده که درفصلهای بعدی اگرازاین کدها استفاده شده بود ،نا مفهوم نباشد . در فصل دوم تشریحی کلی نیروگاه از نوع پیکر بندی ،جا نمایی ،سوخت و…را بیان کرده و در فصل سوم اطلاعاتی عمومی در مورد قطعات توربین گاز وابعاد ووزن و…را بیان کرده ام ودر فصل چهارم توربین گاز ،نحوه هوادهی ،احتراق و…را تشریح کرده ودرادامه در فصل پنجم سامانه های مختلف از قبیل هوای ورودی آتش نشانی سوخت گاز ،گازوییل و…را بیان نموده که برای خواننده قابل فهم باشد که این هوا چه طور وارد ،چه گونه احتراق صورت گرفته و چه مراحلی بایستی انجام شود تا برق تولیدشودودر فصل ششم نحوه کنترل دمای  توربین را شرح می دهیم ودر فصل هفتم مجرای هوای ورودی ،سرعت ، عایق صدا ونحوه تمیز کاری و…را تشریح کرده ودر فصل هشتم سیستم خروجی گازهای حاصل ازاحتراق(مجرای واگرای اگزوز )و…را توضیح داده ودر فصل نهم انواع ابزارهای عمومی وتخصصی را بیان کرده که بیشتر در زمینه تعمیرات ازاین ابزارآلات استفاده می شود ودر فصل دهم منابعی که من توانستم به آنها دسترسی پیدا کنم و بتوانم این مطالب را گرد هم آورم،بیان نموده ام که در پایان هدف و نتیجه ای  که من از این پروژه داشتم که سعی خود را می کنم تا به آن هدف نزدیک شوم ؛این است که دانشجویان و…با آشنایی و استفاده از این پروژه بتواند ابهامات  خودرا در زمینه ،حداقل آشنایی با نیروگاه گازی و نحوه عملکرد آن بر طرف کند که درهنگام حضور در نیروگاه حتی مرتبه اول دارای پیش زمینه ای بوده باشند که (سر در گمی هایی را که ممکن است با دیدن نیروگاه برایشان بوجود آید را به حداقل برسانند.)

  فصل اول

کد شناسایی KKS

مقدمه

KKS مخفف عبارت آلمانی “Kraftwerk Kennzeicen System” به معنای سیستم شناسایی نیروگاه می باشد.

KKS به منظور شناسایی اجزاء نیروگاه و سیستمهای کمکی به کار می رود. این روش کد گذاری توسط بهره برداران نیروگاههای آلمان و کارخانه های سازنده توسعه پیدا نمود و اینک برای تمامی نیروگاهها بکار گرفته می شود.

در این جزوه آن بخش از KKS تشریح شده است که مربوط به توربینهای گازی و سیستمهای اضافی آن می باشد. اجزاء سیستمهای اضافی کد گذاری شده اند، اما همه اجزاء توربین نظیر پره های کمپرسور و توربین یا flametube های محفظه احتراق کد گذاری نشده اند. کدهای شناسایی مربوط به طراحی سیستم نمی باشد بلکه به منظور نشان دادن محل قرار گیری قطعه در یک سیستم می باشد.

ساختار کد شناسایی

سیستم شناسایی KKS مشتمل بر حروف و اعداد میباشد.

مفاهیم حروف استفاده شده از سیستم KKS استخراج شده و اعداد توسط آنسالدو تعریف شده اند.

معانی :

۳: (کلید کارکرد F0)                         کد شناسایی یک واحد در یک نیروگاه چند واحدی .

MB : (کلیدهای کارکرد F2+F1)        تمامی قسمتهای توربین گاز کد “MB” دارد.

N : (کلید کارکرد F3)

  این حرف ناحیه ای که متعلق به توربین گاز می باشد ، معین     می کند. “N” برای سیستم سوخت مایع استفاده می شود.

