chemblog
عضو جدید
واحد های جانبی در صنعت – واحد نیروگاهی
هر خط تولید برق واحد نیروگاه در مجتمع های تاسیسات جانبی از تجهیزاتی مانند فیلتر های دریافت هوا، کمپرسور، توربین گازی، ژنراتور و تجهیزات توزیع برق تشکیل شده است. این تجهیزات وظیفه تامین برق مورد نیاز یک منطقه ویژه صنعتی که ولتاژی معادل حدود 500 تا 700 کیلوولت می باشد را بر عهده خواهند داشت. در واحد تولید برق از یک سیکل باز توربین گازی استفاده می شود. در این فرایند ابتدا هوای محیط توسط یک کمپرسور مکیده شده و فشار آن افزایش می یابد. هوای فشار بالا در مرحله بعد وارد محفظه احتراق توربین خواهد شد.
واحد تولید برق
شرح فرایند واحد تولید برق
هر خط تولید برق واحد نیروگاه در مجتمع های تاسیسات جانبی از تجهیزاتی مانند فیلتر های دریافت هوا، کمپرسور، توربین گازی، ژنراتور و تجهیزات توزیع برق تشکیل شده است. این تجهیزات وظیفه تامین برق مورد نیاز یک منطقه ویژه صنعتی که ولتاژی معادل حدود ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلوولت می باشد را بر عهده خواهند داشت. در واحد تولید برق از یک سیکل باز توربین گازی استفاده می شود. در این فرایند ابتدا هوای محیط توسط یک کمپرسور مکیده شده و فشار آن افزایش می یابد. هوای فشار بالا در مرحله بعد وارد محفظه احتراق توربین خواهد شد. در این مرحله هوا با گاز طبیعی مخلوط و مشتعل شده و سپس گازهای داغ خروجی از محفظه احتراق وارد توربین خواهند شد. انرژی دورانی بدست آمده از توربین به صورت مکانیکی توسط یک گیربکس به ژنراتور منتقل شده و باعث گردش دورانی محور ژنراتور خواهد شد. در این مرحله نیروی برق در ژنراتور تولید شده و جریان برق به سیستم توزیع جریان انتقال خواهد یافت. در مرحله توزیع، جریان برق توسط ترانسفورماتورهای مختلف به ولتاژهای بالا یا همان HV ولتاژ متوسط یا همان MV و ولتاژ پایین یا همان LV تبدیل خواهد شد.
سیستم انتقال و توزیع
ولتاژ برق تولید شده در ژنراتورها پس از تولید جهت انجام عملیات توزیع، به یک سیستم ترانسفورماتوری منتقل می شود. این ترانسفورماتورها وظیفه افزایش ولتاژ از مقادیر در حدود ۱۰ تا ۱۵ ولت به مقادیر در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ ولت را خواهد داشت. سپس برق خروجی از این ترانسفورماتورها به بخش GIS جهت توزیع فرستاده خواهد شد. GIS از مجموعه ای از سوئیچ هایی تشکیل شده است که هر کدام از این سوئیچ ها در محفظة عایقی قرار گرفته اند. یکی از تکنولوژی های عایق کاری این سوئیچ ها استفاده از گازی به نام SF6 به عنوان عایق می باشد. استفاده از این گاز به نحو چشمگیری از فضای مورد نیاز این سوئیچ ها کاسته و باعث عایق بندی بهتر در آنها خواهد شد. برای حفظ میزان عایق کاری در این تکنولوژی، این گاز می بایست در فشاری در حدود ۶ بار نگهداری شود. در این بخش برق تولید شده در هر ژنراتور به دو باسپار منتقل می شود. در این باسپار ها حداکثر شدت جریان کنترل شده و جریان به سوئیچ ها منتقل می شود. این دو باسپار در زمانهایی که مشکلی برای یکی از آنها پیش بیاید به صورت کمکی یکدیگر عمل می نمایند. به همین منظور از یک سوئیچ Bus Coupler جهت ایجاد ارتباط بین این دو باسپار با یکدیگر استفاده شده است. بنابر این در شرایطی مانند تعمیرات و قطعی یکی از باسپار ها، هیچ خللی در امر برق رسانی به مجتمع ها صورت نخواهد گرفت. در این مرحله برق خروجی از GIS به اطاق کابل انتقال یافته و از آنجا به سیستم توزیع نهایی بین مجتمع ها متصل خواهد شد. به علت حساسیت سیستم برق رسانی به مجتمع های تولیدی واحد های پتروشیمی جهت امنیت دستگاه های سیستم GIS از یک واحد UPS به عنوان پشتیبان واحد GIS استفاده شده