گزارش کارآموزی در نیروگاه توس

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
گزارش کارآموزي در نيروگاه توس در 69 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست مطالب

عنوان صفحه

نيروگاه ( توضيحات کلي ) .................................................................................. 1

نيروگاه توس ......................................................................................................... 8

بويلر....................................................................................................................... 10

توربين.................................................................................................................... 14

ژنراتور.................................................................................................................. 39

ترانسفورماتور..................................................................................................... 50

سيستم سوخت رساني ...................................................................................... 57

کندانسور هوايي................................................................................................... 62

آزمايشگاه و تصفيه آب ..................................................................................... 62

اتاق فرمان............................................................................................................. 63

منابع....................................................................................................................... 66


نيروگاه
نيروگاه محل توليد انرژي الکتريکي مي باشد .نيروگاه هاي مدرن بر حسب نوع انرژي مورد مصرف عبارتند از : نيروگاه هاي حرارتي ، آبي ، هسته اي و نيروگاه هايي که از انرژي باد و يا حرارت دروني زمين استفاده مي کنند . در اين ميان نيروگاه هاي حرارتي ( TPS ) و آبي ( HEPS ) از معمولترين انواع در صنعت توليد برق مي باشند .
نيروگاه حرارتي
نيروگاه حرارتي به کليه ي نيروگاه هايي اطلاق مي شود که در واحدهاي آن با احتراق سوخت هاي جامد ، مايع و يا گاز در بويلر و يا در خود محرک اوليه ( مانند ديزل ها و توربين هاي گازي ) توليد انرژي حرارتي و سپس الکتريکي صورت مي پذيرد . انواع نيروگاه حرارتي بر حسب نوع سوخت عبارتند از : ذغال سوز ( اعم از ذغال به لاشه اي يا پودر شده ) ، گازوئيل سوز ( ديزل ) ، نفت سوز ، گاز سوز و توربين گازي ( که در آن احتراق گاز مستقيما در توربين صورت مي گيرد .
قسمت عمدهاي از نيروگاه هاي حرارتي که به عنوان توليد کننده هاي اصلي انرژي الکتريکي طراحي مي شوند از نوع کندانسوردار مي باشند . اين نيروگاه ها عموما مجهز به واحدهايي با قدرت 200 تا 800 مگا وات بوده و راندمان حرارتي آن ها از ميزان 40 تا 42 درصد تجاوز نمي کند ، و معمولا در هر کشور پرقدرت ترين نيروگاه ها را تشکيل مي دهند .
نوع ديگري از نيروگاه هاي حرارتي که به نام ترموالکتريک مشهورند جهت توليد مشترک انرژي حرارتي ( به صورت بخار يا آب داغ ) و انرژي الکتريکي طراحي و نصب مي شوند . اين توليد مشترک موجب افزايش راندمان حرارتي واحدهاي مذکور تا ميزان 65 الي 70 درصد مي باشند .