از حروف زیر در سیستم KKS استفاده می شود:

“A” کمپرسور و توربین

“B” یاتاقانها

 “K” کوپلینگها ، ترنینگ گیر، دنده ها

      “M” محفظه احتراق

 “N” سیستم سوخت مایع

 “P”   سیستم سوخت گاز

 “Q” سیستم جرقه زنی

 “R” سیستم اگزوز

“W” سیستمهای اضافی شامل تزریق بخا رآب

 “V” سیستم روانکاری

 “X” سیستم های حفاظتی و کنترلی غیر الکتریکی

“Y” سیستم حفاظتی و کنترلی الکتریکی

۱۳‌ : (کلید کارکرد F11)

این دو رقم بخشهای یک سیستم را شناسایی می کند.

AA‌ : (کلید تجهیزات A2+A1)

این ترکیب از حروف ،وظیفه یک بخش را نشان می دهد.

در مثال ما ، کد “AA” بیانگر عمل SHUT-OFF می باشد. نه تنها نوع ابزار SHUT OFF (نوع خفه کن[۱] ، نوع SLIDE ، نوع PLUG ) توسط این حروف مشخص نمی گردد، بلکه نوع عمل کننده آن نیز مشخص نمی گردد (توسط دست ، الکتریکی ، هیدرولیکی، نیوماتیکی، چک والو) .

ترکیبات حرفی زیر درسیستم KKS استفاده می شود :

“AA” شیرهای با تجهیزات عمل کننده

“AE” TURNING GEAR ، بلند کننده (LIFTING GEAR)

“AH” گرم کن ها[۲]و سردکن ها[۳]

“AM” میکسرها                                            “AN” فن ها

 “AP” پمپها                                                 “AS”   تجهیزات تنظیم کننده

 “AT” فیلترها و استرینرها                                 “CL” ابزار دقیق اندازه گیری سطح

“AV” مشعلها“CG” ابزار دقیق اندازه گیری جابجایی“CP” ابزار دقیق اندازه گیری فشار

 “CQ” تجهیزات اندازه گیری کیفیت                       “CS” تجهیزات اندازه گیری سرعت

 “CT” تجهیزات اندازه گیری دما                          “CY” ابزار  دقیق اندازه گیری ارتعاش

 “GC” نقطه مرجع ترموستات                             “GF” JUNCTION BOXES

“GQ” سوکت برق                                           “GS” PUSH BOTTONS

“GS” ترانسفورمرها                                        “AX” تجهیزات تست

 “AZ” سایر واحدها                                         “BB” تانک ها،اکومولاتورها،VESSELS

 “BP” اریفیسها                                              “BQ” اندازه گیر وزن

 “BS” خفه کن صدا                                         “BY” تجهیزات کنترلی مکانیکی

 “BZ” سایر واحد ها                                    “CF” فلومترها

  “CG” ابزار دقیق اندازه گیری جابجایی

“CL” ابزار دقیق اندازه گیری سطح                     “CP” ابزار دقیق اندازه گیری فشار

 “CQ” تجهیزات اندازه گیری کیفیت                       “CS” تجهیزات اندازه گیری سرعت

 “CT” تجهیزات اندازه گیری دما                         “CY” ابزار  دقیق اندازه گیری ارتعاش

 “GC” نقطه مرجع ترموستات                            “GF” JUNCTION BOXES

“GQ” سوکت برق                                           “GT” ترانسفورمرها

۰۰۱:(کلید تجهیزات An).این عددسه رقمی براساس عملکردابزارکدگذاری شده،دسته بندی می شود.

بازه اعداد انتخاب شده برای شیرها و ابزار دقیق عبارتند از :

۰۰۱تا۰۲۹:شیرهای درمسیراصلی سیال باعمل کننده های خودکار(الکتریکی،هیدرولیکی ، نیوماتیکی).

۰۳۱ تا ۰۴۹ : شیرهای اطمینان ، شیرهای RELIFE ، شیر کنترل های بدون تغذیه کمکی که درمسیر اصلی سیال قرار گرفته اند.

۰۵۱ تا ۰۹۹ : چک والوهایی که در مسیر اصلی سیال قرار گرفته اند.

۱۰۱ تا ۱۹۹ :شیرهای trarsfer , shut off که در مسیر اصلی سیال قرار گرفته اندوبصورت دستی عمل می کنند.

۲۰۱ تا ۲۴۹‌: شیرهای تخلیه

۲۵۱ تا ۲۹۹ : شیرهای تخلیه گاز

۳۰۱ تا ۳۳۸ : shut –off والوهای بالا دست[۴] ابزار دقیق اندازه گیری یک اتصاله .