است. در صورت بروز نقص فنی و قطع برق، باطری های موجود در سیستم UPS برق مورد نیاز در دستگاه ها را تامین می نمایند. این باطری ها در حالت عادی بصورت دائمی در حال شارژ بوده و آماده جهت استفاده در شرایط اضطراری نگهداری خواهند شد. برق خروجی از هر ژنراتور با ولتاژی در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ کیلو ولت خارج می شود. بنابر این جهت تولید برق با ولتاژ های متوسط و کم از یک سیستم ترانسفورماتوری استفاده خواهد شد. در این سیستم برق با ولتاژ متوسط در حدود ۵ تا ۱۰ کیلو ولت در ترانسفورماتور های نوع اول تبدیل شده و در بخش توزیع ولتاژ متوسط توزیع می شود. برق ولتاژ پایین با ولتاژ حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ ولت نیز در ترانسفورماتور های نوع دوم تبدیل شده و در بخش توزیع ولتاژ پایین توزیع خواهد شد.
ایمنی نیروگاه
برای جلوگیری از حوادث آتش سوزی در نیروگاه دو نوع سیستم اطفاء حریقِ آب تحت فشار و گاز دی اکسید کربن در نظر گرفته شده است. سیستم اطفاء حریق آب تحت فشار نیروگاه، آب مورد نیاز خود را مستقیماً از واحد آب آتش نشانی مستقر در واحد های تاسیسات جانبی نیروگاه تامین مینماید. از آنجایی که در قسمتهایی از نیروگاه به دلایل وجود جریان الکتریسیته امکان خاموش کردن آتش به وسیله آب وجود ندارد، از سیستم CO2 استفاده شده است. در این سیستم گاز CO2 در مخزنی به صورت تحت فشار نگهداری می شود. در صورت بروز آتش سوزی و فعال شدن سنسور های حرارتی، ۳۰ ثانیه فرصت جهت تخلیه محوطه آتش سوزی وجود داشته و پس از آن سیستم، فضا را مملو از دی اکسید کربن مینماید. در اثر این کار اکسیژن کافی برای سوختن آتش از بین رفته و آتش خاموش می شود.
واحد تولید بخار
شرح فرایند واحد بخار:
اصولاً محصولات واحد بخار شامل دو محصول بخار کم فشار و بخار پر فشار می باشد. در فرایند تولید بخار، از گازهای خروجی از توربین به عنوان سیال حرارتی تبخیر کننده آب استفاده می شود. این گازها عموماً دمایی نزدیک به ۶۰۰ درجه سانتیگراد داشته و دفع آنها در محیط زیست باعث اتلاف قابل توجهی از انرژی می شود. بنابر این به منظور استفاده از این انرژی از یک سیستم HRSG در واحد نیروگاه استفاده می شود. در این سیستم گاز خروجی از توربین وارد یک محفظه تبادل حرارتی می شود. در این محفظه تعداد بسیار زیادی لوله وجود دارد که درون آنها آب املاح زدایی شده در جریان می باشد. در اثر عمل تبادل حرارت بین دو سیال، آب موجود در لوله ها تبخیر شده و در نتیجه دمای گاز خروجی به حدود ۱۸۰ درجه سانتیگراد کاهش خواهد یافت. انرژی محرک آب درون لوله های این فرایند از طریق پدیده ای به نام جابجایی آزاد تامین می شود. جابجایی آزاد در یک لوله زمانی رخ می دهد که چگالی سیال در یک منطقه از لوله نسبت به مناطق دیگر کمتر بوده و در نتیجه جریان از مکان با چگالی زیاد به سمت مکان با چگالی کمتر حرکت می نماید. بنابر این پدیده، جریان درون لوله های بخار به حرکت در آمده و بخار تولیدی به بخش ذخیره سازی بخار فرستاده می شود. یکی از راه های افزایش دبی جرمی عبوری از لوله ها، افزایش میزان گازهای داغ و در نتیجه افزایش نرخ تولید بخار میباشد. با این روش می توان تناژ بخار تولیدی را کنترل نمود. تغییر نرخ انتقال حرارت در سیستم HRSG با استفاده از یک دریچه که اصطلاحاً Diverter Damper نامیده می شود صورت می گیرد. با تغییر زاویه این دریچه میتوان میزان گاز ورودی به محفظه تبادل حرارت را کنترل نموده و در نتیجه دبی بخار تولیدی را کنترل نمود. در این فرایند آن مقدار از گازهایی که وارد سیستم HRSG نشده است از طریق اگزوز اولیه سیستم به محیط ونت می شود. همانطور که در بخش آب نیز