دانلود پروژه کارآموزی نیروگاه شهید بهشتی لوشان

مقدمه

نیروگاه شهید بهشتی لوشان که در کیلومتر 90 جاده رشت به تهران قرار دارد ، این نیروگاه تشکیل شده از چهار واحد که دو واحد آن بخار و دو واحد آن گازی می باشد . تولیدی واحد بخار هر کدام mw120 و در مجموع  mw 240 می باشد و تولیدی واحد گازی هر کدام mw 60 که در مجموع mw 120 می باشد. حال توضیحاتی مختصر و مفید راجع به واحد های بخار می پردازیم .

واحد بخار در مجموع تشکیل شده از بویلر ، توربین و الکتریک یا ژنراتور که از ابتدا شرحی در رابطه با بویلر و بعد توربین و بعد ژنراتور می پردازیم.

فصل اول

بویلر

1-وظیفه دیگ بخار

همانطور که در توضیح داده شد در ابتدا وظیفه دیگهای بخار تولید بخار جهت به حرکت درآوردن موتورهای بخار نظیر موتور وات برای انواع کارهای صنعتی بوده است که می توان موتورهای بخار قطارها یا پمپ ها را مثال زد. ولی پس از کشف موتورهای دیزل و همچنین موتورهای الکتریکی موتورهای بخار مورد استفاده ای نداشته و لذا نیروگاهها بکار می روند. بنابراین در عصرل حاضر دیگهای بخار با استفاده از سوخت های فسیلی و یا اتمی وظیفه تامین بخار را برای نیروگاههای برق عهده دارد هستند.

2-اساس کار دیگهای بخار :

در ابتدا آب تغذیه ای وارد مخزن استوانه ای شکل به نام درام شده و پس از طی لوله های پائین آورنده وارد لوله های دیواره ای می شود . در این محوطه درجه حرارت آب دائماً اضافه شده تا حدی که به نقطه جوش می رسد و سپس مقداری بخار در لوله های ایجاد می گردد. در نهایت مخلوط آب و بخار وارد همان مخزن استوانه ای شده و توسط تجهیزات مخصوصی در این مخزن بخار ها جدا شده و آبها مجدداً مسیر فوق الذکر را ادامه می دهد . بخارها پس از خروج از این مخزن وارد لوله ها معمولاً در معرض حرارت ناشی از دود بویلر قرار دارند. بنابراین به درجه حرارت بخار داخل آنها افزوده می شود و در نهایت به صورت بخار خشک این لوله ها را ترک نموده و به طرف توربین هدایت می گردند.

3-اجزاء دیگ بخار

ابتدا به شرح اجراء دیگ بخار که در مسیر آب و بخار قرار دارند می پردازیم :

 اکونومیزر                                                   ECONOMIZER

اکونومیزر حاوی تعدادی لوله موادی است که در آخرین مراحل دود خروجی از بویلر قرار دارند . داحل این لوله ها آب تغذیه ورودی به بویلر جریان دارد . این آبها مادامی که لوله های اکونومیزر را طی می نمایند . حرارت دود را جذب نموده و سپس به سمت درام هدایت می گردند. اساس کار این اکونومیزر و بطور کلی نامگذاری آن  بر این است که در واقع درآن از حرارت دود استفاده می شود که در بویلر های قدیمی این حرارت بوسیله دود و بدون استفاده از دودکش دیگ خارج می گردید. بنابراین راندمان بویلرهای قدیمی کمتر از بویلر های جدید که اکونومیزر در آن بکار رفته است می باشد . بنابراین مهمترین فلسفه وجودی اکونومیزر در داخل دیگهای بخار بالا بردن راندمان دیگ بخار و بطور کلی نیروگاه می باشد .

 4-لوله های دیوراه ای و محوطه احتراق

همانطور که از نام محوطه احتراق پیداست ،فضایی است که عمل احتراق در آن صورت می گیرد. اطراف این محوطه عموماً تعداد زیادی لوله های موازی نزدیک به هم که لوله ها دیواره ای موسوم هستند پوشیده شده است . بخشی از حرارت حاصل از احتراق از طریق تشعشعات و جابجایی به این لوله ها منتقل می گیرد. این لوله ها نیز حرارت را بوسیله هدایت ،به آب داخل خود منتقل می نمایند . بنابر این در کوره هر سه نوع انتقال حرارت با یکدیگر انجام می گیرند حاصل این تبادل حرارت جذب حرارت توسط آب داخل لوله ها و تبدیل آن به بخار است به عبارت دیگر کلیه بخار تولیدی دیگ در این لوله های دیواره ای باعث خنک شدن فضای اطراف کوره می شوند و لذا مشکلی از نظر عایقکاری دیواره ای اطراف محفظه احتراق پیش نخواهد آمد به عبارت دیگر لوله ها دیواره ای همانطور که از نامشان پیداست دیواره کوره را تشکیل داده و با حذب حرارت و انجام آن به آب داخل خود دیواره کوره را خنک می نمایند .