۳۴۱ تا ۳۶۹ : shut –off والوهای بالا دست ابزار دقیق اندازه گیری ۲ اتصاله (اتصال مثبت)

۳۷۱ تا ۳۹۹ : shut-off والوهای بالادست ابزار دقیق اندازه گیری ۲ اتصال (اتصال منفی )

۴۰۱ تا ۴۹۹ : shut –off والوهای بالادست با نقطه اندازه گیری انتخابی .

برای تجهیزات اندازه گیری :

۰۰۱ تا ۱۹۹ : تجهیزات اندازه گیری برای انتقال به راه دور.

۴۰۱ تا ۴۹۹ : تجهیزات اندازه گیری برای اندازه گیریهای تست کارایی.

۵۰۱ تا ۵۹۹ : تجهیزات اندازه گیری برای نمایش محلی .

کدهای شناسایی بکار گرفته شده :

AN : فن ها

KA  : شیرها

 KE : بالا برها، قلابها

MB : ترمزها

KP : پمپهااصلی سیال قرار گرفته اند

A – : آشکار سازهای شعله

 B-  : مبدلهای کمیتهای غیر الکتریکی به الکتریکی

M – : موتورهای الکتریکی

P-  : ابزار دقیق اندازه گیری

S-  : سوئیچها

U – : مبدلهای کمیتهای الکتریکی به غیر الکتریکی

X – : ترمینالها

Y – : سلونوئیدها

۰۱  : (کلید تجهیزات BN)

 استفاده از کدهای شناسایی

کدهای شناسایی KKS به منظور مشخص سازی اجزاء مختلف در دیاگرام P&I ، لیست تجهیزات، لیست بارهای الکتریکی ، لیست ابزار دقیق اندازه گیری ، دیاگرامهای تابعی ، دیاگرامهای ترمینال، تشریح سیستم و سایر مدارک استفاده می شود.

در این رابطه مشخص سازی واحدهای نیروگاه بطور عام بازگو نمی گردد.

علاوه بر آن بعنوان یک قاعده ساده ، ۴ رقم کلید تجهیزات (برای مثال “–S01”) در P&ID بازگو نمی گردد. برروی بیشتر شیرها ، ابزار دقیق اندازه گیری و غیره یک NAME PLATE نصب شده است که برروی آن کد KKS کامل ابزار درج گردیده است که شامل شماره واحد نیروگاه نیز می باشد .

در مباحث فنی KKS مورد بحث بایستی بطور کامل بازگو گردد تا مشخص شود که در مورد کدامیک از تجهیزات بحث می شود.

برای مثال عبارت “شیر برقی “MBA41AA010A را باید بجای عبارت شیر برقی عمل کننده شیرهای BLOW OFF 1.2 , 1.1  بکار برد.

برای سفارش تجهیزات یدکی از کد گذاری KKS نمی توان استفاده نمود.

 فصل دوم

تشریح کلی نیروگاه

پیکر بندی نیروگاه

چیدمان تک محوری توربین، اجازه راه اندازی کمپرسور را بطور مستقیم و مستقل از ژنراتورمی دهد.

احتراق گاز یا سوخت مایع در دو محفظه احتراق متقارن با چندین مشعل که در دو طرف توربین قرار دارند  انجام می شود. هر محفظه احتراق دارای ۸ مشعل می باشد.

هوا با گذشتن از کانال مکش و عبور از فیلترها و صداخفه کن ها وارد کمپرسور می شود ، در کمپرسور فشار هوا تقریباً تا ۱۱ بار افزایش می یابد.هوای فشرده به سمت مشعل ها( بالای هر محفظه احتراق) هدایت و در اطاق های احتراق سوخته می شود. گازهای داغ سوخته  شده  و از طریق توربین به توان مکانیکی تبدیل می شود.

ژنراتور از طریق محور(شفت) به سمت کمپرسور توربین متصل شده است . توان الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور از طریق ترمینالهای ژنراتور تحویل ترانس می گردد.

گازهای خروجی در دمای تقریبی ۵۴۵ C از طریق یک دیفیوزر محوری به فشار اتمسفر میرسد. گاز خروجی از طریق یک اگزوز عمودی وارد هوای آزاد می گردد.