توضیح داده شده است آب موجود در لوله های محفظه تبادل حرارت واحد تولید بخار، محصول بخش املاح زدایی از آب در واحد سرویس های جانبی می باشد. این آب در بخش املاح زدایی پس از عبور از مراحل گوناگون تصفیه به صورت کاملاً خالص درآمده و عاری از هرگونه یونهای مخرب خواهد بود. این آب قبل از ورود به لوله های محفظه تبادل حرارت ابتدا وارد تانکهای هوازدایی یا همان Deareator می شود. هر یک از این تانکها از دو مخزن تشکیل شده اند. مخزن کوچکتر که در بالا قرار دارد وظیفه هوازدایی از آب را بر عهده خواهد داشت. مخزن بزرگتر که در پایین قرار دارد وظیفه کنترل فشار آب در محدوده مجاز جهت تغذیه پمپهای لوله های محفظه تبادل حرارت را بر عهده دارد. عملیات هوازدایی در مخزن کوچکتر با استفاده از تزریق بخار در فشار ۶ بار به مخزن صورت می گیرد. پس از تزریق بخار به این مخزن در اثر گرم شدن آب حلالیت هوا در آب کاهش پیدا نموده و در نتیجه هوا به همراه مقداری بخار از بالای مخزن خارج می شود. در این مرحله محصول این مخزن که آب هوازدایی شده است جهت تنظیم فشار وارد مخزن پایینی می شود. در این مخزن سطح آب بوسیله کنترلر های خاصی کنترل شده و سطح آب همیشه در یک بازه مجاز تنظیم می باشد. کنترل سطح آب در این مخزن به منظور ثابت بودن فشار پشت پمپهای تزریق آب می باشد. وظیفه این پمپها تامین فشار در حدود ۷۰ بار در لوله های انتهایی یا همان بخش Economizer محفظه تبادل حرارت در سیستم HRSG می باشد. لوله های بخش Economizer در انتهایی ترین بخش محفظه تبادل حرارت که دمای گازهای خروجی در پایین ترین مقدار خود قراردارند، تعبیه شده است. در این مرحله آب ورودی پس از مقداری پیش گرم شدن در لوله های Economizer به مخازن ذخیره منتقل می شود. در این مخازن به منظور اشباع نمودن هر دو فاز مایع و بخار، مقداری از مایع موجود در مخزن از زیر مخزن وارد بخش Evaporator محفظه تبادل حرارت شده و پس از تبخیر شدن دوباره وارد مخزن ذخیره می شود. لوله های بخش تبخیر کننده یا همان Evaporator در قسمت میانی سیستم HRSG قرار داشته و تنها وظیفه تبخیر آبهای موجود در مخزن ذخیره را بر عهده خواهند داشت. با این روش هر دو فاز درون مخزن به حالت اشباع تبدیل می شوند. پس از این مرحله بخارات خروجی از بالای مخازن که در حالت اشباع می باشد به لوله های بخش Super Heater وارد می شوند. این لوله ها در گرمترین بخش سیستم HRSG قرار دارند. در این قسمت دمای آب در یک فرایند فشار ثابت افزایش پیدا نموده و به حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد خواهد رسید. همانطور که گفته شد حرکت سیال در لوله های Evaporator و Super heater از طریق پدیده جابجایی آزاد اتفاق افتاده و فشار درون این لوله ها به حدود ۴۰ بار می رسد. برای تنظیم دمای محصول نهایی خروجی از لوله های Super Heater از اسپری آب به جریان بخار استفده می شود. در این روش مقداری از آب املاح زدایی شده به خط لوله بخار خروجی از لوله های Super heater تزریق شده و با تبخیر ذرات ریز آب در بخار، دمای بخار نهایی تنظیم خواهد شد. محصول تولیدی از سیستم HRSG که بخار فشار بالا می باشد جهت ذخیره سازی به Header بخار فرستاده می شود. این بخار به دو صورت فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده نهایی قرار خواهد گرفت. جهت تولید بخارات فشار پایین از یکسری از شیرهای فشار شکن استفاده می شود. در این شیر ها فشار بخار از ۴۰ بار به حدود ۶ بار کاهش پیدا می نماید. همچنین جهت کاهش دمای آب از اسپری آب به خط لوله بخار استفاده خواهد شد. از بخارات کم فشار عموماً در مخازن هوازدایی و تجهیزاتی که نیاز به گرم کن اولیه دارند استفاده می شود.
