دانلود گزارش کارآموزی بررسی نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی قزوین

مقدمه :

مصرف انرژی در دنیای امروز به طور سرسام آوری رو به افزایش است . بشر مترقی امروز ، برای تولید آب آشامیدنی ، برای تولید مواد غذایی و برای کلیه کارهای روزمره خود به استفاده از انرژی نیاز دارد و بدون آن زندگی او با مشکلات فراوانی روبرو خواهد بود .

طبق برآوردهایی که دانشمندان می نمایند ، از ابتدای خلقت تا سال 1230 ه .ش ، بشر معادل  کیلووات ساعت و در فاصله 1230 تا 1330 نیز  کیلووات ساعت انرژی مصرف نموده است.

و پیش بینی می شود که فاصلۀ 1330 تا 1430 مصرف انرژی  تا  کیلو وات ساعت باشد.

امروزه قسمت اعظم مصرف انرژی به وسیله کشورهای صنعتی بوده و هر چه کشوری صنعتی تر بوده و از نظر اقتصادی مرفه تر باشد مصرف انرژی سرانه آن نیز بیشتر خواهد بود. به طوری که رابطه مستقیمی بین مصرف انرژی به خصوص مصرف انرژی الکتریکی و درآمد سرانه هر کشوری وجود دارد. با افزایش روزافزون مصرف انرژی در دنیا بشر همواره در جستجوی منابع جدید و یافتن راههای اقتصادی استفاده از آنها برای تأمین احتیاجات خانگی و صنعتی بوده است و در این بین، چون انرژی الکتریکی صورتی از انرژی است که راحت تر به انرژی های دیگر ( قابل استفاده بشر) تبدیل می شود و انرژی تمیزی از نظر ضایعات می باشد ، تلاش های بشری بیشتر در زمینه تولید انرژی الکتریکی می باشد . چند نمونه از منابع شناخته شده انرژی که خداوند در اختیار بشر قرار داده است و بشر می تواند از آن برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کند عبارتند از :

1- انرژی سوخت های فسیلی      2- انرژی آب                   3- انرژی باد

4- انرژی واکنش های هسته ای   5- انرژی  جزر و مد امواج دریا  

6- حرارت زیر پوستۀ زمین

که هر یک از این انرژیهای برای اینکه بتواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود باید مراحلی را طی کند که مسائل و مشکلات تولید برق برای بشر امروز نیز در طی همین مراحل است. برای مثال یکی از راه هایی که بشر از انرژی سوخت برای تولید سوخت استفاده می کندایجاد نیروگاههای حرارتی بخار، گازی و یا سیکل ترکیبی می باشد. که فرایند های زیادی را شامل می شود و تمام این فرایند ها در مجموع سیکل نیروگاه بخار تولید برق (Power Plant) را تشکیل می دهد که موضوع اصلی گزارش ما نیز می باشد.

انواع نیروگاه ها :

در حال حاظر نیروگاه هایی که برای تولید برق استفاده می شوند و متداول هستند را می توان به 6 دسته طبقه بندی کرد :

1-    نیروگاه دیزلی 
2-    نیروگاه آبی 
3-    نیروگاه اتمی 
4-    نیروگاه گازی 
5-    نیروگاه بخاری 
6-    نیروگاه ترکیبی 

از آنجا که اکثر نیروگاه های تولید برق در ایران و همچنین مهمترین منبع تولید برق در کشور نیروگاه های گازی، بخاری ، آبی و یا سیکل ترکیبی هستند به اختصار در مورد آنها توضیحی داده می شود :

نیروگاه گازی :

اصول کار نیروگاه گازی بدین صورت است که هوای آزاد توسط یک کمپرسور فشرده شده و سپس همراه سوخت در اتاق احتراق ، محترق شده و دارای درجه حرارت بالا می گردد. حال این گازهای پر فشار و داغ وارد توربین شده و محور  ژنراتور را می گرداند و سپس از اگزوز توربین به بیرون رانده می شود . توان گرفته شده از توربین معمولاً به محور ژنراتور و کمپرسور منتقل می گردد . حدود یک سوم این توان در ژنراتور تبدیل به انرژی الکتریکی می گردد و بقیه جهت چرخاندن محور کمپرسورغلبه بر تلافات مصرف می گردد و بهمین خاطر راندمان توربینهای گازی پایین و حدود 27 درصد است .