در گذشته دیوارهای اتاق احتراق از آجرنسوز ساخته می شدند که بعلت حرارت زیاد در این محوطه به سرعت خراب می شدند.این اشکال در عصرحاضر بوسیله لوله های دیواره ای خنک شونده با آب(لوله های دیواره ای ذکر شده)حل شده است.

قسمتی از محوطه احتراق دیک

در شکل سعی شده است بطور بسیار ساده ای قسمتی از محوطه احتراق نشان  داده شود.همانطوریکه ملاحظه می شودبین لوله های دیواره ای یک نوار فلزی که بهfinموسوم است قرار دارد.این فین رابط بین لوله ها بوده وهمچنین از نظرتبادل حرارت نیز نقش مؤثری بعهده دارد.

همواره جریان آب در داخل لوله های دیواره ای از پایین به بالا است.هر چه آب درطول کوره به طرف بالا حرکت می نماید حرارت بیشتری جذب نموده ودر نتیجه بخار بیشتری تولید می گردد.در بویلر های گردش طبیعی این حرکت به صورت طبیعی(بخاطر اختلاف دانسیته آب بین ولوله های پایین آورنده ودیواره ای)انجام می گیرد ولذا در خاتمه لوله های دیواره ای مخلوطی از آب وبخار موجود خواهد بود.که به محض ورود به درام آب وبخار از یکدیگرجدا می شوند.در بریلر های گردش اجباری جریان آب در داخل لوله های دیواره ای  به کمک یک پمپ که در مسیرلوله های پایین آورنده نصب است انجام می گیرد ،در این نوع بویلرطراحی مجموعه محوطه احتراق ولوله های دیواره ای به نحوی است که کلیه آبهای موجود در لوله های دیواره ای پس از طی محوطه احتراق به بخار تبدیل شده ومستقیماً به سوپرهیترها هدایت می گردند.ولذا ساختمان درام از این نوع بریلرها قابل حذف خواهد بود.

 درام

بطور کلی درام دو وظیفه اصلی را عهده دار است.

الف:عمل نمودن به عنوان یک مخزن ذخیره ای جهت دیگ بخار

درام می تواند با ذخیره آب و یا بخار خود در شرایط بخرانی بهره برداری از بویلر مقداری از تیازهای ضروری آب و یا بخار را تامین نماید .

ب – تقسیم آب و بخار

آب و بخار ایجاد شده در لوله های دیوراره ای وارد درام شد و بوسیله تجهیزاتی که در داخل درام وجود دارد ،آب و بخار کاملاً از یکدیگر جدا شده و به این ترتیب امکان عبور بخار بدون ذرات آب به طرف لوله های سوپرهیتر فراهم شده و همچنین آب بدون بخار روانه لوله های پائین آورنده شده و در نهایت به سمت لوله های دیوراه ای هدایت می شود . تجهیزاتی که توسط سازندگان بویلر برای جدا سازی بخار بکار می روند مقداری با یکدیگر متفاوت هستند ولی اساس کار آنها یکی است به این ترتیب که در کلیه این تجهیزات مخلوط آب و بخار داخل سیلکون شده و با حرکت چرخشی که در سیلکون به آنها داده می شود و نیروی گریز از مرکزی که ایجاد می گردد قطرات آب به علت سنگینی وزن از بخار جدا می گیرند . البته بخارهای خروجی از سیلیکون کاملاً حاوی از قطرات آب نیستند و لذا از صفحاتی لایه لایه گذشته و در این لایه ها آخرین قطرات آب خود را نیز از دست می دهند.

در درام اعمال دیگری نظیر تقسیم یکنواخت آبهای ورودی از طریق اکونومیزر روباز تزریق محلولهای شیمیایی به بویلر نیز انجام می گردد که توضیح در خصوص آنها از حوصله این بحث خارج است . سطح مقطع درام در شکل زیر آمده است .

