گزارش کارآموزی نیروگاه نکا

گزارش کارآموزی نیروگاه نکا

فهرست مطالب

پیشگفتار

مطالبی كه در این گزارش بیان شده گوشه‌ای بسیار كوچك از قسمتهای مختلف نیروگاه عظیم نكاء می‌باشد. كه سعی كرده‌ام عمده موارد مهم و كاربردی كه در یك نگاه و بطور مختصر مورد نیاز خواهد شد را بیان كنم.

در جزوه حاضر سیكل نیروگاه و نقشه‌هایی جامعیت داشته و خلاصه‌ای از قسمتهای اصلی نیروگاه كه نقش كلیدی در كاربری این صنعت مادر را دارا می‌باشند، تا حد امكان توضیح داده‌ام.

واجب است از تمام مسئولین نیروگاه، متخصصین قسمت معاونت مهندسی و قسمت آموزش كه امكان این مهم را فراهم ساختند كمال سپاس و قدردانی ابراز نمایم.

باتشكر

مقدمه

انسان همواره برای رفاه زندگی خود در تكاپو بوده و هست. ابتدا نیروی ماهیچه‌ای را امتحان كرد كه با كهولت سن رفته رفته فرسایش می‌یافت.

سپس انرژی باد و در كنار آن از انرژی پتانسیل آب استفاده نمود. با گذشت زمان دید بازتری پیدا كرد كه باعث درك انرژی بخار شد. استفاده از انواع انرژی همچون: انرژی شیمیایی، جزر و مد دریاها، انرژی هیدرولیكی، هسته‌ای و بالاخره انرژی نورانی خورشید را نیز آموخت كه همه در خدمت پیشرفت و تكامل انسان می‌باشند. در این میان بهترین نوع انرژی باید دارای خصوصیات كاملی باشد.

انرژی الكتریكی یكی از بهترین فرم‌های انرژی می‌باشد زیرا :

1- توزیع و انتقال آن به راحتی و بطور مطمئن صورت می‌گیرد ( انتقال انرژی الكتریكی از طریق خطوط نیرو در مقایسه با حمل سوخت با وسایل نقلیه. )

2- دستگاههای متنوعی را می‌توان با آن بكار انداخت.

3- راندمان انرژی الكتریكی در تبدیل به انرژی‌های دیگر بالاست ( راندمان یك بخاری الكتریكی % 100 می‌باشد درصورتیكه راندمان یك بخاری نفتی % 50 است. )

4- استفاده از آن هیچگونه آلودگی برای محیط زیست بوجود نمی آورد.

برای تأمین انرژی الكتریكی از تبدیل فرمهای دیگر انرژی موجود در طبیعت استفاده می‌شود كه در حال حاضر متداول‌ترین آن تبدیل انرژی شیمیایی به الكتریكی است كه با استفاده از سوخت فسیلی ( سوخت مایع، گاز، ذغال‌سنگ ) در نیروگاههای بخاری و یا گازی صورت می‌گیرد كه با توجه به راندمان بالاتر نیروگاههای بخاری نسبت به گازی قسمت عمده تأمین برق بعهده این نیروگاههاست. در نیروگاههای بخاری سوخت فسیلی در كوره (بویلر)می‌سوزد و انرژی شیمیایی بین پیوندهای خود را به صورت حرارت به آب می‌دهد و آن را به بخار تبدیل می‌كند. بخار حاصل در توربین به انرژی مكانیكی تغییر شكل می‌دهد كه با گرداندن ژنراتور انرژی الكتریكی بدست می‌آید. بنابراین فرم تغییر انرژی در نیروگاههای بخاری بصورت زیر است :

انرژی الكتریكی انرژی مكانیكی انرژی گرمایی انرژی شیمیایی

بدیهی است كه در این تبدیل انرژی مقداری تلفات وجود دارد كه با بهبود طراحیها و پیشرفت تكنولوژی سعی می‌شود مقدار آن كم و حداكثر راندمان ممكن بدست می آید، بطوریكه راندمان نیروگاههای بخاری از 20 % در نیروگاههی قدیمی به حدود 42 % در نیروگاههای مدرن امروزی افزایش یافته است.