نیروگاه آبی :

اساس کار نیروگاه آبی آنست که از انرژی پتانسیل آب ذخیره شده در پشت سد برای چرخاندن توربین آبی و در نتیجه چرخاندن ژنراتور استفاده می شود و برق تولید می گردد . احداث این نیروگاهها بستگی به شرایط جغرافیایی و مکانی و وجود آب رودخانه دارد در کشورهایی که منابع آبی فراوان دارند احداث نیروگاه آبی بسیار مفید است چرا که برق تولیدی آنها بسیار ارزانتر است و راندمان این نیروگاهها بسیار بالا ست ( 80 تا 90 درصد ) و راه اندازی آن ساده است و در زمان کوتاهی می تواند وارد شبکه شود . همچنین از دیگر مزایای نیروگاههای آبی کنترل آبهای سطحی در پشت سد و استفاده در بخش کشاورزی است .

نیروگاه بخار:

اساس کار نیروگاه های بخاری بدین منوال است که بخار تولید شده در دیگ بخار به توربین هدایت پس از به دوران در آوردن محور توربین به کندانسور رفته و توسط آب خنک کن تقطیر و بصورت آب در می آید . در ژنراتور با گردش روتور آن که سه محور توربین به آن متصل است الکتریسته تولید می گردد . نیروگاههای بخار برای بارهای اصلی یا پایه ساخته می شوند و عمر آنها نسبت به نیروگاههای گازی بیشتر است از محاسن دیگر این نیروگاهها بالا بودن راندمان ( حدود 45% ) نسبت به نیروگاه های گازی می باشد .

نیروگاه ترکیبی ( مختلط ) :

در اینگونه نیروگاهها با استفاده از حرارت خروجی از اگزوز توربین گاز آب را در دیگ بخاری که معمولاً Heatrecovery boiler  نامیده می شود گرم کرده و بصورت بخار در می آید . سپس این بخار، توربین بخار را به حرکت در می آورد .

با این روش چون از حرارت گازهای اگزوز توربین گاز استفاده شده دیگ بخار گرم می شود و راندمان کل نیروگاه بالاتر از نیروگاه بخاری گردیده و به 48 درصد هم می رسد .

مشخصات نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی :

موقعیت جغرافیایی : نیروگاه سیکل ترکیبی شهید رجایی در قسمت جنوبی نیروگاه بخار شهید رجایی در 25 کیلومتری اتوبان قزوین – تهران قرار دارد .

شرایط محیطی:

رطوبت نسبی                             46%

متوسط حداکثر دمای محیط         41 درجه

متوسط حداقل دمای محیط          14- درجه

متوسط درجه حرارت محیط        5/14 درجه

این نیروگاه شامل 6 واحد توربین گازی هر کدام به ظرفیت MW 123 و به همراه 3 واحد حرارتی بخار به قدرت MW 6/100 به صورت سیکل ترکیبی در می آید .

 توربین های گازی ساخت شرکت جنرال موتور آمریکا و توربین های بخار ساخت شرکت زیمنس آلمان می باشد .

تلاش برای یافتن بازده بالاتر موجب ایجاد تغییراتی در نیروگاه ها و از جمله نیروگاه های بخار شده است . چرخه ی گاز – بخار یا اصطلاحاً سیکل ترکیبی یکی از این اصطلاحات می باشد . توربین ها ی گاز بدلیل داشتن دمای بالاتر 1150 درجه در مقابل توربین های بخار در حدود 600 درجه قابلیت ایجاد بازده حرارتی بیشتری دارند اما چرخه های گازی دارای یک عیب بزرگ  می باشد و آن بالا بودن دمای خروجی اگزوز آنها می باشد معمولاً بالای 500 درجه که قسمت بزرگی از مزایای آن را محو می کند .

علم امروز این امکان را به وجود می آورد که از گازهای خروجی با دمای بالای اگزوز به عنوان یک منبع انرژی حرارتی برای یک سیکل بخار استفاده کنیم .

پیشرفت های اخیر در تکنولوژی چه در توربین های گاز و چه در بخار این امکان را می دهد که بازده را بدون افزایش زیادی  در هزینه در سیکل های ترکیبی تا حدود 40% افزایش دهیم .

در سال 1988 شرکت زیمنس SIEMENS توانست نیروگاهی ترکیبی به ظرفیت 1350 MW و بازده 5/55% در یکی از شهرهای ترکیه احداث نماید .

