دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 182
آشنایی با نیروگاه حرارتی و اجزاء مختلف آن :
بویــلر
- بویلر در نیروگاه وظیفه تامین بخار جهت چرخش توربین را به عهده دارد و در اصل مانند یک دیگ بخارمی باشدبا این تفاوت که در داخل بویلر و در امتداد دیواره های آن لوله های متعددی قرار گرفته اند و آب پس از ورود به بویلر در قسمت بالایی آن وارد محفظه ای به نام درام شده و سپس از آنجا واز سمت پائین بویلر وارد لوله های بویلر (Water Wall )می گرددو در آنجادر اثر حرارتی که ناشی از سوختن مشعلهای داخل بویلر که در سه ردیف و در دو طرف دیواره های بویلر قرار دارند می باشد آب به بخار تبدیل شده و مجدداً وارد درام می گردد و در درام آب و بخار از یکدیگر جدا شده وآب مجدداً وارد لوله های بویلر و بخار وارد لوله های دیگری به نام سوپر هیتر می گردد که کار داغتر کردن بخار و رساندن دمای بخار به 540درجه سانتیگراد را به عهده دارند و سپس بخار داغ پس از رسیدن به دمای 540 درجه سانتیگراد وارد توربین می گردد,بویلر نیروگاه شازند به طور کلی از نوع درام دار و تحت فشار می باشد که قادر است هم با سوخت گاز طبیعی و هم با سوخت مازوت کار کندو بخار با دمای 540 درجه سانتیگراد و فشار 167Bar بویلر را ترک می کند.
- درنیروگاه های برق فسیلی و نیز نیروگاه های هسته ای از مولدهای بخار استفاده می شود در مولد های بخار بسیار پیشرفته بخار فوق گرم فشار بالا (mpa5/16 تا mpa 24) تولید می شود و دراین میان مولد های بخار مورد استفاده در راکتورهای آب تحت فشار که در آنها بخار اشباع فشار پایین mpa7 تولید می گردد موردی استثنایی می باشد در همه این موارد از بخار آب بعنوان سیال کاری چرخه رانکین استفاده می شود امروز در جهان مولدهای بخار بزرگترین منبع تأمین انرژی برای نیروگاه ها بشمار می روند .
- اجزاء اصلی مولد بخار عبارتند از:
- 1- دیگ
- 2- اکونومایزر
- 3- سوپرهیتر
- 4- ری هیتر
- 5- ژنگستروم
- 6- درام
- و افزون به اینها مولد بخار دارای دستگاه های کمکی مختلفی مانند مشعلها ، دمنده ها ، دودکش و . . . می باشد .
- مولدهای بخار از جهات گوناگون تقسیم بندی می شوند و بعنوان مثال می توان آنها را به انواع صنعتی ، نیروگاهی و از جهت دیگر بعنوان درام دار و بدون درام و . . . تقسیم بندی نمود .
- در بخش زیر به شرخ تک تک اجزاء مولد های بخار (بویلر) و انواع آنها پرداخته می شود :
- دیگ بخار
- دیگ بخار به قسمتی از مولد بخار گفته می شود که در آن مایع اشباع به بخار اشباع تبدیل می شودو از لحاظ فیزیکی به دشواری می توان اکونومایزر را از دیگ بخار جدا نمود .
- مولد های بخار را می توان به نوع نیروگاهی و صنعتی تقسیم نمود که به توضیح کلی آنها پرداخته می شود .
- مولدهای بخار نیروگاهی مدرن اساساً دو نوع هستند :
- 1 - نوع درام دار لوله آبی زیر بحرانی
- 2- نوع یکبار گذر فوق بحرانی (Once Through).
- واحدهای فوق العاده بحرانی معمولاً در فشار mpa24 کار می کنند که بالاتر از فشار بحرانی آب ،mpa 9/22 است . مولد بخار درام دار زیر بحرانی معمولاً در حدود mpa13 الیmpa 18کار می کند و بخار فوق گرم با دمای 540 درجه سانتیگراد تولید می کنند و دارای یک یا دو مرحله بازگرمایش بخار هستند . ظرفیت بخار دهی مولدهای بخار نیروگاهی مدرن بالاست و مقدار آن از 125 تاkg/s 1250 میتواند تغییر کند .