مشخصات فنی آب و بخار در نیروگاه:
از آنجایی که کنترل خواص مربوط به آب و بخار از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد، به همین منظور اطاقی به نام اطاق Sampling room در واحد نیروگاه طراحی می شود. در سکانس های مختلف نمونه های بخار و آب از خطوط فرایندی نمونه گیری شده و توسط لوله های مخصوص به این اطاق آورده می شوند. در این اطاق بخار در مبدل های حرارتی به مایع تبدیل شده و پس از فیلتراسیون مکانیکی، فشار آن کاهش می یابد. پس از آن PH و هدایت الکتریکی توسط دستگاه های PH متر و کنداکت متر اندازه گیری می شوند. برای جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر خوردگی و تشکیل رسوب در خطوط آب و بخار نیروگاه، بخشی به نام Chemical Dosing وجود دارد. در این بخش سه ماده شیمیایی تری سدیم فسفات، مورفولین و سدیم سولفیت به خطوط آب و بخار تزریق می شوند. اضافه نمودن فسفات به آب مولد های بخار به منظور تنظیم PH در حدود ۱۰ و همچنین کاهش میزان تشکیل رسوب بر روی سطوح انتقال حرارت می باشد. تغییر PH می تواند منجر به خوردگی و نهایتاً سوراخ شدن لوله های مولدهای بخار گردد. وجود رسوب بر روی سطوح انتقال حرارت نیز باعث کاهش یافتن میزان انتقال حرارت به آب درون لوله ها می شود. همچنین برای جلوگیری از ایجاد خوردگی به آب ورودی به مخازن هوازدایی و همچنین سیکل خنک کاری، مورفولین تزریق می گردد. در قسمت مکش پمپهای تغذیه مولدهای بخار نیز مقداری سدیم سولفات اضافه می شود. این کار برای جداکردن اکسیژن محلول در آب است که در مخازن هوازدایی به طور کامل از آب جدا نشده است.
بویلرهای کمکی:
اصولاً در هر واحد تولید بخار در واحد تاسیسات جانبی، در کنار تجهیزات اصلی تولید بخار، تعدادی از واحد های کمکی تولید بخار نیز طراحی و ساخته می شوند. این واحد ها برای مواقعی که ظرفیت واحد اصلی جوابگوی نیاز مجتمع های صنعتی نباشد طراحی شده اند. این مولد های بخار بطور کاملاً مستقل از واحد تولید برق عمل نموده و بصورت بویلرهای صنعتی با مصرف سوخت، بخار مورد نیاز مجتمع ها را تولید می نمایند. آب مورد نیاز این مولد ها نیز همانند واحد اصلی تولید بخار از بخش املاح زدایی تامین می شود. هریک از این مولد های بخار از تعدادی مشعل و تعدادی لوله عمودی در یک محفظه تبادل حرارتی تشکیل شده اند. حرارت آزاد شده در اثر احتراق سوخت در مشعل ها باعث تبخیر آب املاح زدایی شده و در نتیجه بخار به عنوان محصول نهایی تولید می شود. بخار تولید شده در هر یک از مولد ها به Header بخار فرستاده شده و جهت توزیع بین مجتمع های تولیدی ذخیره سازی می شود.