مقطع درام

سوپر هیتر ؛

بخار خروجی از درام گر چه قطره آبی را بهمراه ندارد ولی چنانچه به کوچکترین سطح سردی برخورد نماید از آن به آب تبدیل می شود . به این نوع بخار از نظر ترمودینامیکی بخار اشباع گفته می شود. برای اینکه این بخار توانایی و استعداد بیشتری (انرژی بیشتری)را دارا باشد لازم است از درجه حرارت بالاتری برخوردار گردد و یا اصطلاحاً خشک شود . این عمل توسط سوپر هیتر انجام  می گیرد . سوپر هیتر از مجموعه لوله های موادی تشکیل شده است که معمولاً در مسیر گازهای خروجی از کوره (دود) قرار گرفته اند . این لوله ها حرارت ناشی از دو را به بخار داخل خود انتقال می دهند . در یعضی دیگهای بخار این لوله ها مستقیماً در بالای محوطه احتراق قرار گرفته اند و لذا حرارت این محوطه بوسیله تشعشع و جابجاسس به آنها منتقل    می گردد ، در بعضی دیگر قسمتی از لوله های سوپر هیتر در فضایی قرار دارند که شعله بویلر را نمی بینند و لذا حرارت تنها از طریق جابجایی به آنها منتقل می گردد .

لوله های سوپر هیتر با توجه وضعیت طراحی بویلر به صورت افقی و یا آویزان طراحی می گردند که در شکل زیر ملاحظه می گردند.

در بسیاری از دیگهای بخار ،سوپر هیتر ها دارای چند مرحله هستند به این ترتیب که ابتدا بخار وارد سوپر هیتر اولیه شده و پس از خروج از آن دردی سوپر هیتر از نظر درجه حرارت کنترل گردیده و سپس وارد سوپر هیتر ثانویه شده و پس از خروج از آن به سمت توربین هدایت می گردد. در دیگهای بخار با ظرفیت بالا تعداد مراحل سوپر هیتر به 4 و 5 نیز می رسد.

دی سوپر هیتر :                                                     Desuper heeter

وظیفه دی سوپر هیتر کنترل درجه حرارت بخار است . بخار خروجی از بویلر بایستی دارای درجه حرارت مشخصی باشد. در غیر اینصورت مشکلات مختلفی از جمله آسیب دیدن پره های توربین را باعث می گردد. برای اینکار بین دو مرحله از سوپر هیتر یک دی سوپر هیتر نصب می گردد که در آن آب تغذیه می گردد که در آن آب تغذیه به داخل بخار پاشیده و به این ترتیب درجه حرارت آن را کاهش می دهد.

شیر کنترل آب اسپری دی سوپر هیتر بر اساس مقدار درجه حرارت بخار خروجی از سوپر هیتر ، مقدار آب ورودی به دی سوپر هیتر را تنظیم        می نماید و به این ترتیب همواره درجه حرارت بخار خروجی از سوپر هیتر در یک مقدار ثابتی باقی می نماید. به شکل زیر توجه نمائید.

دی سوپر هیتر

علت قرار دادن دی سوپر هیتر در ورودی سوپر هیتر ثانویه این است که کلیه قطرات آبی که در داخل بخار پاشیده شده اند در طول گذاشتن از سوپر هیتر ثانویه فرصت بخار شدن را داشته باشند. در غیر اینصورت چنانچه دی سوپر هیتر در خروجی دی سوپر هیتر ثانویه قرار گیرد امکان انتقال ذرات آب به داخل توربین وجود داشته و این موضوع خطر بزرگی برای خوردگی پره های توربین را بهمراه خواهد داشت.

ری هیتر                                                                           Reheater

وظیفه ری هیتر گرم نمودن بخارهای برگشتی از توربین های فشار قوی است، به این ترتیب که درجه حرارت بخار برگشتی را به اندازه درجه حرارت بخار اصلی بالا برده و آنرا به سمت توربین فشار متوسط هدایت می نماید. ساختمان ری هیتر مشابه سوپر هیتر است یعنی از مجموعه لوله های افقی و مواردی تشکیل یافته است که در مسیر دود قرار گرفته و حرارت دود را به بخار داخل خود منتقل می نماید. همچنین همانند سوپر هیتر ، به دو بخش ری هیتر اولیه و ثانویه و در بعضی موارد به چندین بخض تقسیم می گردد. به شکل زیر توجه شود.

مثالی در مورد نحوه قرار گرفتن ری هیتر در داخل دیگ بخار

وجود ری هیتر در کلیه دیگهای بخار الزامی نیست و بستگی به طراحی عمومی نیروگاه طراحی توربین دارد. معمولاً در بویلر هایی که ظرفیت پائینی دارند از ری هیتر استفاده نماید. ولی در بویلر های ظرفیت بالا استفاده از ری هیتر الزامی است چرا که رطوبت بخار خروجی از توربین را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد . کنترل درجه حرارت بخار خروجی از ری هیتر توسط دی سوپر هیتر که در بین مراحل مختلف آن تعبیه شده و با فن گردش دهنده دود انجام می شود.