- از سوی دیگر مولدهای بخار صنعتی آنها هستند که در شرکت های صنعتی و موسسات دیگر کاربرد دارند و انواع مختلفی را شامل می شوند . این مولدها می توانند از نوع لوله آتشی باشند مولدهای بخار صنعتی معمولاً بخار سوپرهیتر تولید نمی کنند بلکه بخار اشباع یا حتی آب گرم تولید می کنند این مولدها در فشارهای از چند کیلوپاسکال تا mpa 5/15 کار می کنند و ظرفیت بخاردهی (با آب گرم ) آنها از کمتر از 1 تا 125 kg/s میباشد . مولدهای بخار با سوخت های فسیلی غالباً با توجه به برخی از اجزاء و ویژگیهایشان به صورت زیر تقسیم بندی می شوند :
- دیگهای لوله آتشی
- دیگهای لوله آبی
- دیگهای گردش طبیعی
- دیگهای گردش کنترل شده
- دیگهای جریان یکبار گذر
- دیگهای زیر بحرانی
- دیگهای فوق بحرانی
- دیگهای لوله آتشی
- دیگهای لوله آتشی از اواخر قرن هجدهم جهت مصارف صنعتی مورد استفاده بوده است و امروزه دیگر از این نوع دیگها در نیروگاه های بزرگ استفاده نمی شود در آنها بخار اشباع با فشار حداکثرmpa 8/1 و ظرفیت
kg/s 3/6 تولید می شود . - دیگ لوله آتشی شکل خاصی از دیگ نوع پوسته ای است .دیگ نوع پوستی عبارت است از ظرف یا پوسته بسته و معمولاًً استوانه ای که محتوی آب است و بخشی از پوسته , مثلاً قسمت پائینی آن ، بطور ساده در معرض گرمای شعله یا گازهای حاصل از احتراق خارجی قرارمی گیرد دیگ لوله آتشی صورت تکامل یافته دیگ پیوسته ای است که درآن بجای بخار ، گازهای گرم از داخل لوله ها عبور میکنند . که به دلیل بهبود انتقال حرارت ، بازده دیگ لوله آتشی خیلی بیشتر از دیگ پوسته ای اولیه است ومقدار آن %70 میرسد . دیگهای لوله آتشی بر دو نوعند : 1- دیگ با جعبه آتشی
- 2 - دیگ کشتی اسکاچ .
- دریک دیگ با جعبه آتشی کوره یا جعبه آتشی همراه با لوله های آتشی درداخل پوسته قرار می گیرد و در دیگ کشتی اسکاج ، احتراق در داخل یک یا چند محفظه احتراق استوانه ای که معمولاً در داخل و نزدیک به ته پوسته اصلی قرار دارد ، انجام می گیرد . گاز ها از قسمت عقب محفظه ها خارج می شوند وپس از تغییر جهت از داخل لوله های آتشی به طرف جلو می آیند و از طریق دودکش خارج می شوند .
- دیگ لوله آبی : نمونه های اولیه
- از آنجایی که دیگهای لوله آتشی برای داشتن فشارها و ظرفیت های بالا نیازمند پوسته ای با قطر بزرگ هستند و به دلایل هزینه های مالی و مسائل خاص فیزیکی و شیمیایی از بویلرهای لوله آبی استفاده شد این دیگها به دو نوع لوله مستقیم و لوله خمیده تقسیم شده اند :
- 1-2-1- دیگ لوله مستقیم
- در این دیگها لوله های مستقیم با قطر خارجی 3 تا 4 اینچ بین دو مقسم عمودی قرار می گرفتند .
- یکی از مقسم ها پایین آورنده بود که تقریباً آب اشباع را به لوله ها تغذیه می کرد . مقسم دیگر بالابرنده بود که مخلوط مایع و بخار را دریافت می کرد . چگالی آب در پایین آورنده بیشتر از چگالی مخلوط دو فازه در بالابرنده بود و این اختلاف چگالی موجب گردش طبیعی آب در جهت عقربه ساعت می شد . با افزایش ظرفیت دیگ ، مخلوط دو فاز به استوانه بالایی(درام) که به موازات لوله ها قرار می گرفت ، وارد می شد . درام آب تغذیه را از آخرین هیتر آب تغذیه دریافت می کرد و بخار اشباع را از طریق جدا کننده بخار درام ، به سوپرهیت می فرستد . انتهای پایینی پایین آورنده ها (Down Comer) به هدر بلودان وصل میشود که رسوبات آب گردشی را جمع می کند .
- 1-2-2- دیگ های لوله خمیده
- در دیگ لوله خمیده به جای لوله های مستقیم بین درام و هدر پایینی از لوله های خمیده استفاده می شود .
- دیگ لوله آبی : پیشرفته
- ظهور کوره با دیوارهای خنک شونده با آب که دیواره های آبی (Water Wall) نامیده می شوند ، بالاخره منجر به ادغام کوره ، اکونومایزر ، دیگ ، سوپر هیتر، ری هیتر و ژنگستروم در مولد بخار شد .
