مشخصات این فایل
عنوان: نیروگاه های بخاری
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 225
این مقاله درمورد نیروگاه های بخاری می باشد .
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله نیروگاه های بخاری
سیکل ترمودینامیکی نیروگاه بخاری
1-2-1- مقدمه
تقریباً تمام سیستمهایی که انرژی ذخیره شده در سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند، دارای یک سیال در گردش سیکل هستند. این سیستم ها را میتوان بر اساس نوع سیال در گردش به صورت زیر دسته بندی نمود:
الف) سیکل های قدرت گازی: سیستم های قدرتی هستند که در آنها، سیال در گردش به صورت گاز است و تغییر فازی در سیکل صورت نمی گیرد. از مهمترین این سیستمها میتوان به توربین های گازی، موتورهای دیزلی و ... اشاره نمود. در این نوع سیکل ها معمولاً هوا و مواد سوختی در شرایط محیط و با نسبت معینی وارد سیستم می شود و پس از طی یک رشته تحول به صورت محصول های .....(ادامه دارد)
دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن
1-3-1- 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. دیگ بخار نیروگاهها از نظر چگونگی گرم کردن آب ورودی به دو نوع تقسیم می شود
الف) دیگ بخار درام دار: در این نوع دیگ بخار، آب ورودی به آن پس از عبور از لوله های اکونومایزر (که در انتهای مسیر دود و گازهای داغ حاصل از احتراق نصب شده اند) وارد مخزن درام می شود. آب موجود در درام از طریق لوله هایی به پایین دیگ بخار منتقل می گردد و سپس توسط لوله های دیواره ای به نام اپراتور به سمت بالا انتقال می یابد. این لوله ها در معرض شعله های حاصل از احتراق در کوره ها هستند. بدین ترتیب، آب داخل لوله های اوپراتور به بخار تبدیل شده و مجدداً به درام بر می گردد. در این درام، قطرات آب از بخار خروجی اوپراتور جدا شده و بخار اشباع به سمت لوله‌هایی به نام سوپر هیتر هدایت می شود تا در آنجا به بخار پس تافته تبدیل شود. این نوع دیگ های بخار، از نظر سیرکولاسیون آب و بخار در اوپراتور به دو .....(ادامه دارد)
تجهیزات جانبی دیگ بخار
1-6-1- گرمکن هوا
معمولاً گرمکن هوا بعد از اکونومایزر و در مسیر گازهای داغ حاصل از احتراقی که در حال خارج شدن از دیگ بخار هستند، قرار می گیرد. این گرمکن هوا، قسمتی از حرارت باقیمانده در گازها را جذب کرده و به هوای مورد نیاز کوره منتقل می کند. این گرمکن ها را می توان از نظر چگونگی طراحی در سیستم انتقال حرارت به دو دسته تقسیم کرد:
1) گرمکن های برگرداننده[1] : در این طرح، گازهای گرم از یک طرف صفحه یا لوله، و هوای تغذیه کوره از طرف دیگر عبور می کند. به عبارت دیگر، واسطه انتقال حرارت، لوله یا صفحه می باشد. این نوع گرمکن ها دارای ساختمان ثابت هستند. گرمکن های هوا از نوع لوله ای و صفحه ای از این طرح استفاده می کنند. طرح این نوع گرمکن ها در شکل ( 1-11) قابل مشاهده است.