علاوه بر مجموعه توربین گاز/ژنراتور ، یک مجموعه خنک کننده برای روغن روانکاری و ژنراتور در نظر گرفته شده است . سیستم فوق قادر به خنک سازی روغن روانکاری توربین و یاتاقانهای ژنراتور تحت هر بار و شرایط محیطی می باشد، همچنین سیستم هوای خنک کن ژنراتور ، دمای ژنراتور را بطور مناسب کاهش میدهد. سیستم خنک ساز متشکل از دو سلول خنک کن(۲ x 66 % )بوده که هر سلول شامل دو فن می باشد. در حالت عادی یکی از سلولها با هر دو فن خود کار کرده و سلول دیگر فقط از یک فن خود استفاده می کند. در صورتیکه هر یک از فن ها به هر دلیل تریپ دهد ، فن چهارم بطور خودکار شروع به کار می کند. این افزونگی را تلویحاً به معنی افزایش سطح تبادل حرارتی میتوان تلقی نمود.

 جانمایی نیروگاه

جانمایی نیروگاه برای چیدمان تمامی تجهیزات به گونه ای طراحی شده است که می توان آن را به چهار حوزه اصلی تقسیم نمود:

الف) حوزه توربین گاز و ژنراتور                     ب) حوزه کنترل و الکتریک

پ)حوزه سیستمهای کمکی                       ت) حوزه گاز/گازوییل

چیدمان حوزه توربین گاز و ژنراتور به شیوه ای طراحی شده است که بهترین شرایط  برای بهره برداری و نگهداری توربین محیا گردد. علاوه برnclosure  ساختمان به نحوی طراحی شده است که جلوی صدارا می گیرد.ژنراتور و تجهیزات کمکی آن دریک اتاقک جداگانه قرار گرفته وپیش بینی های لازم برای بازکردن روتوردر نظر گرفته شده است. فیلترهوای ورودی بالای ژنراتورنصب شده است .

سیستم کنترل توربین وژنراتوردریک ساختمان مجزابا کف کاذب (برای رد کردن کابل ها)نصب شده اند.

سومین ناحیه مربوط به سیستم تصفیه آب و تجهیزات کمکی خارجی توربین می باشد.

ناحیه سوخت گاز/ گازوییل شامل ایستگاه تقلیل فشار گاز، مخزن اصلی سوخت، ایستگاه تخلیه سوخت، ایستگاه پمپخانه و مخازن شیمیایی.

 اصول طراحی

شرح کلی

توربین گاز آنسالدو یک توربین با یک محور و یک پوسته است که بسیار مناسب برای به چرخش در آوردن یک ژنراتور برای تولید در بار پایه و یا بار پیک و حتی بدوران در آوردن قطعات مکانیکی است . همچنین این توربین می تواند در یک نیروگاه سیکل ترکیبی مورد استفاده قرار بگیرد .این دستگاه میتواند سوخت مایع  ویا گازوئیل با ارزش های حرارتی متفاوت را به مصرف برساند . این توربین با سوخت گاز نیز بخوبی کار می کند .

کمپرسور و توربین از قطعات اصلی هستند که درون یک پوسته هستند و تشکیل یک روتور مشترک را میدهد که روی دو یاطاقان درمحفظه کم فشار در دو انتها ی خود قرار دارد . و با این روش هم محوری و استفاده آسان را فراهم میآورد .

یک پوسته مرکزی که از یک طرف به پوسته انتهایی نگهدارنه پره های ثابت کمپرسور  متصل است و از طرف دیگر به پوسته انتهایی توربین متصل است و محفظه پرفشار را بوجود می آورد روتور توربین و کمپرسور را در میان گرفته است . در سمت اگزوز انتهای این پوسه با پوسته اگزوز که یاطاقان را در میان گرفته است اتصال دارد .

با توجه به صلب بودن پوسته مرکزی ؛ پوسته های نگهدارنده پره های ثابت کمپرسورو پوسته نگهدارنده پره های ثابت توربین  به شکلی طراحی شده اند که درون این پوسته اجازه انبساط آزاد حرارتی را دارند .