- با پیشرفت های اخیر به دلیل وجود گرمکنهای آب تغدیه ( هیتر ) به تعداد 8 عدد ، اکونومایزر کوچکتر و با افزایش فشار آب تغذیه ، سطح دیگ کوچکتر شده است زیرا گرمای نهان تبخیر با افزایش فشار به شدت کاهش می یابد لذا بویلرهای جدید دارای دیگی با سطح کمتر و سوپرهیتر و ری هیتر با سطوح بیشتر هستند . آب در دمای 230 درجه سانتیگراد تا260 درجه سانتیگراد بعد از آخرین هیتر فشارقوی وارد اکونومایزر شده و آنرا به صورت اشباع خارج می کند و آنگاه آب از قسمت میانی وارد درام می شود . آب از طریق لوله های پایین آورنده (Down Commer ) که در خارج از کوره اند . از درام به هدر های پایینی می رود و آب از هدرهای پایین از طریق Water Wall ها به بالای کوره منتقل می گردد آب در این لوله ها گرما را از گرمای حاصل از احتراق دریافت می کند و به مقدار بیشتری تبخیر می گردد و اختلاف چگالی بین آب لوله های پایین آورنده Water Wallها به گردش آب کمک می کند . در درام بخار از مایع در حال جوش جدا می شود و به سوپر هیتر منتقل شده و در نهایت در خروجی سوپرهیتر وارد توربین HP می گردد . بخار پس از خروج از تورین HP به ری هیتر باز می گردد و سپس به قسمت توربین IP وارد می شود . هوای پس از عبور از دمنده با جریان اجباری(FDF) ، توسط گازخروجی پیش گرم می شود پس از آن هوا وارد کوره می شود و در آنجا با سوخت آمیخته شده می سوزد و دما به حدود 270درجه سانتیگراد میرسد . گازهای حاصل از احتراق بخشی از انرژی خود را به Water Wall و ری هیترها ، سوپرهیترها و اکونومایزر می دهند و آنرا در دمای 300درجه سانتیگراد ترک می کنند و از آن به بعد گازها هوای ورودی را در پیش گرم کن GAH گرم و آنرا در دمایی در حدود 150 درجه سانتیگراد ترک می کنند . یک دمنده با جریان مکشی (GRF) گازها را بعد از اکونومایزر اکستراکت کرده و مجددا به درون کوره می فرستد .
- دلیل اصلی برای اینکه دود خروجی از کوره با دمای حدود 150 درجه سانتیگراد کوره را ترک می کند اینست که اولاً : بایستی دمای دود خروجی بالاتر از نقطه شبنم محصولات احتراق باشد تا از تشکیل اسید و خوردگی اجزای فلزی در مسیر جریان گازها جلوگیری کند و دوم اینکه گازهای حاصل از احتراق باید دارای نیروی بالابر کافی جهت گذشتن از مقدار زیادی دود که در بالای دودکش قراردارد باشند تا بخوبی در جو پراکنده شوند .
- درام ( استوانه بخار )
- درام که در کلیه مولد های بخار به استثنای مولدهای یکبار گذر به کار می رود محفظه ای است که درآن آب تغذیه از اکونومایزر به آن وارد می شود ، بخار اشباع از آب جوشان جدا می شود و بخار به سوپر هیتر رفته و بقیه آب مجدداً از طریق لوله های Down Commer به انتهای بویلر منتقل شده و مجدداً جریان می یابد .
- سوپرهیتر هاو ری هیترها
- همانگونه که اشاره شد بخار خروجی (اشباع) از درام وارد سوپرهیتر ها می شود و در این بخش دمای آن تا 540درجه سانتیگراد افزایش می یابد که در مورد ری هیترها نیز همانگونه که گفته شد بخار خروجی از توربین HP وارد ری هیتر شده و پس از افزایش دما تا 540 درجه سانتیگراد وارد توربین IP می گردد .
- سوپرهیتر ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از :
- سوپر هیتر همرفتی
- در طرحهای پیشین ، فوق گرمکنها در بالا یا در پشت ردیف لوله های آبی قرار می گرفتند تا از شعله احتراق و دما های بالا محفوظ بمانند و بدین سان طریقه اصلی انتقال گرما بین گازهای احتراق و لوله های سوپرهیتر ، همرفت بود و این نوع سوپرهیتر به سوپرهیتر همرفتی معروف است .
- برجسته ترین ویژگی این سوپرهیتر ، جواب دهی آن به تغییرات بار است . هنگامی که تقاضا برای بخار افزایش می یابد ، بر جریان سوخت و هوا و از این رو برجریان گازهای احتراق نیز افزوده می شود .
- ضرایب انتقال حرارت همرفتی نیز هم در داخل و هم درخارج لوله ها افزایش می یابد که این هم موجب افزایش تندتر ضریب کلی انتقال حرارت بین گازها و بخار نسبت به افزایش آهنگ جرمی جریان بخار می شود . از آنجا که دمای احتراق بر حسب بار ثابت است . بنابراین بخار به ازای هر واحد دبی جرمی جریان ، گرمای انتقالی بیشتری را جذب میکند و دمای آن بر حسب بار افزایش می یابد .
- سوپرهیتر تابشی
- نیاز به جذب گرمای بیشتر موجب شد تا سوپرهیتر ها با دماهای بالا ساخته شوند و در معرض شعله احتراق قرار گیرند . سرعت بخار افزایش داده شد با ضرایب کلی انتقال حرارت افزایش یابد .
- انتقال حرارت بین گازهای داغ و شعله از یک طرف و سطوح خارجی لوله ها از طرف دیگر عمدتاً به روش تابش انجام می شود که به این نوع ، سوپرهیتر تابشی اطلاق گردید . انتقال حرارت تابشی با Tw 4 –Tf4 متناسب است که Tf : دمای مطلق شعله و Tw دمای سطح لوله است . Tf تحت تأثیر بار نیست لذا انتقال حرارت برای جریان واحد بخار ، با افزایش جریان بخار ، کم می شود . لذا افزایش بار باعث کاهش دمای بخار می گردد .