5- مسیر آب و بخار در داخل دیگ بخار :

در قسمتهای قبلی اساس کار دیگهای بخار توضیح مختصری در خصوص مسیر آب و آب بخار در داخل دیگ داده شد که هم اینک (با توجه به شناخت بهتر اجزاء سیستم) توضیح بیشتری در مورد آن داده می شود.

آب تغذیه پس از خروج از پمپ تغذیه و شیر یکطرفه وارد اکونومیزر شده و پس از جذب حرارت دود از هدر خروجی اکونومیزر خارج شده و به درام هدایت می گردد.

در درام با آبهای داخل آن مخلوط شده وسپس از طریق لوله های پایین آورنده به هدر ورودی لوله های دیواره ای متصل می گردد. در لوله های دیوراه ای قسمتی از آن به بخار تبدیل شده و مخلوط آب و بخار مجدداً به درام هدایت می گردند . در درام آب و بخار از یکدیگر جدا شده آب مجدداً مسیر لوله های پایین آورنده و دیوراه ای را طی می نمایند و بخار به سمت لوله های سوپر هیتر هدایت می گردد . بخار پس از طی مراحل مختلف سوپر هیتر و همچنین پس از گذشت از دی سوپر هیتر و سوپر هیتر نهایی کاملاً خشک شده و به طرف توربین هدایت می گردد . با توجه به ساختمان توربین امکان دارد :

تمام انرژی بخار خشک صرف انجام کار شده و در نهایت به سمت کندانسور هدایت گردد .

 قسمتی از انرژی بخار خشک صرف انجام کار شده و سپس از توربین فشار قوی خارج شده و به طرف لوله های روی هیتر هدایت شده و پس از طی مراحل مختلف ری هیتر وارد توربین فشار متوسط و فشار ضعیف شده و در نهایت وارد کندانسور گردد .

اکنون به شرح اجزاء یک دیگ بخار که در مسیر هوا و دود قرار دارند        می پردازیم .

1-فن یا دمنده هوا                                      Forced Draught Fan

وظیفه اصلی فن تامین هوای مورد لزوم احتراق می باشد بنابر این فن با توجه به مکشی که ایجاد می نماید هوای محیط را مکیده و در کانالهائی که در نهایت  به محوطه احتراق ختم می گردند به جریان می اندازد و فن ها دارای انواع و اقسام هستند نظیر فن های جریان شعاعی و یا فن های جریان محوری و یا ترکیبی که در طراحی دیگ بخار به مقدار هوای لازم و فشار آن و همچنین راندمان مورد نظر یکی از این نوع انتخاب می گردد .

وظيفه اصلي فن تامين هواي مورد لزوم احتراق مي باشد بنابر اين فن با توجه به مكشي كه ايجاد مي نمايد هواي محيط را مكيده و در كانالهائي كه در نهايت به محوطه احتراق ختم مي گردند به جريان مي اندازد و فن ها داراي انواع و اقسام هستند نظير فن هاي جريان شعاعي و يا فن هاي جريان محوري و يا تركيبي كه در طراحي ديگ بخار به مقدار هواي لازم و فشار آن و همچنين راندمان مورد نظر يكي از اين نوع انتخاب مي گردد .

2-گرم كن بخاري

وظيفه گرم كن بخاري گرم كرده هواي خروجي فن است علت تعبيه اين گرم كن بالا بردن درجه حرارت هواي ورودي بويلر به ميزاني است كه نقطه شبنم بخارهاي موجود در هوا و دود افزايش يافته و مشكلاتي از قبيل خوردگي روي صفحات ژنكستروم (گرم كن اصلي هوا) ايجاد ننمايد و يك گرم كن بخاري از تعدادي لوله موازي كه داراي تيغه هايي فلزي (fin) جهت تبادل حرارت بهتر هستند تشكيل شده است و اين لوله ها در كانال هوا قرار گرفته اند ولذا هواي ورودي ضمن آن افزوده مي شود . در شكل زير ساختمان يك گرم كن بخاري نشان داده شده است .