در نیروگاه شهید رجایی، تعداد 6 واحد توربین گازی هر کدام به قدرت MW 123 نصب و راه اندازی گردیده است که این واحدها با نصب 3 واحد حرارتی به قدرت MW 6/100 × 3 به صورت سیکل ترکیبی در آمده است .

اولین واحد گازی این نیروگاه در تاریخ 5/5/73 و دومین واحد در تاریخ 25/5/73 و سومین واحد در تاریخ 10/6/73 ، چهارمین واحد در تاریخ 2/7/1373 و پنجمین واحد در تاریخ 30/8/1373 و آخرین واحد ( ششم ) در تاریخ 3/4/1374 وارد شبکه سراسری گردید .

مشخصات فنی توربین گاز :

1-

فشار نهایی کمپرسور : bar 11                  تعدادطبقات کمپرسور : 17 مرحله

2-

تعدادمحور : 1 عدد                                    تعداد طبقات : 3 مرحله

3-

تعداد محفظه احتراق : 14 عدد                     تعداد مشعل های به ازای هر محفظه : 1 عدد

نوع سیستم کنترل : اسپیدترونیک مار 4

4-

دارای سیستم تحریک دیود گردان می باشد.

ماکزیمم توان خروجی : MW4/123 (در شرایط استاندارد ایزو) ولتاژ خروجی : KV8/13

جریان نامی : A 6443   دور ژنراتور : r.p.m 3000

5- سیستم تحریک

نوع تحریک : خود تحریک            ولتاژ خروجی : 240 ولت دی . سی

نوع تحريک : خود تحريک ولتاژ خروجي : 240 ولت دي . سي

جريان خروجي :1590 آمپر دي سي

مشخصات پست : 400 کيلووات

سيکل ترکيبي :

پست 400 کيلووات نيروگاه سيکل ترکيبي شهيد رجايي يک پست کليد زني (Swiching) با سيستم شينه بندي 5/1 کليدي مي باشد.

اين پست داراي 6 بي 400 کيلووات مي باشد که مدارهاي ورودي از سمت غرب پست، شامل 6 ترانسفرماتور ژنراتور و از سمت شرق پست، 3 خط انتقال 400 کيلووات که دو خط به پست 400 کيلووات نيروگاه حرارتي شهيد رجايي و يک خط به پست رودشور وصل مي گردد.

مشخصات کليد هاي پست 400 کيلووات:

سازنده شرکت : A.BB تيپ: 1002-H.p.h جريان نامي :A (4000-2000)

زمان قطع : ms 20

بويلر:

آب پس از خروج از کندانسور و عبور از فيلتر ها و ميکس بدها و و بوسترپمپها و يک جفت Main ejectors و گلند کندانسور وارد مجموعه اي به نام بويلر سيکل ترکيبي مي شود که اجزاء آن به شرح زير مي باشد.

1- Feed water heater 2-Dearator

3-storage tank 4-LP evaprator

5- Boiler feed pump 6-IP و Economizer HP 1,2 7- Drum IP 8-Drum HP

9- (1و2) HP ، evaporator 10- Down Comer

11- (Primary , Final) HP ، IP Super heater 12- Blow down

13- Flash tank 14- Diverter Damper

15- Gutine Damper 16- Fans

روند کلي سيکل در بويلر :

آب خروجي از گلند کندانسور ابتدا وارد Feed water heater شده ( آب به صورت مايع متراکم ) و پس از مقداري افزايش درجۀ حرارت وارد dearator مي شود که در Dearator علاوه بر عمل هوا زدايي ( زدودن گازهاي و ) آب مقداري گرمتر مي شود و پس از آن آب در محفظه ای به نام Storage tank ذخیره می گردد . آب موجود در تانک از طریق لوله های Down comer وارد لوله های به نام Lp evaprator شده و مجدداً پس از گرم شدن از طریق دو سری لوله وارد تانک می شود . آنگاه از طریق یک لوله وارد B.F.P ها می شود ، تعداد B.F.P ها 2 تا است که همیشه یکی از آنها در مدار قرار دارد . از هر B.F.P ، 2 لوله خارج می شود که هر کدام از آنها پس از اتصال به لوله مشابه از پمپ دیگر بطور جداگانه وارد IP economizer و economizerHP می شوند وپس از آنکه در آن مقداری افزایش درجه حرارت دادند آب خروجی از IP economizer وارد Drum IP می شود ، اما آب خروجی از HP economizer پس از مقداری افزایش دما وارد HP economizer و مجدداً پس از مقداری گرم شدن به Drum IP وارد می گردد .