- بویلرهای یکبار گذر (Once Through)
- این نوع بویلرهارا بویلرهای گردشی اجباری ، بنسون و با فشار فراگیر نیر می نامند و عنوان فراگیر به این علت به کار رفته است که این نوع دیگها در همه دما ها و فشار ها می توانند کارکنند .این نوع بویلرها برای ظرفیت های بزرگ و فشارهای فوق بحرانی مناسب است . آب تغذیه در این نوع بویلر در یک مسیر پیوسته از اکونومایزر ، Water Wall ها و لوله های سوپرهیتر می گذرد و به ترتیب به صورت مایع اشباع و بخار سوپرهیت در می‌آید . در این بویلرها برای جداسازی بخار از آب جوشان به درام نیاز نیست و گردش آب نیز صورت نمی گیرد . این نوع بویلر تنها دیگی است که برای کار درفشار های فوق بحرانی (برای آب بالاتر از Mpa 1/22)مناسب است، زیرا گرمای نهان تبخیر در فشار بحرانی و بالاتر از آن صفر است و بخار وآب مایع نیز یکسان هستند و جداسازی آنها نه ممکن است و نه لازم . این دیگها در فشارهای فوق بحرانی بیشتر به کار برده می شوند ولی با این همه استفاده از آنها در فشارهای زیاد زیر بحرانی نیز می تواند مقرون به صرفه باشد .
- این بویلرها در محدوده فشار mpa8/13 تا mpa6/27 و بخار دهی kg/s8/3 تا 1260 اقتصادی هستند .
- اکونومایزر (صرفه جو)
- اکونومایزر یک مبدل حرارتی است که دمای آب تغذیه بویلر را پس از خروج از هیترهای فشار قوی تا دمای اشباع مربوط به فشار بویلر افزایش می دهد . این کار توسط دودهایی که آخرین سوپر هیتر باری هیتر را ترک می کند انجام می گیرد . دود در دماهای بالا گرما را به سوپر هیتر وری هیترها می دهد و با دمایی حدود 370 تا 540درجه سانتیگراد به اکونومایزر وارد میگردد در ابتدا آب تغذیه پیش از گرمایش اولیه وارد اکونومایزر می شد و چون دمای آب ورودی به اکونومایزر پایین بود، در نتیجه دمای سطح خارجی لوله ها نیز کمتر از دمای نقطه شبنم گاز ها می شد که این امر به علت وجود so2 و so3 در گازها موجب چگالش و خوردگی می شد رطوبت موجب تجمع خاکستر بر روی سطوح لوله می گردید و انتقال حرارت را کمتر میکرد .
در مولدهای مدرن ، آب تغذیه به صورت گرم شده وارد می شود و صرفه جو (اکونومایزر) در آنها در دمای بالا تر از نقطه شبنم کار می کند . - با توجه به این که بخش بزرگی از اکسیژن آب تغذیه ، در دی اریتور و در دمای بالا تر از 100 درجه سانتیگراد خارج می گردد لذا خوردگی داخلی کاهش می یابد و این عمل با حفظ ph آب اکونومایزر در محدوده 8 تا 9 تقویت می گردد . اکونومایزر به گونه ای طراحی می گردد که تبخیر نسبی آب تغذیه در قسمت های خروجی آن حداکثر تا %20 کیفیت در بار کامل و کمتر از آن در بارهای کمتر ممکن باشد .بر روی لوله های اکونومایزر از فین استفاده می شود.
- پیش گرمکن های هوا (GAH(Gas Air Heater
- پیش گرم کن های هوا مانند اکونومایزر مقداری از انرژی موجود در دود خروجی دودکش را قبل از تخلیه به جو مورد استفاده قرار می دهند دود در دماهای بین 135 درجه سانتیگراد تا 177 درجه سانتیگراد می باشد تا اولاً از چگالش گاز جلوگیری و ثانیاً به پخش مطلوب دود در جو کمک گردد . GAH ها دمای هوای ورودی به کوره را تا 260 الی 343 درجه سانتیگراد افزایش می دهد . GAH ها موجب صرفه جویی در سوخت می شوند که بدون این کار می بایست برای همان گرمایش به مصرف می رسید . صرفه جویی در سوخت و افزایش راندمان نیروگاه تناسب مستقیمی با افزایش دمای هوا در GAH دارد . با افزایش دمای هوا در GAH به اندازه 94 درجه سانتیگراد مصرف سوخت را حدود % 4 و با افزایش آن تا280 درجه سانتیگراد مصرف سوخت را به میزان %11 کاهش می دهد . به طور کلی دو نوع پیش گرمکن هوا وجود دارد :پیوسته – متناوب
- GAH های پیوسته آنهایی هستند که گرما را مستقیماً از طریق تبادل گرما از گازهای گرم به هوا منتقل
می کنند که این نوع GAH ها از نوع لوله ای هستند ، اساساً این نوع GAH ها مبدلهای حرارتی از نوع Shell Ftube وبا جریان نا همسو هستند که گاز داغ از داخل لوله های مستقیم عمودی یا افقی آنها در جریان است وهوا در خارج لوله ها جریان دارد . - GAH های متناوب آنهایی هستند که در آنها ابتدا گرما از گازهای گرم به یک ماده واسطه ای ذخیره ساز گرما و سپس به هوا انتقال می یابد متداول ترین نوع آنها (ژنگستروم) می باشد .