جمع آوری آب کندانس:
برای جمع آوری بخار کندانس شده در خطوط پر فشار و کم فشار از سیستم Blow Down استفاده می شود. این سیستم از یک تانک Flash، تانک تخلیه تناوبی و تانک تخلیه پیوسته تشکیل شده است. بخار کندانس شده در خطوط انتقال بخار پر فشار توسط تله های بخار جمع آوری گردیده و به تانک فلاش فرستاده می شود. در این تانک که به خط بخار کم فشار متصل است، کندانس در معرض کاهش ناگهانی فشار قرار می گیرد و مقداری از آن به صورت بخار به خط کم فشار بازگشت داده می شود. آن مقدار از سیال که تبدیل به بخار نشده به حوضچه کندانس و یا به واحد آب کندانس فرستاده خواهد شد. کندانس های جمع آوری شده از سیستم های HRSG و همچنین بویلر های کمکی وارد تانک تخلیه پیوسته می شوند. در این تانک مقداری از کندانس مجدداً بخار شده و به خط کم فشار باز گردانده می شود. باقیمانده آب کندانس نیز به تانک تخلیه متناوب و یا واحد آب کندانس فرستاده خواهد شد. تانک تخلیه تناوبی، معمولاً آب کندانس را از تانک تخلیه پیوسته دریافت می نماید. علاوه بر آن، کندانس های تشکیل شده در زمان راه اندازی بویلرهای کمکی و همچنین HRSG ها نیز به تانک تخلیه تناوبی وارد می شوند. این تانک، بخار را به اتمسفر ونت نموده و باقیمانده سیال را به حوضچه کندانس ارسال می نماید.
منبع: نرم افزار آموزشی شرکت پتروشیمی
هر خط تولید برق واحد نیروگاه در مجتمع های تاسیسات جانبی از تجهیزاتی مانند فیلتر های دریافت هوا، کمپرسور، توربین گازی، ژنراتور و تجهیزات توزیع برق تشکیل شده است. این تجهیزات وظیفه تامین برق مورد نیاز یک منطقه ویژه صنعتی که ولتاژی معادل حدود 500 تا 700 کیلوولت می باشد را بر عهده خواهند داشت. در واحد تولید برق از یک سیکل باز توربین گازی استفاده می شود. در این فرایند ابتدا هوای محیط توسط یک کمپرسور مکیده شده و فشار آن افزایش می یابد. هوای فشار بالا در مرحله بعد وارد محفظه احتراق توربین خواهد شد.
واحد تولید برق
شرح فرایند واحد تولید برق
هر خط تولید برق واحد نیروگاه در مجتمع های تاسیسات جانبی از تجهیزاتی مانند فیلتر های دریافت هوا، کمپرسور، توربین گازی، ژنراتور و تجهیزات توزیع برق تشکیل شده است. این تجهیزات وظیفه تامین برق مورد نیاز یک منطقه ویژه صنعتی که ولتاژی معادل حدود ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلوولت می باشد را بر عهده خواهند داشت. در واحد تولید برق از یک سیکل باز توربین گازی استفاده می شود. در این فرایند ابتدا هوای محیط توسط یک کمپرسور مکیده شده و فشار آن افزایش می یابد. هوای فشار بالا در مرحله بعد وارد محفظه احتراق توربین خواهد شد. در این مرحله هوا با گاز طبیعی مخلوط و مشتعل شده و سپس گازهای داغ خروجی از محفظه احتراق وارد توربین خواهند شد. انرژی دورانی بدست آمده از توربین به صورت مکانیکی توسط یک گیربکس به ژنراتور منتقل شده و باعث گردش دورانی محور ژنراتور خواهد شد. در این مرحله نیروی برق در ژنراتور تولید شده و جریان برق به سیستم توزیع جریان انتقال خواهد یافت. در مرحله توزیع، جریان برق توسط ترانسفورماتورهای مختلف به ولتاژهای بالا یا همان HV ولتاژ متوسط یا همان MV و ولتاژ پایین یا همان LV تبدیل خواهد شد.