آب ورودی به Drum IP از طریق لوله های Down comer وارد Lp evaprator می شود و پس از تبخیر مقداری از آب و رسیدن به حالت 2 فازی مجدداً وارد Drum IP می شود در Drum IP پس از جدا شدن آب و بخار ، بخار مرطوب حاصل وارد IP Superheater شده و پس از رسیدن به حالت بخار مافوق گرم ( خشک شده ) به سمت LP توربین می رود .

اما آبی که به Hp drum وارد شده بود نیز از طریق Down comer به 2 سری لوله موازی بنام evaprator HP بر می گردد . بخار خروجی از Hp drum وارد Superheater HP-Primary شده و پس از مقداری خشک شدن به Superheater HP-final وارد می شود و برای ورود به توربین HP به حالت سوپر هیت ( خشک ) در می آید .

سیکل ترکیبی نیروگاه شهید رجایی در ابتدای ساخت تنها شامل سیکل گازی بود که گاز خروجی از توربین آن به اتمسفر می رفت اما پس از ملحق شدن سیکل بخار به آن گاز خروجی از توربین وارد H.R.S.G شده و باعث گرم شدن بخشهای مختلف آن ( Feed water heater , LPevaprator ) می شود .

تشریح اجزای تشکیل دهنده بویلر :

1- Feed water heater :

آب خروجی از کندانسور وارد لوله موازی بنام Feed water heater شده که وظیفه آن گرم کردن آب در رساندن آب به درجه حرارت معینی جهت ورود به Dearator می باشد .

هرف از نصب آن استفاده حداکثر از انرژی گاز و دود در مسیر خروج از بویلر می باشد .

ار آنجا که این لوله ها در انتهای مسیر گازهای خروجی از توربین قراردارد ، زمانی که سوخت مصرفی توربین گاز ، گازوئیل باشد به علت آلودگی و احتراق ناقص گازوئیل ، Feed water heater بطور کامل از مدار خارج می شوند و زمانیکه سوخت مصرفی توربین گاز ، گاز طبیعی باشد در مدار قراردارد ، کل دمای سیستم می بایست به نحوی طراحی شود که دمای گازهای خروجی از بویلر از حد مشخصی کمتر نباشد .

علت این امر اینست که Feed water heater ها در انتهای مسیر عبور دود قرار دارند و دود پس از طی مراحلی با رسیدن به Feed water heater ها دچار کاهش دما شده است ، و درون Feed water heater آب متراکم در جریان است ، ممکن است دود خروجی که شامل SO2 و SO3 ( درمورد گازوئیل ) و CO2 ( در مورد گاز ) می باشد ، با برخورد با لوله های Feed water دمایش کم شود و به نقطه شبنم خود برسد بخار موجود در محصولات احتراق میعان یابد با ضایعاتی مثل SO2 و CO2 تشکیل قطرات از اسید سولفوریک یا اسید کربنیک بر روی لوله های Feed water heater بدهد که این امر سبب خوردگی لوله ها می شود .

بهمین خاطر در زمانی که سوخت مصرفی ، گازوئیل باشد ( از آنجا که ما هر چقدر هم که تلاش کنیم باز هم احتراق گازوئیل مقداری ناقص می باشد ) لذا در این شرایط خط by pass ای وجود دارد که از طریق یک شیر موتوری عمل قطع و وصل آن صورت می گیرد و با بسته شدن این شیر Feed water heater ها از مدار خارج شده و آب از کندانسور بطور مستقیم به Dearator می رود .

2-Dearator (هوازدا):

دو خط ورودي به Dearator وجود دارد. اول خط آب خارج شده از Feed Water دوم خط بخار گرفته شده از IP Evaprator که خط آب از فضاي بالاي Dearator و خط بخار از زير Dearator به اين محفظه منتقل مي شود .

کار اصلي dearator هوازدايي از آب موجود در سيکل است ، يعني زدودن گاز زائد O2 و CO2 که باعث خوردگي در قسمت ديگر سيکل که بسيار هم حساس هستند، نشود . عملکرد Dearator بر اين اساس است که با بالا بردن دماي آب حلاليت حلاليت اين گازهاي زائد در آن کم مي شوند.