حال كه مقدمه‌ای بر انرژی، علت مصرف انرژی الكتریكی و خلاصه‌ای از كار در نیروگاههای بخاری بیان شد، نظری اجمالی بر روند تولید برق در ایران و تاریخچه نیروگاه حرارتی شهید سلیمی نكاء داشته سپس به توضیح در مورد قسمتهای اصلی نیروگاه نكاء خواهیم پرداخت.

نیروگاه شهید سلیمی نكاء

صنعت برق در ایران بصورت نیروگاههای دیزلی كوچك شبكه‌های توزیع محدود در برخی از شهرهای بزرگ مانند تهران، تبریز و اصفهان در اواخر قرن سیزدهم ( هـ . ش ) و توسط سرمایه‌داران بخش خصوصی آغاز گردید. در اوایل دهه 1340 وزارت نیرو شركتهای برق منطقه‌ای و سازمان آب و برق خوزستان تشكیل و كشور به 12 منطقه تقسیم شد و بدنبال آن در سال 1348 وزارت نیرو اقدام به تأسیس شركت توانیر ( شركت تولید و انتقال نیروی برق ایران ) نمود.

ظرفیت كل نیروگاههای حرارتی شركت توانیر به هنگام تأسیس برابر 415 مگاوات و در سال 1365 با بهره‌گیری از 24 نیروگاه و 139 واحد توربین ** به بیش از 9332 مگا وات رسید.

نیروگاه شهید سلیمی نكاء بعنوان یكی از مهمترین سرمایه‌های ملی و از بزرگترین نیروگاههای كشور متشكل از دو بخش مستقل بخاری و گازی در ساحل دریای خزر و در 22 كیلومتری شمال شهرستان نكا قرار دارد.

قدرت نامی این نیروگاه 2035 مگا وات می‌باشد كه از چهار واحد 440 مگا واتی بخار و دو واحد 13715 مگاواتی گاز حاصل می‌شود.

سوخت اصلی واحدهای بخاری، گاز و سوخت كمكی آنها مازوت و سوخت اصلی واحدهای گازی، گاز و سوخت كمكی آنها گازوئیل است.

قرارداد احداث واحدهای بخاری در تاریخ 8/6/1354 بین وزارت نیرو و كنسرسیومی متشكل از سه شركت آلمانی به اسامی بی . بی . سی، بابكوك، بیلفینكر منعقد و متعاقب آن عملیات احداث شروع گردید. اولین واحد در تاریخ 2/7/1385 و پس از آن به فاصله تقریبی هر شش ماه، یك واحد وارد مدار شده است.

نصب واحدهای گازی پس از خرید تجهیزات از شركت زیمنس از سال 1367 توسط شركت نصب نیرو با نظارت قدس نیرو آغاز و اولین واحد در تاریخ 19/5/1369 و واحد بعدی به فاصله سه ماه پس از آن وارد مدار گردیده است.

سوخت مصرفی

سوخت اصلی نیروگاه نكاء گاز طبیعی می‌باشد كه از منابع گازسرخس تأمین و بوسیله یك رشته خط لوله به نیروگاه منتقل می‌گردد. مصرف گاز هر واحد بخاری برابر 110000 ( نیوتن متر مكعب بر ساعت ) می‌باشد. سوخت كمكی نیروگاه نفت كوره ( مازوت ) است كه از طریق مخزنهای راه‌آهن به ایستگاه تخلیه سوخت نكاء در فاصله 20 كیلومتری نیروگاه منتقل می‌گردد.