نيروگاه آبي
از قديم استفاده از انرژي ذخيره شده در آب به صورت هاي مختلف از جمله آسياب هاي آبي مرسوم بوده است . با پيدايش صنعت برق کوشش هاي زيادي در جهت به کارگيري هر چه بيشتر انرژي آبي و تبديل آن به انرژي الکتريکي معطوف گرديده و در اين راه پيشرفت هاي زيادي هم حاصل شده است . ارزش نيروگاه هاي آبي بر اين است که از تاسيسات ايجاد شده عمدتا مي تواند در جهت اهداف صنعتي و کشاورزي نيز استفاده برد . معمول ترين نوع ذخيره و کنترل آب ، ايجاد سدها و آب بندها مي باشد .
گراني قيمت تاسيسات ذخيره و انتقال آب با مسايل خاص سياسي و اجتماعي آن ( زير آب رفتن روستاهاي مجاور ، از بين رفتن مقداري از زمين هاي کشاورزي و ... ) معمولا ايجاد سد صرفا جهت گرفتن انرژي الکتريکي را توجيه اقتصادي نمي نمايد . چنانچه مطالعات ايجاد چنين تاسيساتي را توجيه نمايد ، ارزش نيروگاه آبي دو چندان مي گردد .
نيروگاه هاي آبي در مقايسه با ساير نيروگاه ها ( حرارتي ، گازي ، ديزلي ) داراي مزاياي بسياري مي باشد که از جمله بالا بردن راندمان ، نداشتن هزينه هاي مربوط به مسايل سوخت ، قرار گرفتن سريع در مدار و نداشتن مسايل آلودگي هوا را مي توان نام برد .
در مناطقي که منابع آب امکان خارج ساختن دائمي آب را از سدها را بدهد ، اين نيروگاه ها به طور دائم مورد استفاده واقع مي شوند وحتي در بعضي موارد به عنوان پايه توليد انرژي الکتريکي به علت داشتن قابليت اطمينان بالا قرار مي گيرد . اما در مواردي که استفاده آب در صنعت و کشاورزي و شرب در اولويت بالاتري نسبت به توليد انرژي الکتريکي باشد برنامه را بر اساس نياز هاي آب مشروب و کشاورزي تنظيم مي نمايند . بدين معني که نيازهاي آبي در يک پريود مشخص مثلا 24 ساعت را در ظرف چند ساعتي که شبکه به انرژي الکتريکي بيشتري نيازمند است ، از سد اصلي خارج ساخته وارد سد تنظيمي مي نمايند يعني توربين هاي آبي به کار مي افتد . سپس با برنامه ريزي که مي شود آب از سد تنظيمي به تدريج جهت ديگر اهداف ( کشاورزي ، صنعت و شرب ) وارد شبکه هاي انتقال و توزيع با تصفيه خانه هاي مربوط مي گردد .
چنانچه که گفته شد مي توان با استفاده از انرژي آب رودخانه ها و آبشارها و احداث سد در مسير رودخانه توسط توربين هاي آبي ، ژنراتور را چرخاند و الکتريسيته توليد نمود .
سدهاي آبي که ساختمان هاي مختلفي دارند مي توانند در مسير رودخانه احداث شده و با نصب تجهيزات يک نيروگاه آبي علاوه بر مصارف کشاورزي براي توليد برق استفاده کرد .
آب درياچه در صورت اضافه شده از قسمت بالاي سد سر ريز مي کند . به علت آن که مصارف آب کشاورزي و تقاضاي برق در زمان هاي مختلفي صورت مي گيرد براي جلوگيري از هدر رفتن آب پس از سد اصلي يک سد کوچک به نام سد تنظيمي استفاده مي گردد و در صورت نياز به آب کشاورزي دريچه هاي اين سد تنظيمي باز مي گردد . معمولا تاسيسات نيروگاه داخل ساختمان سد مي باشد .
با توجه به دبي آب و ارتفاع آن نوع توربين نصب شده فرق مي کند که مي توان از انواع پلتون ، فرانسيس يا کاپلان باشد .
راندمان نيروگاه هاي آبي بالا مي باشد ( حدود 80 الي 90 درصد ) و راه اندازي آن ساده ( 14 الي 15 دقيقه ) انجام مي گيرد .
نيروگاه اتمي