آب ورودي از طريق يکسري نازل هاي خود تنظيم بر روي صفحات تختي و سيني هاي فلزي گزانده مي شوند. بخاري که از زير اين صفحات بالا مي آيند موجب گرم کردن آب مي شود و بخش اصلي CO2 و O2 که غير قابل تراکم هسنتند از آن جدا شده و به سمت خروجي بروند . در vent سرعت خروجي براي جدا شدن اين گازهاي نا محلول در سطح مايع و سرعت ترک dearator يکسان است و بخشي از بخار همراه اين گازها در اينجا Condence مي گردند و به سيستم باز میگردند . بخشی نیز برای تضمین عبور گاز از vent valve خارج مي شوند.

آبي که گرم و هوازدايي شده است در Storage tank ذخيره مي شود تا همواره آب براي B.F.P ها فراهم باشد. بهمين خاطر است که هيچگاه به طور مستقيم از Dearator انشعابي براي B.F.P نمي گيريم. زيرا B.F.P ها در صورت عدم وجود آب در Suction باعث خرابي و ايجاد پديده کاويتاسيون که براي پمپ بسيار مخرب است مي گردد Storage tank عملاً به عنوان يک تانک ذخيره آب مورد استفاده قرار مي گيرد.

3- Evonomizer :

اکونومايزر شامل تعدادي لوله موازي فين دار (به منظور انتقال حرارت بهتر) هستند که در آرايشي مربعي ، جزء آخرين قسمت ها در مسير دود خروجي از بويلر قرار دارند . آب تغذيه ورودي از اين لوله ها عبور کرده و حرارت را جذب نموده و در مسير IP وارد مسير IP drum مي شود و در مورد مسير HP با گذر از اکونومايزر ثانويه وارد HP Drum مي شود . ( علت اين امر جذب حرارت بيشتر براي ورود به HP Drum مي باشد) و با اين عمل راندمان بالا مي رود؛ چرا که از حرارت تلف شده خروجي اگزوز استفاده شده است.

موردي که در استفاده اکونومايز مي بايست مورد توجه قرار گيرد، آن است که از ايجاد بخار در آن جلوگيري شود.

ايجاد بخار در اکونومايزر در برخي از موارد مي تواند باعث نوساني شدن سطح درام شود و در بعضي موارد موجب احتمال سوختن لوله هاي اکونومايزر در اثر عدم انتقال حرارت در آنها ( در اثر ايجاد حباب در لوله ها) مي شود. زيرا بخار در حال حرکت درست مثل يک عايق ميان لوله و آب عمل کرده در نتيجه حرارت در لوله به آب منتقل نشده و سبب Over heat شدن لوله مي گردد. اکونومايزرها دو نوع هستند : HP,IP که اکونومايزر HP براي رساندن آب به شرايط لازم براي ورود به HP Drum در دو قسمت اوليه و ثانويه تقسيم شده است . که آب پس از گذر از اکونومايزر اوليه وارد ثانويه شده و در آنجا وارد HP Drum مي گردد.

4- Drum :

درام منبع ذخيره اي است که براي رسانيدن آب به Evaprators و Header هاي آن ، وظايفش عبارتند از :

1- به عنوان منبع ذخيره جهت جلوگيري از خطرات سوختن المان ها در اثر کمبود آب

2- توزيع يکنواخت آب و بخار

3- جدا سازي اب و بخار

4- کنترل شيميايي آب با تزريق مواد شيميايي

5- جلوگيري از منتقل شدن آب به همراه بخار به سوپر هيتر

6- انجام عمليات بلودان آب بويلر براي کاهش موارد جامد نا محلول در آب

نحوۀ جداسازي آب و بخار در درام :

1- روش جداسازي ثقلي : در بويلر هاي با فشار کم ، اگر سرعت بخاري که سطح آب را قطع مي کند کم باشد، جداسازي به صورت طبيعي انجام مي شود . عامل موثر در اين روش ، فشار کارکرد است که در فشارهاي بالا به دليل پايين بودن اختلاف چگالي بين آب و بخار ( در نزديکي فشار بحراني ، جايي که آب به طور مستقيم به بخار تبديل مي شود) جدا سازي به سختي انجام مي گيرد.

2- روش جداسازي مکانيکي اوليه : در اين روش از يک سري تيغه استفاده مي شود .