ظرفیت خط لوله برابر 1500 متر مكعب در روز می‌باشد كه به دلیل كمبود گاز تحویلی و نتیجتاً نیاز به سوخت مایع بیشتر، قابلیت انتقال سوخت به میزان مورد نیاز را دارا نمی‌باشد. بدین جهت كسری سوخت به دو طریق یكی توسط كشتی‌های نفت‌كش از طریق كشور تركمنستان و دیگری بوسیله نفت‌كشهای جاده‌پیما در ایستگاه تخلیه كه در نیروگاه وجود دارد جبران می‌شود. نفت‌كشهای جاده‌پیما در ایستگاه سوخت نكاء و یا مستقیماً در نقاط ورودی چون تهران، تبریز و اصفهان بارگیری می‌شود. انتقال، ذخیره‌سازی و مصرف سوخت مایع در واحدها به كمك تانكهای با مشخصات زیر صورت می‌گیرد.

ذخیره‌سازی سوخت مایع نیروگاه بهره‌برداری با بار كامل را برای حداكثر 14 روز ممكن می‌سازد.

آب مصرفی

آب شیرین مصرفی نیروگاه بوسیله سه حلقه چاه به عمق تقریبی 150 متر كه در اطراف ایستگاه تخلیه سوخت نكاء قرار دارد، تأمین می‌شود. قسمتی از آب خروجی از این چاهها به داخل یك استخر سرپوشیده خط لوله‌ای به طول 25 كیلومتر به دو استخر سرپوشیده دیگر به حجم كل 1500 متر مكعب كه د رمجاورت تصفیه‌خانه نیروگاه قرار دارند سرازیر شده و از آنجا به یك مخزن با ارتفاع 75 متر و به حجم 450 متر مكعب پمپ می‌گردد. آب مصرفی بخشهای زیر از استخرهای سرپوشیده و مخزن مرتفع آب تأمین می‌شود :

الف – آب مصرفی ایستگاه تخلیه سوخت نكاء كه از استخرهای سرپوشیده در محل تأمین شده و به كمك تصفیه خانه كوچكی كه در مجاورت استخرها قرار دارد، تصفیه می‌شود.

ب – آب آشامیدنی نیروگاه كه از منابع فوق تأمین شده و. پس از فیلتراسیون مصرف می‌شود.

ج – آب مورد نیاز تصفیه‌خانه كه با ظرفیت 180 متر مكعب در ساعت آب مقطر مصرفی نیروگاه را با استفاده از سیستم مبدل یونی تأمین می‌نماید.

د – آب مورد نیاز سیستم آتش‌نشانی نیز از منابع فوق تأمین می‌گردد. البته جهت اطمینان بیشتر، سیستم اضطراری آتش‌نشانی با استفاده از آب دریا نیز پیش‌بینی شده است.

آب خنك‌كن جهت تقطیر بخار خروجی از توربین، از دریا تأمین شده و پس از كلرزنی داخل لوله‌های كندانسور می‌شود. به منظور حفاظت محیط زیست، سیستم خروجی آب طوری در نظر گرفته شده است كه اختلاف درجه حرارت آب خروجی و آب دریا در شعاع 200 متری دهانه كانال خروجی كمتر از دو درجه باشد.

دبی آب‌خنك‌كن هر واحد بخاری حدود 52000 متر مكعب بر ساعت می‌باشد.

دیگ بخار ( بویلر )

بویلر نیروگاه از نوع بدون مخزن ( once through ) می‌باشد. به همین جهت حجم آب در حال گردش درون آن نسبت به انواع دیگر بویلرها به مراتب كمتر است. كوره آن از دو فضای متصل بهم تشكیل شده كه فضای اول بوسیله جدار لوله‌ها محصور گشته و در آن سوخت و هوا مخلوط و بوسیله 14 مشعل محترق شده و آب موجود در لوله‌ها به بخار تبدیل می‌گردد. بخار تولید شده در این فضا بوسیله عبور گازهای گرم كوره در فضای دوم به بخار داغ تبدیل می‌شود. دمای بخار ورودی به توربین توسط آب‌پاشها ( Desuperheaters ) كه از مسیر آب تغذیه گرفته می‌شود، تنظیم می‌گردد. گاز خروجی از كوره پس از گرم شدن آب ورودی به بویلر (Economizer ) و هوای ورودی به كوره (Airprehreater) به دودكش رانده می‌شود.