نيروگاه هاي هسته اي بخاطر تشابه در نوع انرژي نهايي که همان انرژي حرارتي است عملا در رده ي نيروگاه هاي حرارتي قرار مي گيرند ، ولي به لحاظ ويژگي هاي خاص سوخت هسته اي آن را نوع جداگانه اي به حساب مي آورند . اساس کار نيروگاه اتمي و بخاري يکي است فقط به جاي ديگ بخار ، در نيروگاه اتمي از يک رآکتور استفاده شده ، آب را در رآکتور توسط انرژي حاصل واکنش هاي هسته اي ( فيوژن ) گرم شده وبخار مي گردد که اين بخار مي تواند توربين را بچرخاند و در نتيجه محور ژنراتور به حرکت آمده و الکتريسيته توليد مي گردد .
نيروگاه بخار
يکي ديگر از روش هاي توليد انرژي استفاده از نيروي بخار مي باشد که در اين نوع نيروگاه بخار توليد شده در بويلر ( ديگ بخار ) به داخل توربين جريان داده مي شود و باعث چرخش آن گشته و اگر شافت توربين با يک ژنراتور وصل گردد مي توان از نيروي چرخشي آن انرژي الکتريکي توليد کرد . بخار پس از عبور از توربين به کندانسور ( چگالنده ) رفته و توسط آب خنک کن تقطير و به صورت آب در مي آيد .
نيروگاه هاي بخار براي بارهاي اصلي ( پايه ) به کار مي روند ( چون راه اندازي ساده و آساني ندارند ) و عمر آن ها نسبت به نيروگاه هاي گازي بيشتر ( 25 الي 30 سال ) است .
اجزاي اصلي يک نيروگاه بخار عبارتند از :
بويلر ( ديگ بخار )
توربين بخار
کندانسور
پمپ تغذيه
نيروگاه ديزلي
در نيروگاه هاي ديزلي قوه محرکه ژنراتور يک موتور درون سوز ديزلي است .
امروزه کمتر از نيروگاه هاي ديزلي براي نيروگاه پايه استفاده مي کنند و بيشتر براي مواقع اضطراري و احتمالا بار ماکزيمم مي باشد . در حال حاضر در مناطقي از ايران که به شبکه سراسري وصل نيست از نيروگاه هاي ديزلي استفاده مي شود . قدرت توليدي آن ها به طور معمول تا 5000 کيلو وات مي باشد .
نيروگاه گازي
هواي آزاد توسط يک کمپرسور فشرده شده و سپس همراه سوخت در اتاق احتراق محترق شده و داراي درجه حرارت بالا مي گردد . حال اين گاز پر فشار و داغ وارد توربين شده ومحور ژنراتور را مي گرداند و سپس از اگزوز ( خروجي ) توربين به بيرون رانده مي شود . توان گرفته شده از توربين معمولا به محور ژنراتور و کمپرسور منتقل مي گردد . حدود يک سوم اين توان تبديل به انرژي الکتريکي در ژنراتور مي گردد و بقيه جهت چرخاندن محور کمپرسور و تامين هواي فشرده جهت توربين نصرف مي شود . به همين خاطر راندمان توربين گازي پايين و در حدود 27 درصد مي باشد و براي بار پيک در شبکه استفاده مي شود .
اصول نيروگاه گازي تقريبا از لحاظ مراحل مانند يک موتور چهار زمانه است يعني چهار مرحله دارد که عبارتند از :
تراکم توسط کمپرسور
احتراق که در اتاق احتراق انجام مي گيرد
مرحله کار يا انبساط در توربين
تخليه که از دودکش صورت مي گيرد
هوا با شرايط محيط کار که عبارتند از دما وفشار سايت محل نصب توربين گاز وارد کمپرسور مي شود و در آن جا بر روي هوا کار انجام مي شود . فشار و دماي هواي خروجي از کمپرسور بستگي به نوع توربين گاز دارد و معمولا فشار آن بين 9.5 تا 14 برابر ورودي و دماي آن در حدود 300 تا 350 درجه سانتي گراد مي باشد . اين هوا با اين شرايط وارد اتاق احتراق شده و در آن جا طي يک فرآيند فشار ثابت دماي آن افزايش مي يابد ( حدود 900 تا 1350 ) محصولات احتراق وارد توربين شده و روي پره هاي توربين با از دست دادن انرژي خود کار انجام مي دهد و در نهايت با دمايي در حدود 450 تا 600 درجه سانتي گراد از توربين خارج مي شود و به جو تخليه مي گردد .