3- روش جداسازي مکانيکي گريز از مرکز : معمولاً در درام هاي بويلر هاي مدرن ، از اين روش براي جداسازي آب و بخار استفاده مي شود. جداسازي بخار به اين صورت است که آب و بخار وارد قسمتي به نام Siclon مي شود و با حرکت دوراني که سيکلون دارد ، به علت نيروي گريز از مرکز. قطرات آب ، به علت سنگيني وزن از بخار جدا مي شوند .

البته بخارهاي خروج از سيکلون کاملاً عاري از قطرات آب نيستند و لذا از صفحاتي لايه لايه گذشته و در اين لايه ها، آخرين قطرات آب خود را نيز از دست مي دهند و وارد Super Heater مي شود.

4- درام هاي سيکل ترکيبي در 2 نوع HP و IP موجود مي باشند که درام IP در فشار ( bar 8/10) و درام HP در فشار(bar3/92) فعاليت مي کنند به همراه ولوهاي بعد از B.F.P سطح درام را به هنگام نوساني شدن سطح آب در آن به تعادل مي رسانند.

5- نکته مهم : سطح آب در درام

زماني که فشار در درون درام افت پيدا مي کند ، از آنجا که با افت فشار تعداد بيشتري از ملکولهاي بخار ايجاد مي شوند ( زيرا فشار از سطح مايع برداشته شده ) و همواره بين آب ورودي وبه درام و بخار خروجي از آن تناسب وجود دارد و سطح آب در درام کاهش مي يابد که اين عمل موجب سوختن لوله هاي Evaprator مي شود. ضمناً اگر فشار افزايش يابد ميزان بخار خروجي کاهش يافته و سطح آب در درام افزايش مي يابد . و ممکن است اين آب وارد لوله هاي سوپر هيت شود . به اين منظور و براي جلوگيري از نوسانات سطح آب در درام از يک سري ارتفاع سنج هايي استفاده مي شود که سطح آب در درام را کنترل مي کنند .

در ضمن در هر يک از درام هاي HP و IP يکسري شيرهايي جهت نمونه گيري و تغذيه شيميايي موجود مي باشد، که مواد ضد خوردگي از آن طريق به داخل درام تزريق مي شوند .

نکته قابل توجه آنست که خطي از HP Drum به IP Drum متصل مي باشد. که اين خط لوله جهت تغذيه انرژي مي باشد که آب با فشار و درجه حرارت بالا را از HP وارد IP نموده تا در IP استفاده شده و ودما و فشار آن گرفته شود.

اين مسئله باعث افزايش راندمان و استفاده بهينه از آب موجود در سيستم مي شود اين آب در پايان از IP Drum به سمت Drain blow down مي گردد .

5- Down Commer and evaprator :

آب از طريق يک سري لوله به نام Down Commer از درام به سمت پايين ترين نقطه Boiler مي آيد که از آنجا از طريق Header هايي به لوله هايي به نام Evaprator منشعب مي شود.

وظيفۀ Evaprator آن است که آب را تبخير نموده ( در اصل آب آمده از Drum را به حالت دو فازي تغيير دهد) تا در درام آب دو فاز داشته باشيم .

چون Evaprator در ابتداي مسير ورود گازهاي داغ توربين گاز قرار دارد، گرماي بيشتري جذب نموده و آب را تبخير مي نمايد . تعداد لوله هاي Evaprator که موارزي هستند در قسمت درام HP 7 سري است . که در دو قسمت چهار سري و سه سري از Down Commer منشعب مي شود . اما در درام IP تعداد لوله هاي Evaprator که از Down Commer منشعب مي شوند 4 سري لوله موازي است که در يک سمت Down Commer قرار دارد .

سومين Evaprator ، LP evaporator است که در زير Deavrator , Storage tank قرار دارد و آب را از Down Commer گرفته و در ودو سري لوله موازي گرم مي نمايد و سپس وارد Storage tank مي کند.