- این دستگاه از چرخانه ای تشکیل می شود که به وسیله موتور الکتریکی از طریق یک جعبه دنده کاهنده به طور آهسته و پیوسته در داخل پوسته با سرعت rpm 1 تا rpm 3 البته به قطر چرخانه می چرخند .
- چرخانه دارای 12 الی 24 قسمت شعاعی ( قطاع) می باشد . قطاعها با سطوح گرمایشی متشکل از صفحات فولادی پر می شوند .این صفحات یا مسطح هستند ویا مواج که به صورت سبد در هم بافته شده اند . این سطوح به عنوان محیط ذخیره ساز گرما در پیش گرم کن عمل می کنند . در هر لحظه نیمی از قطاع های باقی مانده در معرض گازهای گرم هستند که هوا نیز در قسمت دوم داکت توسط پره های داغ گرم می گردد .
- GAH های دوار بسته به نوع استقرار و کانال کشی با محور عمودی و افقی طراحی می گردند و طراحی آنها می تواند از نوع سطح لایه ای یا تلاطمی می باشد . در نوع لایه ای ، اجزای ذخیره ساز گرما نزدیک به یکدیگر قرار می گیرند به ترتیبی که جریان گذرنده از بین آنها از نوع لایه ای است . این نوع GAH ها همراه با سوخت های گازی که احتراق تمیزی دارند به کار گرفته می شوند . در نوع تلاطمی اجزای ذخیره ساز گرما با فاصله بیشتری از یکدیگر قرار می گیرند و جریان بین آنها از نوع تلاطمی است این نوع GAH ها برای سوخت زغال سنگ و مازوت مناسب است . چرخانه نوع تلاطمی عموماً به صورت قائم قرار می گیرد در حالی که در نوع لایه ای ، چرخانه معمولاً به طور افقی قرار می گیرد .
- دمنده ها (Fan)
- تامین هوای مورد نیاز برای احتراق سوخت در مولدهای بخار توسط فنها انجام می گیرد .
- امروزه دو نوع دمنده (فن )متداول است :
- دمنده با جریان اجباری هوا (Forced Draft Fan)
- دمنده جریان مکش هوا (Induced Draft Fan)
- دمنده ههای جریان اجباری Forced Draft Fan
- در بسیاری از موارد ازفنهای با جریان اجباری استفاده می گردد این نوع فنها در محل ورود هوا به GAH قرار می گیرند و کل مسیر تا دود ورودی دود کش تحت فشار قرار می دهند این نوع فنها چون هوای سرد را منتقل می کنند مزیت بالایی نسبت به فنهای جریان مکشی دارند که عبارتند از :
- مسائل تعمیراتی کمتری دارند
- قدرت کمتری معرف می کنند زیرا هوای سرد کمترین حجم ویژه را در مسیر هوا به گاز دارد .
- اختلاف فشار dp و حجم ویژه vi ، کار wi وw= vdp
- بار آن کمتر است چون فقط هوا را منتقل می کند و جرم اضافه گاز (دود) به همراه ندارد .
- هزینه سرمایه گذاری و کارکردی اندکی دارد . به دلیل تحت فشار بودن کوره با Forced Draft Fan (FDF) آنرا کوره تحت فشار می نامند .
- برای این که قابلیت اتمینان خوبی در نیروگاه وجود داشته باشد معمولاً از دو FDF با ظرفیت نامی
حداکثر %50 بار کامل ، استفاده می گردد . - دمنده های جریان مکشی (IDF) Induced Draft Fan
- دمنده های با جریان مکشی در مسیر جریان گازهای خروجی از کوره و بین GAH و دودکش قرار میگیرند این فن دود را در مسیر خود به جو تخلیه می کند و کل مسیر را تحت فشار منفی قرار می دهد . این فنها باید دودهای گرم را که شامل هوای اولیه و دود ناشی از احتراق است را انتقال می دهند .بنابراین مصرف انرژی در آنها بیشتر از دمنده های جریان اجباری است. افزون بر این ، این فنها باید توانایی مقابله با محصولات احتراقی خورنده و خاکستر را داشته باشند . معمولاً این نوع فنها به صورت جفت به کار می روند . هنگامی که فنهای با جریان اجباری و مکشی در بویلر به کار می روند . فن با جریان اجباری (FDF) هوای جو را از GAHو کانالهای مختلف هوا عبور می دهد و به مشعلها می رساند و وارد کوره می کند و فن با جریان مکشی نیز گازهای احتراق را از کوره بیرون می کشد و آنها را از سطوح انتقال گرما در سوپر هیترها ، ری هیترها اکونومایزر و قسمت دود GAH می گذراند و وارد دودکش می کند (Gas Recirculating Fan-GRF)
- فنهای سانتر نیوژ با پره های Back Ward را به عنوان Forced Draft Fan و از پره های مسطح یا Forward در دمنده های مکشی Gas Recircalating Fan استفاده می شود (گاهی از پره های
Back Ward ولی با خمیدگی کم نیز در GRF ها استفاده می شود ) . خمیدگی کمتر پره ها منجر به سرعت کمتر درنوک می شود و این موضوع چسبیدن گرد را به پشت پره ها کمتر می کند و اثرات سایشی خاکستر را به حداقل می رساند . فنهای کم سرعت با پره متحرک مسطح را برای گازهای خورنده و کثیف به کار می برند . - دو روش برای کنترل توان دمنده ها وجود دارد :
- روش اول کنترل از طریق دمپرهای ورودی فنها است البته گاهی از دمپر خروجی نیز استفاده می گردد .