نيروگاه توس
نيروگاه توس با 4 واحد بخاري 150 مگاواتي از نيروگاه­هاي ممتاز کشور و يکي از بزرگترين مراکز توليد برق در خراسان مي­باشد. اين نيروگاه در 12 کيلومتري شمال غربي مشهد مقدس در جوار بارگاه ملکوتي حضرت علي ابن موسي الرضا (ع) و دامنه کوه­هاي بينالود در نزديکي شهر توس مدفن شاعر بلندآوازه ايران زمين حکيم ابوالقاسم فردوسي واقع گرديده و نام نيروگاه توس بدين دليل روي ريشه­اي فرهنگي و سابقه­اي کهن دارد.
قرارداد احداث نيروگاه در مرداد ماه 1357 با شرکت هاي براون باوري و پاتله منعقد گرديد ولي در عمل تا پيروزي انقلاب شکوهمند اسلامي فعاليت قابل ذکري انجام نگرفت تا اين که قرارداد شرکت آلماني براون باوري در سال 1360 بررسي و اصلاح گرديد و پروژه در اواخر همان سال فعال شد . همچنين در سال 1361 قرارداد بخش بويلر نيروگاه با شرکت اتريشي واگنربيرو منعقد و عمليات اجرايي آن آغاز گرديد.
نخستين واحد نيروگاه در آبان 1364 و ديگر واحدها نيز تا پايان سال 1366 به شبکه سراسري به شبکه سراسري پيوسته و مورد بهره برداري قرار گرفت.
از ويژگي هاي اين نيروگاه استفاده از کندانسور هوايي است که در آن به کارگيري هوا به عنوان عامل خنک کننده (جايگزين آب) از اهميت بالايي برخوردار است چرا که با توجه به اهميت جهاني ذخاير آب، اين سيستم، از اتلاف آب و کاهش سطح سفره­هاي آب زير زميني پيش گيري مي­نمايد.