2) گرمکن های باز تولید کننده[2] : در این طرح از گرمکن ها، گازهای گرم از میان یک شبکه فلزی می گذرد و باعث گرم شدن شبکه می گردد. سپس هوا از میان همین شبکه .....(ادامه دارد)
نیروگاه های گازی
2-1- مقدمه
همان گونه که قبلاً گفته شد، یکی دیگر از نیروگاه های کاربردی در شبکه های قدرت، نیروگاه های گازی می باشد که در کشور ما سهم کمی از تولید را ( در حدود 7/20% کل تولید در سال 1381) بر عهده دارند. سیال این نیروگاه ها که بر پایه یک سیکل باز است، هوای محیط می باشد. تجهیزات اساسی این سیکل، کمپرسور، محفظه احتراق، و توربین می باشد که نسبت به نیروگاه های بخاری بسیار کم است. این نوع نیروگاه ها بیشتر در بار پیک شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند. تعداد نیروگاه های گازی موجود در کشور ما بسیار زیاد است که از مهمترین آنها می توان به واحد های گازی ری، بوشهر، شیروان، شیراز، چابهار، شریعتی، مشهد، و شهید سلیمی نکا اشاره نمود. در جدول (2-1) مشخصات تولیدی نیروگاه های گازی کشورمان در سال 1381 ارائه شده است. در این فصل مانند فصل قبل، ابتدا سیکل ترمودینامیکی گازی بیان می شود و سپس به بررسی تجیهزات اساسی و جانبی این نیروگاه ها می پردازیم.
با توجه به دو مشکل اساسی نیروگاه های گازی، یعنی بازده کم آن و تلفات حرارتی زیاد ( ناشی از هوای داغ خارج شده از توربین گازی)، استفاده از نیروگاه های چرخه ترکیبی مفید به نظر می رسد. در واقع عموماً سیکل های نیروگاه های چرخه ترکیبی، از دو سیکل گازی و بخاری تشکیل شده اند تا با استفاده از انرژی حرارتی هوای خارج شده .....(ادامه دارد)
نیروگاه سیکل ترکیبی
3-1- مقدمه
همان گونه که در مبحث ترمودینامیکی نیروگاه های گازی بیان نمودیم، بازده این نوع نیروگاه ها ( به خاطر تلفات حرارتی بسیار زیاد آنها) نسبت به نیروگاه های بخاری بسیار کم می باشد. در توربین های گازی، دمای هوای با فشار زیاد، حدود 1100تا 1450درجه سانتی گراد است و سیال هوا پس از انبساط در توربین به دمای حدود نصف دمای ورودی به توربین می رسد. پس انرژی بسیار زیادی در هوای خروجی از توربین وجود دارد. در قسمت نیروگاه گازی، یکی از راه های استفاده از این حرارت و افزایش بازده سیکل، استفاده از مبدل بازیاب بود. در این مبدل، با توجه به اختلاف دمای سیال خروجی از توربین و کمپرسور، انتقال حرارت از سیال خروجی از توربین به هوای خروجی از کمپرسور صورت می گیرد. در آنجا نشان دادیم که استفاده از سیکل بازیاب، کار خروجی سیکل را افزایش نمی دهد، ولی با توجه به کاهش حرارت انتقالی در محفظه احتراق، بازده سیکل افزایش می یابد. البته در سیکل های بازیاب واقعی، به خاطر افت فشار سیال در لوله های مبدل بازیاب، کار سیکل هم مقداری کاهش می یابد، در نتیجه نسبت فشار سیکل هم کاهش پیدا می کند. از طرف دیگر با استفاده از مبدل بازیاب، به خاطر لوله های بزرگ و سطوح تبادل حرارتی در این مبدل، هزینه ثابت این نوع نیروگاه ها افزایش می یابد. بنابراین بالابردن بازده نیروگاه های گازی از طریق بازیاب، روش پرهزینه ای است. یکی از راه های بسیار مناسب، در بالا بردن بازده نیروگاه های گازی و افزایش کار سیکل، استفاده از انرژی بسیار زیاد موجود .....(ادامه دارد)
مصرف داخلی نیروگاه های بخاری- گازی و پتانسیلی
4-1- مقدمه