ساختمان ساده يك گرم كن بخاري

3- ژنكستروم يا گرم كن دوار هوا

ژنكستروم نوعي ديگر از گرمكن هواست مه با استفاده از حرارت دود خروجي از بويلر درجه حرارت هواي ورودي را به ميزان قابل توجهي افزايش مي دهد . اين گرمكن از يك استوانه دوار تشكيل شده است كه در داخل آن تعداد بسيار زيادي صفحات موج دار قرار داردند . استوانه دوار بنحوي طراحي شده كه نيمي ديگر در مسير هوا واقع شده است . بنابراين دود و هوا الزاماً از صفحات موج دار مي گذرند با چرخش استوانه كه با سرعت كمي انجام مي گيرد ،صفحات موجدار حرارت دود را جذب نموده و سپس در مسير هوا حرارت خود را به هوا داده و به اين ترتيب هواي ورودي به ديگ را گرم مي نمايند . و براي جلوگيري از مخلوط شدن دود و هوا از يك سري ميل هاي آب بندي استاده شده است كه در مسيرهاي شعاعي و محيطي استوانه قرار گرفته اند . استوانه دوار معمولاً از سه لايه صفحات موجدار تشكيل شده است كه به آنها لايه هاي گرم متوسط و سرد مي گويند . لايه گرم در مسير دود ورودي به گرمكن قرار گرفته و لايه سرد در مسير خروجي از گرمكن واقع شده و لايه متوسط بين اين دو لايه قرار دارد . محور استوانه در بعضي از گرمكن ها ي دوار به صورت عمودي است و در بعضي ديگر به صورت افقي قرار دارد . نحوه قرار گرفتن محور استوانه دقيقاً بستگي به طراحي عمومي بويلر دارد . شكل زير تصوير ساده گرم كن ساده هوا

4- دريچه هاي كنترل هوا يا دامپرها

براي كنترل مقدار هواي ورودي به بويلر از دريچه هاي كنترل هوا استفاده مي گردد .

اين دريچه ها در ورودي فن يا خروجي آن و همچنين در محل هواي ورودي به مشعل مصب مي گردند . غالباً اين دريچه ها به صورت اتوماتيك كنترل مي شوند . البته طبيعي است كه با دست عمل نموده و بعضي ديگر كه در مسير دود دوباره به گردش در آمده در بويلر قرار دارند در هر موقعيت قابل تنظيم هستند.

5-گردش دهنده مجدد دود

اين فن مقداري از گازهاي خروجي از بويلر را (پس از اكونوميزر) گرفته و مجدداً در كوره بويلر به جريان مي اندازد . اين كار معمولاً جهت كنترل مقدار تبادل حرارت در كوره و در فضاي بالاي آن و همچنين براي كنترل درجه حرارت روي هيت انجام مي شود . اين نوع فن در ديگ هاي بخار با ظرفيت بالا به كار گرفته مي شود .

6-فن مكش دود از بويلر

اين فن كه معمولاً زغال سنگي نصب مي گردد وظيفه مكش دوار از بويلر وهدايت آن به دود كش را به عهده دارد . در اين حالت فشار كوره صفر و يا منفي است .

7- دود كش

آخرين جزء مسير دود دودكش است كه گازهاي خروجي از بويلر (دود) را به محيط بيرون هدايت مي نمايد . طبيعي است ارتفاع بيشتر دود كش نقش تعيين كننده اي در هدايت دود و بالطبع عدم آلودگي محيط دارد .در طراجي دودكش لازم است مسائلي از قبيل خوردگي و همچنين زلزله را به طور دقيق بررسي نمود .

8-توضيح در خصوص مسير هوا و دود در داخل ديگ بخار

پس از شناخت نقش كليه اجزايي كه در مسير هوا و دود قرار دارند فراگيري مسير هوا و دود به راحتي ميسر است :

هواي محيط توسط فن مكيده شده و پس از انكه فشار آن به ميزان مشخصي ازدياد يافت از آن خارج شده و وارد گرمكن بخاري مي گردد . در گرمكن بخاري لازم را كسب نموده و سپس وارد گرمكن اصلي (ژونكستروم)مي شود . پس از آن دريچه هاي كنترل هواي مشعلها گذشته و پس از آن در عمل احتراق شركت مي جويد . دود حاصل از احتراق كوره را ترك نموده قسمتي از آن توسط فن دود مجدداً وارد كوره مي شود . و بقيه آن وارد ژنكستروم مي شود . دود گذرا از صفحات ژنگستروم حرارت خود را از طريق اين صفحات به هواي ورودي به كوره منتقل مي نمايد . دود خروجي از ژونكستروم پس از طي كانال دود از طريق دود كشي به محيط بيرون هدايت مي گردد .

مسير هوا و دود در داخل ديگ بخار

فصل دوم

توربين

1-سيكل آب و بخار

ساده ترين نوع سيكل آب و بخار سيكل رانكين است كه در شكل زير به همراه دياگرام T- S آن نمايش داده شده است .

شكل 1-a الف – سيكل رانكين ب- دياگرام T-S مربوط به آن

همانطور كه ديده مي شود آب از كندانسور توسط پمپ از نقطه 1 تا 2پمپاژ مي گردد وارد بويلر مي شود .

در بويلر ، تحت فشار ثابت ، آب از نقطه 2تا3 حرارت گرفته و تبديل به بخار مي گردد. از نقطه 3 تا 4 بخار در توربين به صورت ايزونتروپيك انبساط يافته وتوليد كار و انرژي مي كند و از نقطه 4 تا1 بخار خارج شده از توربين در كندانسور در فشار ثابت تقطير مي گردد.