پوسته خارجي توربين فشار متوسط
پوسته خارجي از چدن فولادي ساخته شده است و به طور افقي در ارتفاع محور توربين فلانچ شده است (با استفاده از پيچ و مهره هاي مخصوصي که طبق دستور داده شده محکم مي­شوند).
قسمت بالائي پوسته به وسيله دو تکيه گاه در هر طرف روي پدستال هاي ياتاقان نگه داشته مي شود.
محرک هاي روي پوسته فشار متوسط عمل مي کنند راه راه تکيه گاهها و گوه هاي نگهدارنده به پدستالهاي ياتاقان منتقل مي شوند و به فنداسيون هدايت مي گردد.
تغييرات درجه حرارت در طي راه اندازي، در روي موقعيت عمودي پوسته فشار متوسط مربوطه به روتور توربين فشار متوسط تاثير ندارد چون تکيه گاهها پوسته را به خوبي در مرکز خط روتور نگه داشته اند در طرف ورود بخار ، پوسته توربين فشار متوسط روي پدستال ياتاقان تراست تکيه داده شده و در طرف خروج بخار به پدستال ياتاقان (ما بين توربين فشار متوسط و فشار ضعيف) تکيه داده است.
(هر دو سر پائيني پوسته خارجي با دو تکيه گاه نصب شده است که شامل يک وسيله حفاظتي است که از حرکت پوسته جلوگيري مي کند .
(اين تکيه گاهها همچنين در طي مونتاژ دمونتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد).
در طي مونتاژ قسمت پائيني پوسته به کمک پيچهاي تنظيم ،تنظيم مي شود و بايد روي پدستال هاي ياتاقان نگه داشته شود.
در مجموع انتهاي جلويي تکيه گاهها، مانند پوسته براي وصل کردن يک وسيله تغيير مکان به سوراخ هاي رزوه دار مجهز شده است که به حرکت محوري توربين در طي مونتاژ و دمونتاژ اجازه مي دهد. پوسته توربين فشار متوسط در جهت محور به وسيله گوه هاي عمودي راهنمايي مي شود.
جاي خارهاي گوه ها در هر انتهاي قسمت پاييني پوسته فشار متوسط در سطح عمودي محور توربين قرار گرفته است گوه ها به پدستال هايي ياتاقان پيچ شده اند .
قسمت بالائي فشار متوسط داد و فلانچ اتصال لوله هاي ورودي ،دو فلانچ اتصال براي لوله هاي سرتاسري بالا ، نصب شده است در روي طرف خارجي پوسته امکاناتي براي محکم کردن تروکوپل ها، دو سوراخ براي اتصال وزنه هاي بالانس روتور فشار متوسط يک اتصال براي لوله بخار سرد بالانس پيستون تهيه شده است.
قسمت پائيني توربين فشار متوسط با دو اتصال فلانچي براي لوله هاي ورودي ، يک اتصال فلانچي براي برداشتهاي 2 و3 و 4 به ترتيب، و يک خروجي بخار براي بالانس پيستون، يک فلانچ در طرف جلو و يکي در طرف عقب براي بخار آب بندي و مسيرهاي خروجي و همچنين يک اتصال تخليه براي جريان ريزش بالانس پيستون نصب شده است.
در مجموع ترموکوپل ها با امکانات مسدود کننده تهيه شده است بعلاوه يک لوله اتصال براي بخار زنده و بخار خروجي فلانچ گرم کن در هر طرف فلانچ هاي جدا کننده در داخل بخش ورودي تهيه شده است يک سوراخ براي پيچ تنظيم تهيه شده است که پوسته بالانس پيستون را در موقعيت مرکز محور نگه مي دارد.
حمل کننده پره هاي راهنما (فشار متوسط)
حمل کننده هاي پره هاي راهنما (قرينه ايي به طور گردشي) به وسيله تکيه گاههاي پوسته خارجي تکيه داده است و طرف فشار بيشتر آب بندي شده است.
حمل کننده پره هاي راهنماي شماره در پوسته خارجي روي چهار تکيه گاه تکيه داده شده است در صورتيکه حمل کننده پره هاي راهنما روي دو تکيه گاه تکيه مي دهد.
ارتفاع به وسيله صفحه نازک مخصوص تنظيم مي شود حمل کننده پره هاي راهنما شامل يک قسمت بالائي و يک قسمت پائيني است که به طور افقي در ببالاي محور توربين به يکديگر فلانچ شده اند.
با استفاده از پيچ و مهره هاي مخصوص که طبق دستور داده شده محکم مي شوند پره هاي راهنما داخل شيارهايي که توسط تراشکاري روي روتور ايجاد شده است محکم مي شوند.
هر پره راهنما يک ريشه با قلاب تکي دارد و صفحات پوشش با يک برجستگي آزاد با سيلهايي لابيرنتي آب بندي شدهاند و در داخل روتور به شکل يک آب بندي لابيرنتي در گيري شده اند.