سیستم انتقال و توزیع
ولتاژ برق تولید شده در ژنراتورها پس از تولید جهت انجام عملیات توزیع، به یک سیستم ترانسفورماتوری منتقل می شود. این ترانسفورماتورها وظیفه افزایش ولتاژ از مقادیر در حدود ۱۰ تا ۱۵ ولت به مقادیر در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ ولت را خواهد داشت. سپس برق خروجی از این ترانسفورماتورها به بخش GIS جهت توزیع فرستاده خواهد شد. GIS از مجموعه ای از سوئیچ هایی تشکیل شده است که هر کدام از این سوئیچ ها در محفظة عایقی قرار گرفته اند. یکی از تکنولوژی های عایق کاری این سوئیچ ها استفاده از گازی به نام SF6 به عنوان عایق می باشد. استفاده از این گاز به نحو چشمگیری از فضای مورد نیاز این سوئیچ ها کاسته و باعث عایق بندی بهتر در آنها خواهد شد. برای حفظ میزان عایق کاری در این تکنولوژی، این گاز می بایست در فشاری در حدود ۶ بار نگهداری شود. در این بخش برق تولید شده در هر ژنراتور به دو باسپار منتقل می شود. در این باسپار ها حداکثر شدت جریان کنترل شده و جریان به سوئیچ ها منتقل می شود. این دو باسپار در زمانهایی که مشکلی برای یکی از آنها پیش بیاید به صورت کمکی یکدیگر عمل می نمایند. به همین منظور از یک سوئیچ Bus Coupler جهت ایجاد ارتباط بین این دو باسپار با یکدیگر استفاده شده است. بنابر این در شرایطی مانند تعمیرات و قطعی یکی از باسپار ها، هیچ خللی در امر برق رسانی به مجتمع ها صورت نخواهد گرفت. در این مرحله برق خروجی از GIS به اطاق کابل انتقال یافته و از آنجا به سیستم توزیع نهایی بین مجتمع ها متصل خواهد شد. به علت حساسیت سیستم برق رسانی به مجتمع های تولیدی واحد های پتروشیمی جهت امنیت دستگاه های سیستم GIS از یک واحد UPS به عنوان پشتیبان واحد GIS استفاده شده است. در صورت بروز نقص فنی و قطع برق، باطری های موجود در سیستم UPS برق مورد نیاز در دستگاه ها را تامین می نمایند. این باطری ها در حالت عادی بصورت دائمی در حال شارژ بوده و آماده جهت استفاده در شرایط اضطراری نگهداری خواهند شد. برق خروجی از هر ژنراتور با ولتاژی در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ کیلو ولت خارج می شود. بنابر این جهت تولید برق با ولتاژ های متوسط و کم از یک سیستم ترانسفورماتوری استفاده خواهد شد. در این سیستم برق با ولتاژ متوسط در حدود ۵ تا ۱۰ کیلو ولت در ترانسفورماتور های نوع اول تبدیل شده و در بخش توزیع ولتاژ متوسط توزیع می شود. برق ولتاژ پایین با ولتاژ حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ ولت نیز در ترانسفورماتور های نوع دوم تبدیل شده و در بخش توزیع ولتاژ پایین توزیع خواهد شد.
ایمنی نیروگاه
برای جلوگیری از حوادث آتش سوزی در نیروگاه دو نوع سیستم اطفاء حریقِ آب تحت فشار و گاز دی اکسید کربن در نظر گرفته شده است. سیستم اطفاء حریق آب تحت فشار نیروگاه، آب مورد نیاز خود را مستقیماً از واحد آب آتش نشانی مستقر در واحد های تاسیسات جانبی نیروگاه تامین مینماید. از آنجایی که در قسمتهایی از نیروگاه به دلایل وجود جریان الکتریسیته امکان خاموش کردن آتش به وسیله آب وجود ندارد، از سیستم CO2 استفاده شده است. در این سیستم گاز CO2 در مخزنی به صورت تحت فشار نگهداری می شود. در صورت بروز آتش سوزی و فعال شدن سنسور های حرارتی، ۳۰ ثانیه فرصت جهت تخلیه محوطه آتش سوزی وجود داشته و پس از آن سیستم، فضا را مملو از دی اکسید کربن مینماید. در اثر این کار اکسیژن کافی برای سوختن آتش از بین رفته و آتش خاموش می شود.