- روش دوم کنترل با تغییر سرعت می باشد .
- دود کش (Stack)
- مولدهای بخار قدیمی برای غلبه بر افت فشار کلی و ایجاد جریان مورد نیاز هوا و گاز فقط متکی بر دودکش بودند . در بویلرهای مدرن به جریان زیاد گاز ودود خروجی نیاز است و چون مبدل های حرارتی داخل بویلر (اکونومایزر ،وسوپر هیتر و ...) افت فشارهای زیادی را ایجاد می کنند گاهی از اوقات از فنهای مکنده استفاده می گردد .
توربیــن
- تجهیزی است که شامل یک محور است که تعداد بیشماری پره برروی آن نصب شده و بخار پس از برخورد با این پره ها موجب چرخاندن توربین می گردد,توربین بخار شامل سه مرحله پرفشار HP , فشارمتوسط IPو کم فشارLP می باشد که بخار سوپرهیت خروجی از بویلر ابتدا وارد توربین HP شده و پس از انجام کار مجدداً از طریق لوله های ری هیتروارد بویلر و پس از خروج از بویلر وارد توربین IP و پس از خروج ازتوربین مذکور مستقیماً به توربین LP وارد می گردد و درنهایت بخار در هنگام خروج از توربین وارد کندانسور می گردد.
انواع مشعلهای نفتی
امروزه سه نوع اساسی اتمایزرهای مشعلهای نفتی مورد استفاده می باشد این سه نوع اتمایزر عبارتند از : - اتمایزر مکانیکی (یا فشاری ) که معمولاً تحت نام Pressure jetشناخته می شود . این مدل می تواند به صورت یک افشاننده فشاری ساده نصب شود یا به صورت افشاننده فشاری باز گردانندة ریزشی (Spill Return Pressure Jet) باشد.
- مشعل اتمایزر توسط بخار،(Steam atomizer) که میتواند به صورت داخلی با مخلوط شدن با بخار سوخت را به صورت پودر درآورده یا با کمک مخلوط شدن خارجی بخار عمل کند .
- مشعل اتمایزر توسط هوا ،(Air atomizer)
جت فشاری ریزشی بطور گسترده ای در سه دهه اخیر بعنوان راه حل مشکل محدودیت حداکثر ، استفاده گردیده است . در این نوع سیستم ،فشار ورودی در مقدار حداکثر خود ثابت نگه داشته می شود و جریان مرکزی خروجی از محفظه چرخشی از صفر تا یک مقدار حداکثر افزایش می یابد .
این کنترل به وسیلةوالوهایی که فشار را در سیستم ریزشی کنترل می کنند متأثر می گردد . چنین والوهائی ممکن است به صورت متحد با ستون مشعل و یا بصورت خارجی و در یک جعبه شیر کنترلی یا یک سیستم لوله بندی قرار گیرند . مشعل توضیح داده شده همچنین دارای تسهیلاتی جهت برگشت انتهایی جریان ، هنگامی که بار روی مشعل قطع می گردد می باشد .
گرانروی مورد نیاز نفت درر مشعل باید بینst 12 و cst18 برای افشاندن مناسب باشد . آزمایش روی واحدهای بزرگ با سوخت نفت نشان می دهد که کاهش گرانروی (بدلیل افزایش دمای نفت ) باعث بهبود عمل سوختن و در نتیجه کاهش انتشار جامدات حاصل از سوختن می گردد .برای نفت با باقیمانده سنگین دما در مشعل تا 140 درجه سانتیگراد کاملاً عادی می باشد.
2-7-مشعلهای اتمایزینگ بخار
در این نوع مشعل فرایند اتمایزینگ بوسیلة شکستن نفت به قطرات کوچک بوسیله جریان بخار با سرعت بالا و عمود بر جریان خروجی نفت ایجاد می شود . شکل اساسی این نوع افشاننده اغلب به نام جت y شناخته می شود . چنین افشاننده هایی بسته به ظرفیت مورد نیاز شامل حداکثر 20-15 جت مجزای نفت و بخار می باشند جریان سوخت در چنین افشاننده هایی به طور کلی تابعی از فشار اعمالی روی جریان سوخت می باشد . بخار و نفت توسط ستون مشعل که از لوله های هم مرکزی تشکیل شده اند به افشاننده انتقال می یابند .