مشخصات بویلرهای نیروگاه بشرح زیر است :

توربین

توربین بخار نیروگاه از نوع فشار متغیر (Sliding pressure) بوده و تغییر بار در آن (برای بارهای بیش از 150 مگاوات) بوسیله تغییر فشار در بخار خروجی بویلر صورت می‌گیرد. توربین شامل سه قسمت هم محور متصل به هم می‌باشد كه عبارتند از :

قسمت فشار قوی (HP)، قسمت فشار متوسط (IP)، قسمت فشار ضعیف (LP).

بخار اصلی از دو شیر اصلی (stop valave ) و چهار شیر كنترل به محور فشار قوی توربین وارد و پس از بحركت درآوردن پره‌های توربین از آخرین طبقه این قسمت خارج و مجدداً جهت‌ گرمایش بداخل كوره رانده می‌شود.

بخار خروجی از قسمت فشار قوی توربین پس از كسب حرارت لازم و رسیدن به درجه حرارت بخار اصلی (Hot Reheat) از طریق دو شیر مركب (stop & Intercept valve ) به قسمت فشار متوسط توربین وارد می‌گردد و پس از دادن انرژی خود به پره‌های توربین از آخرین طبقه این قسمت مستقیماً وارد قسمت فشار ضعیف گشته و پس از بگردش درآوردن پره‌های آن از آخرین طبقه قسمت فشار ضعیف وارد كننده كندانسور می‌گردد.

آب تقطیر شده در كندانسور بوسیله پمپ پس از گذشتن مجدد از تصفیه‌خانه (قسمت polishing plant) از طریق هیترهای شماره 1 و 2 و 3 و 4 وارد محفظه تغذیه پمپهای فشار قوی شده و پس از خارج شدن گازهای محلول در آن بوسیله پمپهای فشار قوی از طریق هیترهای شماره 6 و 7 وارد بویلر می‌شود.

مشخصات توربین‌های نیروگاه بشرح زیر است:

ژنراتور

ژنراتور نیروگاه دارای دو قطب بوده (سرعت 3000 دور در دقیقه) و مستقیماً به توربین كوپله شده است، بدنه روتور یك تكه بوده و سیم‌پیچهای روتور در شیارهای آن قرار گرفته است. سیم‌پیچهای استاتور از نوع تسمه‌های مسی توخالی بوده و بوسیله عبور آبی خالی و عاری از هرگونه یون خنك می‌گردد. روتور بوسیله عبور گاز هیدروژن از میان شیارها و سطح روتور خنك می‌شود. فشار لازم برای بگردش درآوردن گاز هیدروژن توسط دو پروانه در دو انتهای روتور تأمین شده و گاز گرم شده بوسیله چهار كولر خنك می‌گردد ضمناً برای جلوگیری از نشت هیدروژن بخارج از ژنراتور و همچنین ممانعت از اتلاف آن، از یك سیستم سه مداره آب‌بندی روغنی استفاده می‌شود.

سیستم تحریك ژنراتور از نوع ساكن بوده و ژنراتور از طریق یك ترانسفور ماتور تحریك، یكسو كننده از نوع تایریستوری و اسلیپ‌رینگ تغذیه می‌گردد.

مشخصات ژنراتورهای نیروگاه بشرح زیر است:

هیدروژن مورد نیاز جهت خنك كردن ژنراتور بوسیله واحد هیدروژن‌سازی به ظرفیت تولیدی 5/7 مترمكعب در ساعت تأمین می‌گردد. در این واحد هیدروژن از طریق تجزیه آب با درجه خلوص 95/99 % تولید شده و سپس به كمك كمپرسور در كپسولهایی به ظرفیت 6 مترمكعب و تحت فشار Kg/cm²150 ذخیره می‌گردد. كپسولهای پرشده جهت جبران تلفات هیدروژن مورد نیاز استفاده می‌گیرند.