عموماً در نیروگاه های برق، سیستم تولید انرژی به صورت خودکار انجام می شود و برای این منظور به تجهیزات کمکی نیاز است. با طراحی مناسب این تجهیزات، نه تنها راه اندازی قسمت های اصلی نیروگاه مهیا می شود، بلکه موجبات مکانیزه شدن سیکل نیروگاه نیز فراهم می گردد. این تجهیزات بسته به نوع نیروگاه متنوع است؛ البته بیشترین تجهیزات کمکی در نیروگاه ها، مربوط به نیروگاه های بخاری می باشد. به طور خلاصه می توان به موارد اصلی این تجهیزات اشاره نمود:
- سیستم تخلیه و انتقال سوخت، پمپ های تزریق سوخت به مشعل های دیگ بخار، فن های تأمین کننده هوای مشعل دیگ بخار (فنFD)، فن های مکش گازهای کوره (فنID)، فن های گردش گاز کوره (فنGR)، گرمکن های هوای کوره، پمپ های تغذیه آب دیگ بخار (BFP)؛
- تجهیزات کمکی مورد نیاز توربو ژنراتور (شامل پمپ آب مقطر کندانسور، پمپ ایجاد خلاء کندانسور و پمپ های آب خنک کن کندانسور، سیستم تحریک ژنراتور، برج های خنک کننده، ترانسفورماتورهای تغذیه داخلی، تابلوهای تقسیم برق، باطری های روشنایی و…)؛ .....(ادامه دارد)
- قدرت علمی نیروگاهها:
قدرت نامی که در بخش قبلی به آنها اشاره شد برای شرایط استاندارد نیرو (دمای 15 درجه سانیگراد و هم سطح دریا) می باشند قدرتهای نامی واحدها که بر روی پلاک مشخصات آنها حک می شوند بر پایه همین شضرایط هستند؛ اما در نیروگاهها به دلایل مختلف ، قدرتی که در عمل می توان از هر واحد نیروگاهی استحصال کرد با قدرت نامی تفاوت دارد که عمدتاً کمتر از آن می باشد دلایل این کاهش را می توان بصورت زیر بیان کرد:
الف) عدم انطباق شرایط واقعی محیط با شرایط فرضی اینرو
ب ) سن واحدها، میزان و کمیت تعمیراتی که بر روی آنها انجام می گیرد.
در برنامه ریزی های بهره برداری باید به این حدود توجه کافی مبذول داشت تا بهره برداری از واحدها با قابلیت اطمینان بیشتری صورت گیرد در جدول (6-5) وضعیت قدرتهای نیروگاههای تحت پوشش وزارت نیرو بیان شده است.
4-5- مسائل اقتصادی نیروگاهها:
هزینه تولید نیروگاهها بستگی به پارامترهای متعددی از قبیل هزینه تجهیزات،نصب، راه اندازی بهره برداری ، سوخت و ... دارد و این هزینه های سالیانه را میتوان به دو قسمت هزینه های ثابت و هزینه های متغیر تقسیم نمود. .....(ادامه دارد)
- سیکل ترکیبی
در سیکل ترکیبی گاز خروجی از توربین گاز به داخل یک بویلر برده شده و از حرارت آن برای گرمایش آب و تولید بخار استفاده می کنند. بخار تولیدی در یک توربین بخار کار را انجام داده و در نهایت توربین گاز اولیه و توربین بخار، ژنراتور واحد بخار را به حرکت در می آورند و این ژنراتور برق مورد نیاز را تأمین می کند.
هدف اصلی استفاده از یک سیکل مرکب افزایش راندمان حرارتی و یا به زبان دیگر جلوگیری از به هدر رفتن انرژی حرارتی می باشد.
1-3-5- تبدیل نیروگاه گازی به نیروگاه سیکل ترکیبی
بنا به اصل دوم ترمودینامیک نمی توان موتور حرارتی ساخت که تنها با یک منبع حرارتی گرم یا سرد تبادل حرارت کند و کار مفید انجام دهد. از تبادل گرما با محیط سرد به عبارت دیگر اتلاف حرارتی در ایده آل ترین سیکل قدرت نیز نمی توان دوری کرد. در سیکل قدرت گازی حتماً پس از توربین گازی اتلاف انرژی حرارتی وجود دارد و این اتلاف است که باعث پایین آمدن راندمان سیکل گازی می شود. لذا می توان از حرارت تلف شده آن استفاده مفید کرد. به این صورت که حرارت تلف شده در یک بویلر سیکل قدرت بخاری استفاده گردد و یا تولید بخار جهت این سیکل توسط توربین بخار قدرت مفیدی علاوه بر قدرت مفید و تولید توربین گازی تولید نموده که این حالت .....(ادامه دارد)
دانلود مقاله نیروگاه های بخاری