پوسته اگزوز شامل یک محفظه دوکی شکل است که باعث عبور راحت هوا از خروجی توربین می شود.سیلندر داخلی در این پوسته توسط دو مجرا که لوله های مربوط به یاطاقان از درون آن عبور می کند به این پوست ارتباط دارد .

ترانسفورماتور اصلی بخش گازی                            Condensate polishing plant (future)

ترانسفورماتور اصلی بخش بخاری (آینده)              استراحتگاه نگهبانها و راننده ها

ساختمان تجهیزات کمکی (آینده)

مبدل حرارتی روغن روانکاری

ایستگاه تصفیه آب

دیزل ژنراتور اضطراریایستگاه فاضلاب

ترانسفور ماتور واحد                                         HRSG (آینده)

پست ۱۳۲KV                                               اگزوز خروجی

ساختمان پست  خط لوله گاز                              توربین هال بخار (آینده)

خط آب demineralsed                            توربین هال واحدهای گازی

مخزن آب                                                     کندانسور هوایی (آینده)

پست ۲۳۰ kv                                             سیستم خنک کن کمکی

ساختمان آتش نشانی                                        کارگاه مکانیک

ایستگاه تقلیل فشار گاز                   انبار (آینده)

ساختمان سوئیچ گیر (آینده )                               ایستگاه آتش نشانی

ساختمان کنترل مرکزی                                     ساختمان اداری

ایستگاه تخلیه گازوییل                                       مسجد و نهار خوری

تانک سوخت                                                  gate house

مسیر (چاله) جمع آوری روغن                              نگهبانی

پمپ خانه سیستم رانش                                     خنک کن آب ژنراتور       پارکینگ

سیستم demineralization                    انبار

 پیکر بندی سیستم الکتریکی

یک ترانسفورمر ۳ فاز برای خروجی ژنراتور در نظر گرفته شده است . این ترانسفورمر به نحوی انتخاب شده است که توان خروجی تولید شده واحد را هر شرایطی انتقال خواهد داد.

در نقاط انتهایی هر یک از خطوط فشار قوی یک SURGE ARRESTER نصب شده است .

نقطه ستاره۱ سیم بندیهای HV بطور دائمی اتصال زمین شده اند. ژنراتور از طریق باس داکتهای مجزا بطور مستقیم بعد از عبور از C.B 2به ترانس اصلی متصل می شود.

نقطه ستاره ژنراتور از طریق یک ترانس توزیع تک فاز به یک ترانسفورمر ۳ فاز برای خروجی ژنراتور در نظر گرفته شده است . این ترانسفورمر به نحوی انتخاب شده است که توان خروجی تولید شده واحد را هر شرایطی انتقال خواهد داد.

در نقاط انتهایی هر یک از خطوط فشار قوی یک SURGE ARRESTER نصب شده است .

نقطه ستاره۱ سیم بندیهای HV بطور دائمی اتصال زمین شده اند. ژنراتور از طریق باس داکتهای مجزا بطور مستقیم بعد از عبور از C.B 2به ترانس اصلی متصل می شود.

نقطه ستاره ژنراتور از طریق یک ترانس توزیع تک فاز به زمین متصل می شود . در ثانویه این ترانس یک بار مقاومتی متصل گردیده است به نحویکه جریان خطای زمین شدن را تشخیص می دهد.این جریان مساوی با ظرفیت جریان مدار ولتاژ ژنراتور می باشد. تمامی تجهیزات فوق در یک جعبه فلزی قرار گرفته اند.

تغذیه لازم برای تجهیزات کمکی واحد و سیستمهای دیگر از طریق ترانس کمکی واحد تامین می گردد.

بارهای اضطراری از طریق دیزل ژنراتور اضطراری تأمین می گردد.

توزیع انرژی برای تجهیزات کمکی عبارتند از:

۱-    برق AC                       ۲- برق DC

۳- منبع تغذیه حیاتی AC         ۴- برق اضطراری AC

۱)برق AC : برق AC شامل سطح ولتاژ متوسط (۶٫۶KV) و یک خط تغذیه ولتاژ پایین (۴۰۰V) می باشد. ولتاژ متوسط از طریق سوئیچ برد هر واحد تهیه می شود . در این برد ، فیدرهایی برای ترانس تحریک ، ترانس SFC و ترانس های MV/LV کمکی واحد در نظر گرفته شده است.سوئیچ برد MV هرواحد کنار سیستم کنترل واتاق سوئیچ برد واحد واقع شده است. اتصالات از ترانس های واحد تا سوئیچ برد مربوطه از طریق کابلهای فشار متوسط صورت می گیرد.