شكل فوق در حقيقت سيكل ايده آل رانكين مي باشد كه تحولات در آن بصورت ايزنتروپيك صورت مي گيرد و افت فشار در مسيرها وجود ندارد. در حاليكه در عمل ، سيكل واقعي با سيكال ايده آل تفاوت زيادي دارد.

به منظور بالا بردن راندمان سيكل رانكين بهسازيهاي بسياري صورت مي گيرد كه عمده ترين آنها دو مورد زير است:

الف:سيكل رانكين باري هيت (Reheat cycle)

شكل ساده اين سيكل و دياگرام T-S آن در زير نمايش داده شده است.

در سيكل رانكين چگونه راندمان سيكل را بالا برده اند.

در اينحالت پس از اينكه بخار موجود در توربين مقداري كار انجام داد، آنرا از توربين خارج كرده و دوباره گرم مي كنند و وارد توربين مي نمايند. به اين ترتيب علاوه بر بالا بردن راندمان سيكل بدليل ، بالا رفتن درجه حرارت بخار خروجي از انتهاي توربين از نقطه ، 6 به 6 در مقايسه با سيكل ساده ، احتمال ايجاد آب در قسمتهاي انتهايي توربين از بين مي رود.

ب:سيكل رانكين يا بازياب (Regenerative cycle) :

شكل ساده اين سيكل و دياگرام T-S آن در زير نمايش داده شده است.

شكل 1-C ) الف –سيكل رانكلين با بازياب ب- دياگرام T-C مربوط به آن

در اين حالت از مقداري از بخار توربين براي گرم كردن آب استفاده مي كنند بدين ترتيب كه از يك هيتر استفاده كرده و توسط گرماي بخار آب را گرم مي كنند مزايا يي كه اين سيكل نسبت به سيكل ساده دارد به شرح زير مي باشد :

1-به دليل گرم كردن آب تغذيه مقدار حرارت لازم براي ايجاد بخار در بويلر كاهش مي يابد .

2- به دليل اين كه قسمتي از بخار توريبين خارج مي شود ، حجم توربين و اندازه آن در مقايسه با حلتي كه تمام بخار را در خود عبور دهد كاهش مي يابد .

3-راندمان حرارتي سيكل افزايش مي يابد .

در اين نيروگاه از سيكل ري هيت استفاده نشده است . سيكل ترموديناميكي اين نيروگاه در واقع سيكل رانكين با بازياب است كه در آن از شش عدد هيتر جهت گرم كردن آب تغذيه استفاده شده است كه در اين ميان پنچ عدد هيتر از نوع بسته و يك هيتر از نوع باز است . شكل صفحه مقابل به طور شماتيك و ساده اجزاي اصلي مدار آب و بخار نشان مي دهد .

شكل 1-d ) دياگرام ساده سيكل آب و بخار نيروگاه :

ابتدا به صورت كلي توضيحاتي در مورد دياگرام داده خواهد شد و پس از آن اجزاي سيستم به طور جداگانه مورد بررسي قرار خواهند گرفت قبل از آن لازم است عبارات و اصطلاحاتي را به كار خواهند رفت توضيج داده شوند .

كندانسه اصلي : آب موجود در سيكل كه از طريق كندانسور وارد مدار مي گردد كندانسه اصلي ناميده مي شود . به اين ترتيب مسير آب از كندانسور تا فيد واتر تانك به اين نام ناميده مي گردد .

آب تغذيه : مسير بين فيد واتر تانك تا بويلر را در بر مي گيرد .

بخار زنده :منظور ، بخار سوپر هيت از بويلر است كه وارد توربين مي گردد .

كندانسه فشار قوي : منظور بخار تقطير شده در هيتر هاي فشار قوي A5 و A6 است .

كندانسه فشار ضعيف : منظور بخار تقطير شده در هيتر هاي فشار ضعيف A3, A2 ,A1 است .

بخار تزريق شده :منظور بخار تزريق شده به هيترها است كه از توربين تامين مي گردد .

كندانسه اصلي از طريق يك پمپ به نام كندانسه اصلي كه 100% بخار را دوبار تامين مي كند در هات رول كنوانسور گرفته شده و وارد مدار مي گردد. كندانسه اصلي در سر راه خود به فيد واتر تانك از اجزاي زير عبور مي كند .