بعد از رديف هشتم شانزدهم و بيست و يکم ، جريانهاي بخار را از مسير برداشتهاي 2 و3 و 4 منشعب مي شود از مسير لوله هاي حلقه و ار و لوله هاي به پيش گرم تنهاي آب بندي هدايت مي شود که آنها به پوسته خارجي نصب شده است.
روتور توربين فشار متوسط
روتور توربين فشار متوسط در داخل داراي فضاي خالي مي بباشد شافت تو خالي از سه قسمت که به يکديگر جوشکاري شده­اند ساخته شده است.
بالانس پيستون ، محل ياتاقان ترکيبي ژورنال تراست و فلانچ کوپلينگ در انتهاي روتور واقع شده اند فلانچ کوپلينگ در انتهاي خروجي قرار گرفته است روتور هاي توربين فشار قوي فشار متوسط و فشار ضعيف به وسيله فلانچ ها دقيقا کوپل مي شوند.
پره هاي داخل شيارهايي که توسط تراشکاري روي روتور ايجاد شده اند محکمي مي شوند آنهايي که با پره هاي راهنما و حمل کننده پره هاي راهنما درز گيري شده اند (سيلهاي دو قطعه­اي صفحات پوشش در ترکيب با خطوط آب بندي ) تشکيل سيل هاي لابيرنتي مي دهد.
تهيه بخار خنک کن براي روتور توربين فشار متوسط
براي خنک کردن قسمت بالانس پيستون که در ورودي بخار رهيت قرار دارد يک شاخه بخار خنک کن از خروجي پوسته فشار قوي برداشته مي شود.
جريانهاي بخار خنک کن از راه يک خط اتصال از ميان انتها و ورودي بالانس پيستون از راه يک منطقه حلقه اي ريخته گري شده و يک شيار حلقه اي در داخل پوسته بالانس پيستون فشار متوسط به قسمت بالانس پيستون توربين فشار متوسط وارد مي شود .
سيلينگ داخلي به وسيله بخش سيلينگ بين بالانس پيستون فشار متوسط و ورودي بالانس پيستون تهيه شده است.
در مسير اتصال بين پوسته هاي فشار قوي و فشار متوسط يک وسيله جدا کننده نصب مي شود که به وسيله سيستم کنترل به راه مي افتد.
بالانس پيستون توربين فشار متوسط
بالانس پيستون توربين فشار متوسط به فشار محوري روتور کمک مي کند به خاطر فشار هاي مختلفي که روي سطوح باردار بالانس پيستون عمل مي کند.
فشار بخار رهيت در انتهاي پره و فشار خروجي توربين فشار متوسط در انتهاي سيل شات = فشار خروجي بالانس پيستون ، يک نيرويي را نتيجه مي دهد که يک فشار به کار مي رود در جهت مخالف جريان بخار ورودي روتور ، بنابراين فشار روتور تقريبا بالانس مي شود.
در طراحي بالانس پيستون توربين فشار متوسط يک رينگ راهنماي ريخته گري تهيه شده است که در بخش ورودي بخار رهيت واقع گرديده است . هدف اين رينگ راهنما هدايت کردن بخار رهيت به پره هاي عکس العملي و حمل کننده پره هاي راهنماي فشار متوسط است و مانع از جهش مستقيم بخار رهيت در مقابل روتور توربين فشار متوسط مي شود.
بعلاوه اولين رديف پره هايي راهنما و صفحات پوشش در شيار دور داده شده راهنمايي مي شوند .
سيل هاي لابيرنتي بالانس پيستون شامل رينگ هاي چند تکه متحرک که در پوسته بالانس پيستون نصب مي شود. و در مرکز روتور تقسيم شده اند و سيل هاي راه راه که در روتور آب­بندي شده اند مانند سيل هاي شافت داراي يک طرح يکساني هستند .
موقعيت مرکزي پوسته بالانس پيستون به وسيله پيچ قابل تنظيم مرتب مي شود و ارتفاع به وسيله دو گوه که به پوسته خارجي تکيه داده است تنظيم مي شود.
توقف محور نيز به عنوان سيلينگ با بخش داخلي بخار رهيت کمک مي کند.

سيلهاي شافت توربين فشار متوسط
روش بهره برداري و ساختمان سيل هاي شافت توربين فشار متوسط شبيه سيل هاي شافت توربين فشار قوي است.
سيل شافت توربين فشار متوسط فقط يک سيستم بخار آب بندي و يک سيستم بخار آب بندي و يک سيستم خروجي دارد اما سيستم بخار نشتي ندارد.
ورودي هاي فشار متوسط
چهار ورودي از اتصال بين لوله هاي ورودي جريان بخار از کنترل والو ها و استپ والو هاي ترکيبي و پوسته فشار متوسط وجود دارد .
آنها به پوسته خارجي با استفاده از پيچ و مهره هاي مخصوص فلانچ شده اند فلانچ اتصال بين برآمدگي هاي ورودي و پوسته خارجي فشار متوسط به وسيله واشر هاي دينگر مخصوص سيل شده است.