برق فشار ضعیف شامل:

برد توزیع اصلی توسط ترانسهای خشک MV/LV تغذیه شده و تمامی بارهای جزیره GT را تامین می کند.

اتصال اضطراری به مجموعه دیزل ژنراتور ، برای تغذیه بار اضطراری بطور مثال یکسو سازها ، TURNING GEAR همچنین در صورتیکه ترانس MV/LV تریپ داده یا ولتاژ اصلی AC قطع شود الزام خواهد بود.

 شکل ۲-۲

 ۲)برق DC : برق DC تنها شامل یک سطح ولتاژ می باشد (۲۲۰V dc) باتریهای سربی ، باتری شارژ و برد توزیع در نظر گرفته شده است که برای SHUT DOWN مطمئن و ایمن واحد لازم می باشند. بردهای DC هر دو واحد به گونه ای به یکدیگر متصل شده اند که هر یک افزونه دیگری میباشد.

۳) برق حیاتی AC :سیستم تغذیه فوق (۲۲۰vac) شامل اینورتر، سوئیچ استاتیک ترانسفورمرstand-by و پانل توزیع واحد ها می باشد. که همچنین در دیاگرام تک خطی old 1نمایش داده شده است .

۴)برق اضطراری ac‌: برق اضطراری توسط ولتاژ (۴۰۰v) دیزل ژنراتور تهیه شده و بارهای اضطراری dc, ac را تامین می کند.هر دیزل ژنراتور به نحوی انتخاب شده است که بارهای اضطراری دو واحد را تامین می کند.

 حفاظت محیط زیست (آب –هوا-صدا)

مسیر فاضلاب : سازمان حفاظت از محیط زیست ایران (I.E.P.O) باید مشخص نماید.

آلودگی هوا: پخش گازهای محترق شده به اتمسفر که در زیر آمده است .

 

اصول کلی طراحی

توربین گاز از هوا به عنوان سیال استفاده می کند بطوریکه این هوا ابتدا فشرده شده و سپس با سوزاندن سوخت در اطاق احتراق و ایجاد گرما و بالا بردن درجه حرارت هوای ورودی به توربین باعث به حرکت در آوردن آن می شود .این هوای داغ و پرفشار تا رسیدن به فشار آتمسفر در توربین منبسط می شود .

این هوا قبل از ورود به دود کش ( ویا بویلر مرتبط با نیروگاه سیکل ترکیبی ) از مجرای واگرای گزوز عبور می کند .

توان تولیدی از طریق یک شفت میانی در انتهای کمپرسور به ژنراتور منتقل می شود .

مجموعه روتور توربین گاز از یک توربین و کمپرسور تشکیل شده و در محفظه ای پرفشار روی دو تکیه گاه دوران  می کند.

پوسته خارجی شامل اجزای زیر است: محفظه یاطاقان کمپرسور و پوسته ها و  پوسته اگزوز که با پیچ ومهره به یکدیگر متصل شده اند.

پوسته اولیه کمپرسور به کانال ورودی هوا و آخرین پوسته به مجرای اگزوز متصل است .در این فاصله پوسته های میانی پره های ثابت کمپرسور و توربین را نگهداری می کنند . مجرای خروجی اگزوز نیز به این پوسته ها اجازه انبساط طولی می دهند .

پوسته یاطاقان کمپرسور در بر دارنده یاطاقانهای ژورنال و تراست است که این یاطاقان تراست از حرکت طولی روتور نسبت پوسته ها جلوگیری می کند .

در انتهای محور نیز یاطاقان ژورنال توربین قرار دارد که پوسته یاطاقان توربین درون محفظه اگزوز از آن محافظت  می کند .