كندانسور بخارهاي نشتي از سيستم آب بندي توربين (GSC):

در اين قسمت بخارهاي نشت شده از سيستم آب بندي توربين وارد يك مبدل حرارتي از نوع shell#tube يك مسيره ،‌شده و در اثر تبادل حرارت با كندانسه اصلي تقطير مي گردد . بدين ترتيب از حرارت مفيد اين بخار ها استفاده شده و درجه حرارت آب را بالا مي بريم . بخارهاي تقطير شدهدر اين هيتر ، وارد فاضلاب مي گردند .

كولر كندانسه خروجي از هيتر ها (CC) :

بخارهاي تقطير شده در هيتر هاي فشار ضعيف داراي درجه حرارتي بالاتر از كندانسه اصلي مي باشند . بهمين دليل از يك مبدل حرارتي از نوع دو مسيره استفاده شده است .بدين ترتيب از يك طرف درجه حرارت كندانسه فشار ضعيف پائين آمده و از طرف ديگر درجه حرارت كندانسه اصلي موجود در مدار افزايش مي يابد .

هيتر بخارهاي خروجي از ايجكتورها (AgH ):

نقش ايجكتورها بعداً توضيح داده خواهد شد در اين هيتر نيز به كمك بخارهاي خروجي از سيستم ايجكتورها درجه حرارت مندانسه اصلي بالا مي رود . بخار تقطير شده در اين قسمت وار كندانسور مي گردد .

4-هيترهاي A1 تا A3 :

در اين هيترها كه جزء هيترهاي اصلي مدار مي باشند ، به كمك بخارهاي بيرون كشيده شده از طبقات مختلف توربين درجه حرارت كندانسه اصي بالا مي رود . بخار تقطير شده در هيتر A3 وارد هيتر A2 و بخار تقطير شده در هيتر A2 وارد هيتر A1 و مجموعه اين كندانسه ها ، از طريق هيتر A1 ، از كولر كندانسه كه قبلاً توضيح داده شد عبور كرده و نهايتاً به كندانسور مي ريزد . لازم به توضيح است كه درجه حرارت و فشار اين كندانسه با اندازه اي نيست كه بتواند مستقيماً وارد كندانسور شود و به علت بالا بودن درجه حرارت آن (نسبت به محيط درون كندانسور ) وارد نمودن آن به كندانسور باعث افزايش درون كندانسور و تريپ كردن واحد مي گردد . به اين علت در كنار كندانسور از عدد لوله موسوم به Flash pipe استفاده شده كه در اين لوله ها كندانسه خروجي از هيترها به علت تغيير فشار ناگهاني انبساط مي يابد . بخار متصاعد شده از قسمت فوقاني لوله وارد كندانسور شده و مايع موجود در پائين لوله ، هات ول مي ريزد. در اين لوله ها از مكانيزم پاشش آب جهت خنك نمودن آب و بخار انبساط يافته استفاده شده است.

كندانسه اصلي پس از عبور از هيتر A3 وارد دي ارايتور مي شود. در ارايتور مانند يك هيتر : عمل مي كند و از طرف ديگر هوا زدايي از آب را بر عهده دارد. بدين ترتيب كه آب و بخار با يكديگر مخلوط شده و درجه حرارت آب بالا مي رود. نحوه مخلوط شدن آب و بخار بطريق خاصي صورت مي گيرد كه بعداً توضيح داده خواهد شد. (بر اثر بالا رفتن درجه حرارت آب ، ميزان حلاليت هوا در آب كاهش مي يابد و بدين ترتيب براحتي هواي موجود در آب جدا گشته و به اتمسفر مي رود). آبي كه از اين پس آب تغذيه ناميده مي شود توسط دو عدد پمپ تغذيه بويلر كه هر كدام مي توانند 60% دبي را در حالت بار كامل تامين كنند بطرف بويلر فرستاده مي شود. در مسير آب تغذيه بطرف بويلر دو عدد هيتر فشار قوي A5,A6 قرار دارد. در اين هيترها توسط بخار خروجي از توربين درجه حرارت آب تغذيه بالا مي رود. كندانسه خروجي از هيتر A6 وارد هيتر A5 گشته و سپس به همراه كندانسه هيتر A5 وارد فيدواتر بانك مي گردد.

آب تغذيه پس از ترك هيتر A6 وارد بويلر مي گردد. در اين قسمت بخار مورد نياز واحد تامين گشته و در قسمت خروجي از بويلر ، بخار با شرايط مورد نظر وارد توربين فشار قوي مي گردد كه درجه حرارت و فشار بخار را تا مقدار مورد نظر كاهش مي دهد و سپس وارد يك هدر بنام هدر بخار كمكي مي كند. از بخار اين هدر استفاده هاي گوناگوني مي شود كه يك انشعاب آن مربوط به بخار مورد نياز سيستم ايجكتورها است.