نکته 1: در لوله هاي Evaprator آب خود به خود بالا مي رود و احتياجي به پمپ نيست . علت اين امر ، اختلاف دانسيته است مجموع لوله هاي Evaprator و Down Commer مانند يک لوله V شکل هستند که به صورت متصل به هم در نظر گرفته مي شود . يک طرف لوله آب اشباع و طرف ديگر لوله آب و بخا ر داريم و چون دانسيته بخار از آب کمتر است پس دانسيته کل سيال Evaporation از دانسيته کل لوله ها Down Commer کمتر است . و اين اختلاف دانسيـه باعث حرکت آب از دانسيتۀ بالا به دانسيتۀ پايين و سير کولاسيون طبيعي آب مي شود ، که اين در سيکل ترکيبي نيروگاه شهيد رجايي اتفاق مي افتد( سير کولاسيون- طبيعي)

نکته 2:

بويلر هايي که در فشار بحراني کار مي کنند ، احتياج به پمپ دارند ( مانند نيروگاه نکا ) زيرا با افزايش فشار ، اختلاف دانسيته بين آب اشباع و بخار اشباع کمتر مي شود تا اينکه در فشار بحراني ديگر بين اين دو اختلافي نيست ( نمودار P-V در فشار بحرانی ، حجم که عامل تغيير چگالي است بين آب اشباع و بخار اشباع ثابت است ) و آب اشباع مستقيماً به بخار سوپر هيت تبديل مي شندو ديگر نا حيه دو فازي را طي نمي کند . پس بايد يک پمپ در مسير راه لوله هاي Down Commer قرار گيرد.

اين پمپ همان B.C.P است که هر کدام براي چرخش آب در بويلر به کار مي رود ، زيرا اختلاف دانسيته قادر به تأمين اين هدف نيست . در چنين نيروگاه هايی که ديگر Drum موجود نيست و آب درون Water wall هاي محفظه احتراق مستقيماً به بخار سوپر هيت تبديل مي شود.

6- Super Header :

براي استفاده از انرژي و حرارت گاز عبوري از بويلر و همچنين توليد بخار با کيفيت براي توربين ها در نيروگاه ، بخار اشباع توليد شده در درام را مجدداً توسط گازهاي حاصل از احتراق در بخش توربين گاز گرم مي کنند . اين عمل به دليل استفاده هر چه بيشتر از انرژي گاز صورت مي گيرد.

که به اين عمل داغ کردن بخار يا Super heater گفته مي شود.

يک سوپر هيت شامل هدرهاي ورودي و خروجي مي باشد که توسط لوله هايي با قطر کم به هم مرتبط مي شوند . سوپر هيتر ها معمولاً چند مرحله اي هستند به اين ترتيب کنترل درجه حرارت نيز ساده مي شود .

سوپر هيترها بر اساس شرايط طراحي بخار دريافتي طبقه بندي مي شود . روش ديگر طراحي بر اساس تعداد لوله ها و محل هدرها مي باشد .

تقسيم بندي از نظر شکل قرار گرفتن لوله ها و هدر ها به صورت زير است:

1- آويزان : که لوله ها از هدرها آويزان بوده و توسط آنها نگهداري مي شوند.

2- افقي : که لوله ها به صورت افقي قرار دارند.

3- L شکل : که از حداکثر برخورد دود با لوله استفاده مي شود.

همانطور که مي دانيم بخار خروجي از درام بخار آب اشباع مي باشد و به محض برخورد با هر جسم سردي به مايع تبديل مي شود به همين خاطر آن را در سوپر هيتر به صورت بخار مافوق گرم مي آورند.

که اين کار در نيروگاه سيکل ترکيبي در يک سوپر هيتر IP و در سوپر هيتر HP انجام مي شود.

در سوپر هيتر IP بخار مربوط پس از خروج از Drum در داخل سوپر هيتر خشک شده و در نمودار T.S ترموديناميک وارد منطقه مافوق گرم مي شود و مهياي ورود به توربين مي گردد.

که در مسير آن دو Safty valve وجود دارد که در صورتي که فشار از bar 7/7 بيشتر باشد عمل خواهد نمود .

اما در سوپر هيتر HP که شامل دو سوپر هيتر Primary و Final مي باشد . بخار پس از خروج Drum HP در سوپر هيتر اوليه خشک شده تا قطرات آب وارد توربين نگردد و باعث ايجاد خوردگي و ارتعاش پرده هاي توربين نشود به اين منظور بخار خروجي از سوپر هيتر اوليه مهياي ورود به سوپر هيتر ثانويه مي شود.

علت این امر اين است که بخار ورودي به توربين HP مي بايست درجه حرارت معيني داشته باشد لذا در مسير بين دو سوپر هيتر اوليه و ثانويه آبپاشي قرار دارد که بر روي بخار، آب مي پاشد و درجه حرارت را به ميزان مورد نياز براي HP توربين مي رساند سپس بخار وارد سوپر هيتر ثانويه شده تا قطرات آب پاشيده شده بر روي آن مجدداً بخار شود . تا قطرات ريز آب وارد توربين نگردد .