دو پایه در ابتدای کمپرسور و دوپایه در دو طرف توربین و یک نگهدارنده در زیر پوسته توربین وزن مجموعه را به فونداسیون منتقل می کند .پایه های زیر کمپرسور ؛ نقطه ثابت ماشین هستند و پایه های دو طرف توربین به شکلی طراحی شده اند که علاوه بر تحمل وزن توربین حرکت های طولی در اثر تغییرات درجه حرارت را تحمل کرده و بسیار انعطاف پذیر هستند . نگهدارنده زیر توربین نیز حرکت طولی توربین را هدایت می کند .

توربین گاز V94.2

یک توربین گاز دارای یک محور و پوسته های بهم مرتبط است که دارای دو اطاق احتراق است و جزء صنایع سنگین بشمار میرود .

اصول طراحی عبارتند از :  روتور از دیسکهایی تشکیل شده است که با یک میله مرکزی به یکدیگر متصل شده اند و این دیسکها اجازه انبساط شعاعی را دارند .

دارای دویاطاقان ژورنال هستند .

از طریق کمپرسور بک ژنراتور را بحرکت در می آورد.

مجرای واگرای اگزوز در طول واحد قرار دارد .

پوسته اگزوز به یک سیلندر واگرا متصل است که یاطاقان توربین درمیان آن محافظت می شود . سیلندر میانی نیز با پوسته خارجی ارتباط دارد و درون آن اجازه انبساط می یابد .

دو اطاق احتراق بزرگ به شکل قائم در دو طرف توربین قرار دارند که توسط فلنچ به پوسته ها متصل شده اند .هر اطاق احتراق به هشت مشعل برای ورود سوخت مجهز شده است .

       Fig. 4 – Longitudinal Section of Compressor and Turbine

مواد و جنس قطعات اصلی توربین که در جدول۳-۱ ارایه شده است .

فصل چهارم

توربین گاز V94.2

مقدمه ای بر توربین گاز

توربین گاز هوا را به عنوان سیال عامل کار، بکار برده و توسط یک کمپرسور ۱۶ ردیفه آن را متراکم می نماید. سوخت در دو محفظه احتراق به هوای داغ افزوده و سپس محترق می گردد. هر یک از محفظه ها شامل ۸ مشعل[۸]، به منظور اضافه کردن حرارت به هوای ورودی توربین می باشد.

گاز داغ در طی ۴ ردیف توربین منبسط شده و با فشار اتمسفر به محیط تخلیه می گردد.

گاز خروجی، توربین را از طریق دیفیوزر خروجی ترک نموده و به STACK می رسد.

توان خروجی مفید به کمپرسور و نهایتاً به ژنراتور، منتقل می گردد.

طراحی عمومی توربین گاز

توربین گاز V94.2 یک توربوماشین تک محوره بوده و یک پوسته منفرد دارد. مناسب برای اتصال به ژنراتور یا سایر کاربردهای مکانیکی می باشد.

کاربرد و استقرار این توربین گاز در سیکلهای ساده (گاز به اتمسفر) و یا سیکلهای ترکیبی (گاز به ژنراتور بازیابی بخار[۹]) به منظور افزایش تولید برق بوسیله یک توربین بخار و ژنراتور مربوطه می باشد.

سوختهای ممکن شامل سوخت مایع سبک، سوخت مایع سنگین، نفت گاز با توان گرمایی مختلف و نیزگاز طبیعی یا گاز کوره هستند.

توربین و کمپرسور برروی یک محور (همان روتور) مستقر شده و شامل یک پوسته واحد می باشد و مجموعه برروی دو یاتاقان در بیرون از منطقه دارای فشار، قراردارد.

پوسته مشترک بیرونی بصورت استوانه ای ساخته شده و مناسب برای نگهداری فشار داخلی می باشد. آن در ابتدای کمپرسور به دیگر قسمت پوسته بیرونی متصل می گردد. در این قسمت پره ثابت کمپرسور در ردیف اول قرار داشته و در ابتدای یاتاقان تراست و ژورنال قراردارد.

پوسته مشترک خارجی، در قسمت خروجی توربین، در محل یاتاقان انتهایی قرارگرفته و ثابت می گردد.داخل پوسته مرکزی مشترک، دو انتقال دهنده یکی برای پره های کمپرسور و یکی برای پره های توربین قرار دارد. قسمت خارجی از محل یاتاقان جلویی، بصورت شکلی که هدایت کننده هوای ورودی می باشد ساخته شده است.