پس از توضيحات اجمالي فوق لازم است كه عملكرد اجزاي سيكل بطور دقيق تر مورد بررسي قرار گيرد . براي اين منظور اجزاي سيكل بصورت زير بسته بندي شده اند كه هر كدام بطور جداگانه توضيح داده خواهند شد.

1- پمپها 2- هيترها 3-كندانسور بخار هاي نشتي از توربين

4-ايجكتور هوا 5-كولر كندانسه

1-پمپها :

پمپهاي موجود در سيكل آب و بخار نيروگاه به دو دسته تقسيم مي گردند . آنها را كنترل مي كنند.

1-پمپهاي كندانسه اصلي :

وظيفه اين پمپها ، مكش آب از هات ول كندانسه و فرستادن آن به فيدواتر تانك است در اين ميان اين پمپها بايد بر افت فشارهاي موجود در مسير كه عبارتند از : كندانسور بخارهاي نشتي از توبين ، كولر كندانسه ، هيتر ايجكتور هوا ، هيترهاي A1,A2,A3 و افت فشار مربوط به خطوط لوله غلبه كنند.

2-پمپهاي تغذيه بويلر :

وظيفه اين پمپها ، مكش آب از فيدواتر تانك و فرستادن آن به درام بويلر است. در اين ميان اين پمپها بايد بر افت فشار هاي ناشي از هيتر هاي A6,A5 ، خطوط لوله از لوله تا ورود به بويلر ، لوله هاي موجود در بويلر ، از ابتدا تا ورود به درام ، غلبه كنند و در پايان فشار معادل 147 اتمسفر براي درام بويلر تامين نمايد.

در اين نيروگاه از دو عدد پمپ كندانسه اصلي استفاده شده است كه هر كدام مي توانند 100% دبي را در حالت بار كامل تامين نمايد. همچنين سه عدد پمپ تغذيه بويلر وجود دارد كه هر كدام مي تواند 60% دبي را در حالت بار كامل تامين نمايد .

جدول زير نوع و مشخصات اين پمپها را نشان مي دهد.

2-دياگرام تاسيساتي پمپها :

1-پمپهاي كندانسه اصلي :

شكل موجود در صفجه بعد دياگرام تاسيساتي پمپهاي كندانسه اصلي را نشان مي دهد. انشعابات موجود در شكل به صورت زير است:

الف:چون فشار كندانسور زير فشار اتمسفر مي باشد ، خط مكش ، اين پمپها داراي فشار بسيار پائيني مي باشد بدليل پائين بودن فشار خط مكش احتمال تبخير آب در درجه حرارتهاي محيط بسيار زياد است. اين امر براي پمپ خطرناك بوده و مسئله كاويتاسيون را بوجود مي آورد.

شكل دياگرام تاسيساتي پمپهاي كندانسه اصلي

براي مقابله با اين مشكل :خط مكش پمپ توسط يك خط لوله به كندانسور مربوط مي گردد تا در صورت تشكيل بخار ، آن را به كندانسور هدايت كرده و مانع از ورد بخار بدرون پمپ گردد.

ب: در كنار كندانسور دو عدد لوله عمودي موسوم به Flash Pipes وجود دارد. كندانسه هيتر هاي فشار ضعيف كه داراي درجه حرارت و فشاري بالاتر از كندانسور هستند ، در اين لوله ها انبساط ناگهاني يافته و تبديل به آب و بخار مي گردند. بخار متصاعد شده از قسمت فوقاني لوله ها وارد كندانسور مي گردد و آب از قسمت پائين لوله ها به حالت دل مي ريزد.جهت خنك كردن آب و بخار موجود در فلاش پايپها از پاشش آب استفاده شده است. آب خنك مورد نياز در فلاش پايپها از پمپهاي كندانسه اصلي تامين مي شود . بهمين منظور در خروج از پمپ ، از طريق يك ديگ يكطرفه انشعاب (b) جهت فلاش پايپهاي كندانسور گرفته شده است. لازم به توضيح است كه اين انشعاب مسير مينيموم فلوي پمپ را نيز تامين مي كند.

ج: در برخي از نقاط سيستم كه داراي فشار كمتري از اتمسفر هستند ، احتمال نفوذ هوا از طريق والوها بدرون خطوط لوله بسيار زياد است بهمين منظور ، اين والوها بايد نسبت به محيط اطراف ، آب بندي شوند . سيال بكار رفته جهت آب بندي اين والوها آب است . آب مورد نظر جهت آب بندي اين والوها از پمپهاي كندانسه اصلي و از طريق انشعاب ( C ) تامين مي شود . بعنوان مثال ، گيت والو موجود در مسير مكش پمپ از اين طريق آب بندي شده است .