در مسير بخار سوپر هيت به HP توربين دو عدد Safefy valve است که طریقۀ عملکرد آن مانند Safefyvalve هاي مسير IP بخار است .

بخار خروجي از سوپر هيتر ثانويه داراي دبي Kg/h 144280 و فشار bar 54/89 و دماي 512 مي باشد .

با توجه به مطالب گذشته بويلر فرايند فشار ثابت را در دياگرام T-S طي ميکند اما در عمل در حدود 19 الي 20 بار اختلاف فشار وجود دارد که به دليل وجود افت فشار در لوله هاي موجود در مسير مي باشد .

7- BlowDown :

شامل يک تانک ذخيره به حجم 63/2 است که شامل سه Drain متصل به آن مي باشد که يکي از Hp و IP سوپر هيتر بوده و ديگر از IP درام و آخري از خط تغذيه انرژي مابين Hp و IP درام در زمان تريپ سيستم مي باشد .

Drain از IP درام به علت وجود ذرات نا محلول در انتهاي تانک بوده که با وجود مقطر بودن آب به Blow down تخليه مي گردد.

از وظايف BlowDown گردآوري drain ها ، از بخش هاي مختلف H.R.SG است و فرستاندن آنها به طور مستقيم به استخر تبخير به منظور کاستن دما ، ضمناً شيري نيز در زير Blowdown وجود دارد که براي تخليه آب استفاده مي شود

Blow oFF :

زماني که جريان بخار قطع است يا هنوز در مدار بر قرار نشده است در زمان Start Up و Shut down آب باقي مانده در سيستم از اين طريق تخليه مي شود.

8- Diverter Damper :

دمپري است هيدروليکي که در شرايط مختلف از دستور العمل زير پيروي مي کند .

اين دمپر در ابتداي راه ورود به بويلر قرار دارد . تا پيش از راه اندازي سيکل ترکيبي اين دمپر مسير را مسدود کرده و تمام دود خروجي از سيکل گازي ( توربين گاز) را به اتمسفر مي فرستاد.

الف- بستن اتوماتيک شير گازهاي گرم وارد شده به بويلر ؛ زماني H.R.SG در حالت Trip قرار دارد که زمان لازم براي رسيدن به اين هدف 20 ثانيه طول مي کشد.

ب- بستن مسير بويلر به منظور کارکردن سيکل گازي به تنهايي .

ج- بستن مسير ورود به اتمسفر در حالت کار H.R.SG :

اين دمپر فقط دو حالت 0 يا 100% را دارا است . يعني در يک زمان و يا فقط مسير بويلر باز است و يا مسير اتمسفر؛ که اين کار از طريق يک سيستم کنترلي انجام مي شود و اين سيستم کنترلي داراي سه سوئيچ محدود کننده براي وضعيت باز کردن به سمت H.R.SG ، با سيگنال هاي مناسب و سه سوئيچ محدود کننده براي وضعيت بسته شدن مسير H.R.SG با سيگنال هاي مناسب ميباشد .

ضمناً براي ايمني پرسنل ، در زماني که به هر دليلي سيکل ترکيبي از مدار خارج مي شود با حرکت دادن دو موتور جهت دار ، از طريق Guttine Damper که سيستم آب بر اساس کشش کابل استوار مي باشد ، جلوي مسير گاز خروجي از توربين گاز به سمت H.R.SG گرفته مي شود.

اين دمپر به منظور ايجاد ضريب ايمني بيشتر و جلوگيري از ورود هرگونه گازي به فضاي بويلر مي باشد. يک سيستم فن دمنده شامل دو فن با دو ولوموتوري براي آب بندي گاز از طريق هوا . در طرف بسته Diverter Damper تعبيه شده است . ( فشار هوا در طرف بسته به منظور جلوگيري از نشت گاز )

توربین Turbin :

بخار پس از گذشتن از super Heater فاینال در بویلر وارد خط Main Steam شده و به توربین می رود . توربین بخار سیکل ترکیبی طیف وسیعی از ماشینها را شامل می شود که در آنها انتقال انرژی بواسطه جریان دائمی یک سیال عامل ( بخار ) در میان آنها تعبیه شده بر روی محور ماشین صورت می پذیرد . توربینهای بخار شامل پره های ضربه ای و عکس العملی می باشد .