یک انتهای این لوله ها توسط سیستم گلند کاملاً آب بندی می شود تا امکان انبساط جزئی فراهم گردد (زیرا بخار و نفت در دماهای مختلفی هستند) بخار بطور معمول از درون لوله مرکزی انتقال می یابد .
در گو نه دیگری از اتمایزر بخاری ، بخار از لوله خارجی و نفت از لوله داخلی وارد مشعل می گردند . این امر توسط مته کاری های پیچیده ای در افشاننده (جت پیچشی) که در ابتدا به منظور بهبود عمل افشاندن انجام گرفته محقق می شود . شرایط بخار معمولاً فشار 11-7 بار بوده و همراه با مقدار کمی Superheat می باشد .
فشار نفت جهت مقاثد کنترل جریان تغیر می کند و معمولاً به حداکثر 17 بار در مشعل می رسد
افشانندههای بخاری ، 4% یا بیشتر بخار نسبت به نفت مصرف می کند و عموماً به یک بویلر کمکی نیاز دارند .
3-7- مشعلهای اتمایزر هوا
این سیستم مشعل ، بطور مشابه ، از هوا بجای بخار استفاده می کند . هوا با فشار تا 22 بار استفاده می شود و در نتیجه هزینه قابل ملاحظه ای برای کمپرسور نیاز خواهد بود . در قیاس با بخار هوا هیچگونه مزیت خاصی ندارد و انتخاب مسئله اقتصادی خواهد بود (هزینه کل کمپرسورها ، هزینه کارکرد آنها ، هزینة بویلرهای کمکی و هزینه کارکرد آنها که عمدتاً سوخت می باشد ) .
البته هوا اثر خنک کنندگی دارد خصوصاً هنگامی که سوخت اضافی استفاده می شود و این می تواند بعنوان یک عیب برای سیستم باشد .
افشاننده های هوایی اصول عملکرد مشابهی با افشاننده های بخاری دارند .
در این بخش تجهیزات اصلی احتراق به کار رفته در نیروگاه حرارتی شازند تشریح می گردد .
دیگ بخار
دیگ بخار به کار رفته در نیروگاه شازند از نوع زیر بحرانی و درام دار و تحت فشار ، ری هیت دار
و با سیرکوله طبیعی می باشد که دارای 24 مشعل بوده و با دو نوع سوخت گاز و مازوت کار می کند . مشعلها در سه طبقه 8-12 و 16متری و در دو سمت Rear و Front بویلر قرار گرفته اند . ساختار بویلر
از نوع Complete Suspension Structure می باشد .
بویلر را می توان به اجزای زیر دسته بندی نمود :
سیستم گردش آب Water Cycle System
این سیستم شاملSteamdrum ، Water Wall Tubes ، Down Commers ، Incoming Pipes ، Out Going Pipes می باشد .
به تعداد چهار عدد Down comer در قسمت تحتانی درام تعبیه شده است که آب درام از این
طریق به هدرهای تحتانی بویلر متصل می گردد آب از هدر تحتانی بویلر با استفاده از632 عدد
Water Wall Tube به سمت بالایی بویلر جریان می یابد .
Water Wall Tube ها از نوع Membrance Wall comprising Tube و Flat Steel Plate
می باشد و قطر آنها mm5/7× 5/63 Ø می باشد .
آب پس از ورود به water wallدر قسمت فوقانی بویلر به مایع اشباع تبدیل می گردد که این مخلوت در هدر فوقانی بویلر با استفاده از 124 عدد لوله به درام منتقل می گردد .
مطابق با طراحی بویلر Water Wall ها به 30 حلقه تقسیم شده اند که11 حلقه در سمت Front
و 11 حلقه در سمت real و 4 حلقه در سمت right و 4حلقه در سمت چپ قرار دارد .
درام (drum)
قطر دخلی درام mm 1792 بوده و ضخامت دیواره آن mm 145 و به طولm 8/17 می باشد که در ارتفاع 60متری بویلر واقع شده است . در داخل درام به تعداد 86 ست سپریتور قرار داده شده است که این اجزا به عنوان جزء اولیه جدا سازی آب از بخار در داخل درام به کار می روند که به صورت مارپیچ در دو ردیف 43 تایی در داخل درام قرار گرفته اند . جزء ثانویه جدا سازی آب از بخار در درام w- Shaped Dryer ها می باشند که در این قسمت آب و بخار ورودی به درام که از سپریتور های اولیه عبور کرده است از میان این صفحات عبور کرده و کاملاً آب و بخار در آن جدا می گردد و سپس بخار کاملاً خشک وارد سوپرهیترها می گردد .
سوپرهیترها Super Heater System
سوپرهیترها با توجه به موقعیت قرارگیری آنها در بویلر به 5- stage تقسیم می شوند .
1- Roof 2- Rear Enclouser 3- Low Temperature 4- Platen 5- Hig.Temp.