در این قسمت گردنده هیدرولیک و پیک آپ ۱سرعت مستقر هستند.

پوسته اگزوز بوسیله یک سیلندر داخلی ساخته شده و داخل یاتاقان ژورنال را می پوشاند. گاز از میان دو سیلندر به سمت STACK جریان می یابد.

 

توربین

حامل های پره ثابت وپایه های آنها(STATOR BLADE CARRIERS AND THEIR SUPPORT )

پره های ثابت کمپرسور در میان حلقه هایی، از سمت ریشه پره، در شیارهای حامل پره های ثابت که مدور هستند قرار می گیرند. حلقه های داخلی برای آب بندی در برابر روتور در جلوی پره های ثابت قرار می گیرند.

پره های راهنمای ورودی بر روی چرخنده هایی که توسط یک سرو موتور (servomotor) حرکت می کنند، قرار می گیرند. این حرکت محدود بوده وبرای کنترل جریان جرم می باشد.حامل اولین ردیف پره ثابت کمپرسور،ثابت بوده ومیان پوسته ورودی (intake) و پوسته اصلی توربین قرارمیگیرد و آن قسمتی ازپوسته خارجی می باشد.

دوحامل دیگرپره ها، به پوسته اصلی به منظور آزاد بودن در اثرانبساطهای حرارتی ثابت نمی باشد.متحدالمرکز بودن آنهااز نظرافقی وعمودی توسط دوپیچ افقی وعمودی صورت می پذیرد.

پیچها، نیروها و نیز گشتاور را جذب نموده و بدون ایجاد مسئله ای برای پوسته، تنظیم نگهدارنده ها را موجب می شوند. موقعیت محوری، بوسیله یک حلقه که دور نگهدارنده ها موجود است و در شیار مدور پوسته ثابت می شود، تنظیم می گردد.

قطعات پایینی حامل ها، قابلیت تعویض، بدون برداشتن روتور را دارند.

فضاهای مدور میان پره های ثابت، اجازه مکش (Blow off) مناسب جریان هوا را به منظور عمل کمپرسور در سرعتهای پایین، هنگام استارت و نیز خاموش شدن موتور را می دهد. مکش هوا در طول مقطع مدور، از ارتعاش پره های مجاور، جلوگیری می کند.

پرههای ثابت توربین،درشیارهای مربوطه باپوشش بیرونی مخصوص قرارمی گیرند.درردیف های ۲و ۳ و۴، قطعات حلقوی،به پوشش داخلی به منظورآببندی دربرابرروتورمتصل می شوند.

حامل پره ثابت توربین در سمت محوری و در شیار خاص خود، با یک رینگ شیار دار به پوسته درگیر شده است . این، یک سطح تماس برای نگهداری نیروهای بزرگ محوری ایجاد می کند.

حاملهای پره ثابت و پره های ردیفهای ۱ و ۲و ۳، بوسیله هوای کمپرسور که از فضاهای میان حامل های و پوشش خارجی، از میان پره های تو خالی ردیفهای ۱ و ۲ جریان دارند، خنک می شوند.در ردیفهای ۲ و ۳ هوای خنک کاری بصورت سیال محافظ به منظور آب بندی بیشتر مسیر داخلی استفاده می گردد.

استفاده ازحاملهای پره ثابت، مطمئن می سازدکه جریان هوای فشرده ازمیان قسمت داغ پوسته توربین، نزدیک به نسبت دمایی هوای فشرده شده، باقی می ماند.

بااین چیدمان، تنظیم میان قطعات متحرک وثابت درهمه حالات عملکرد، ثابت باقی مانده و  فاصله های کوچک در قابلیت اطمینان عمل تاثیری نخواهند داشت.

روتور

پره ها ی متحرک توربین و کمپرسور روی روتور سوار هستند . و انرژی آزاد شده را به گشتاور خروجی تبدیل می کنند. قسمتی از این انرژی مکانیکی آزاد شده صرف به دوران در آوردن کمپرسور و بقیه آن از طریق شفت میانی به یک ژنراتور منتقل می شود .

 اساس ساختمان روتور

---