3-1- معرفی کلی سیستم
بخار اشباع خروجی از درام به هدر سوپرهیترRoof منتقل می گردد و بخار اشباع از هدر سوپرهیتر roof توسط 87پانل که هر پانل از 4 لوله موسوم به Rear Water Wall Tube تشکیل شده است به قسمت تحتانی بویلر منتقل می گردد (این بخش همان سوپرهیتر Rear Enclosor می باشد ) در میان 87 پانل مذکور تعداد 43 عدد از آنها مستقیماً به هدر سوپرهیتر Low Temp متصل می گردد و 44 پانل باقی مانده به هدر تحتانی بویلر موسوم به هدر Rear Water Wall متصل شده و مجدداً توسط 43 پانل به هدر سوپرهیتر L.T متصل
می گردد . لازم به ذکر است که لوله های سوپرهیتر Roof همگی از نوع فین دار می باشد .
سوپرهیترl.t در قسمت پاس دوم کوره قرار دارد که بخار پس از خروج از سوپر هیتر Rear Enclosure به این لوله ها وارد شده و بخار از طرق این لوله ها به سمت بالایی بویلر منتقل می گردد که طراحی سوپرهیتر l.t به گونه ای است که جهت حرکت بخار در داخل لوله ها خلاف جهت حرکت دود خروجی از کوره می باشد . سوپرهیتر Lt از نوع افقی بوده و لوله های آن دارای قطر زیاد و دارای فاصله Span کم می باشد . سپس بخار از طریق هدر خروجی سوپرهیتر L.T به هدر ورودی سوپرهیتر پلاتن متصل می گردد که در پاس اول کوره قرار دارد و بخار خروجی از سوپرهیتر پلاتن وارد سوپرهیتر high temp شده و در نهایت بخار سوپر هیت از هدر خروجی سوپرهیترh.t خارج و به سمت توربین hp جریان می یابد .
3-2- کنترل دمای بخار :
برای کنترل دمای بخار سوپر هیت از اسپری آب در دی سوپرهیترها استفاده می گردد . دو مرحله اسپری آب برای کنترل دمای بخار اصلی در نظر گرفته شده است . مرحله اول (primary) بین هدر خروجی سوپرهیتر L.t و هدر ورودی سوپرهیترپلاتن قرار دارد و مرحله دوم (secondary) بین هدر خروجی سوپرهیتر پلاتن و هدر ورودی سوپرهیتر high. temp قرار گرفته است و در حقیقت اسپری primary ، secondary هر کدام شامل قسمت right و left می باشند که داخل دی سوپرهیتر تعدادی nozzle jet قرار گرفته است که آب اسپری از طریق این نازلها به داخل لوله بخار اسپری می گردد . و بخار و آب با یکدیگر مخلوت می شوند و دمای بخار کاهش می یابد .
عملکرد اسپری ثانویه برای تنظیم دما بوده و در محدوه های دمایی بالا با دقت کم به کار می رود . ولی عملکرد اسپری ثانویه برای تنظیم دقیق دما و کنترل دمای بین سمت راست و سمت چپ بخار سوپر هیتر می باشد . قابل ذکر است که هنگامی که هیتر های فشار قوی خارج از سرویس می باشد آب اسپری به یکباره زیاد شده و حجم بسیاری از اسپری در اسپری اولیه مصرف می گردد .
ری هیتر (reheater system)
ری هیتر به دو مرحله پلاتن وhigh.temp تقسیم می شود
4-1- معرفی کلی سیستم :
ری هیتر پلاتن در پاس اول کوره قرار گرفته است و بخار خروجی از توربین HP به ری هیتر پلاتن وارد می گردد که کلاً ری هیتر پلاتن از 43 پانل (هر پانل از 8 لوله) تشکیل شده است و بخار خروجی از ری هیتر پلاتن به ری هیتر high . Temp وارد میگردد که این بخش نیز در پاس یک کوره و در قسمت فوقانی آن واقع شده است . و متشکل از 87 پانل می باشد که هر پانل شامل 6 عدد لوله است و بخار خروجی از ری هیترHP در خروجی بویلر به توربین IP وارد می گردد .
4-2- کنترل دمای بخار ری هیتر
دمای بخار ری هیتر بطور کلی از ری سیر کوله دود خروجی با کوره کنترل می گردد .
دود خروجی از کوره که از روی اکونومایزر عبور کرده است به قسمت انتهایی کوره تزریق می گردد (که این عمل توسط gas recirculation fan انجام می شود ) که این عمل موجب می گردد تا از ایجاد تاثیر منفی بر احتراق جلوگیری شود ، و در بارهای مختلف می توان دمای بخار ری هیتر را با کنترل دمپرورودی دود به GRF کنترل نمود علاوه برای سیستم فوق ، سیستم اسپری آب نیز مانند سوپر هیترها در نظر گرفته شده است که در ورودی ری هیتر پلاتن اسپری آب در نظر گرفته شده که به اسپری اضطراری مرسوم است و در حد فاصل ری هیتر پلاتن و ری هیتر high.temp نیز اسپری اصلی قرار گرفته است که کنترل نهایی دما را به عهده دارد .
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