واحد تولید بخار
شرح فرایند واحد بخار:
اصولاً محصولات واحد بخار شامل دو محصول بخار کم فشار و بخار پر فشار می باشد. در فرایند تولید بخار، از گازهای خروجی از توربین به عنوان سیال حرارتی تبخیر کننده آب استفاده می شود. این گازها عموماً دمایی نزدیک به ۶۰۰ درجه سانتیگراد داشته و دفع آنها در محیط زیست باعث اتلاف قابل توجهی از انرژی می شود. بنابر این به منظور استفاده از این انرژی از یک سیستم HRSG در واحد نیروگاه استفاده می شود. در این سیستم گاز خروجی از توربین وارد یک محفظه تبادل حرارتی می شود. در این محفظه تعداد بسیار زیادی لوله وجود دارد که درون آنها آب املاح زدایی شده در جریان می باشد. در اثر عمل تبادل حرارت بین دو سیال، آب موجود در لوله ها تبخیر شده و در نتیجه دمای گاز خروجی به حدود ۱۸۰ درجه سانتیگراد کاهش خواهد یافت. انرژی محرک آب درون لوله های این فرایند از طریق پدیده ای به نام جابجایی آزاد تامین می شود. جابجایی آزاد در یک لوله زمانی رخ می دهد که چگالی سیال در یک منطقه از لوله نسبت به مناطق دیگر کمتر بوده و در نتیجه جریان از مکان با چگالی زیاد به سمت مکان با چگالی کمتر حرکت می نماید. بنابر این پدیده، جریان درون لوله های بخار به حرکت در آمده و بخار تولیدی به بخش ذخیره سازی بخار فرستاده می شود. یکی از راه های افزایش دبی جرمی عبوری از لوله ها، افزایش میزان گازهای داغ و در نتیجه افزایش نرخ تولید بخار میباشد. با این روش می توان تناژ بخار تولیدی را کنترل نمود. تغییر نرخ انتقال حرارت در سیستم HRSG با استفاده از یک دریچه که اصطلاحاً Diverter Damper نامیده می شود صورت می گیرد. با تغییر زاویه این دریچه میتوان میزان گاز ورودی به محفظه تبادل حرارت را کنترل نموده و در نتیجه دبی بخار تولیدی را کنترل نمود. در این فرایند آن مقدار از گازهایی که وارد سیستم HRSG نشده است از طریق اگزوز اولیه سیستم به محیط ونت می شود. همانطور که در بخش آب نیز توضیح داده شده است آب موجود در لوله های محفظه تبادل حرارت واحد تولید بخار، محصول بخش املاح زدایی از آب در واحد سرویس های جانبی می باشد. این آب در بخش املاح زدایی پس از عبور از مراحل گوناگون تصفیه به صورت کاملاً خالص درآمده و عاری از هرگونه یونهای مخرب خواهد بود. این آب قبل از ورود به لوله های محفظه تبادل حرارت ابتدا وارد تانکهای هوازدایی یا همان Deareator می شود. هر یک از این تانکها از دو مخزن تشکیل شده اند. مخزن کوچکتر که در بالا قرار دارد وظیفه هوازدایی از آب را بر عهده خواهد داشت. مخزن بزرگتر که در پایین قرار دارد وظیفه کنترل فشار آب در محدوده مجاز جهت تغذیه پمپهای لوله های محفظه تبادل حرارت را بر عهده دارد. عملیات هوازدایی در مخزن کوچکتر با استفاده از تزریق بخار در فشار ۶ بار به مخزن صورت می گیرد. پس از تزریق بخار به این مخزن در اثر گرم شدن آب حلالیت هوا در آب کاهش پیدا نموده و در نتیجه هوا به همراه مقداری بخار از بالای مخزن خارج می شود. در این مرحله محصول این مخزن که آب هوازدایی شده است جهت تنظیم فشار وارد مخزن پایینی می شود. در این مخزن سطح آب بوسیله کنترلر های خاصی کنترل شده و سطح آب همیشه در یک بازه مجاز تنظیم می باشد. کنترل سطح آب در این مخزن به منظور ثابت بودن فشار پشت پمپهای تزریق آب می باشد. وظیفه این پمپها تامین فشار در حدود ۷۰ بار در لوله های انتهایی یا همان بخش Economizer محفظه تبادل حرارت در سیستم HRSG می باشد. لوله های بخش Economizer در انتهایی ترین بخش محفظه تبادل حرارت که دمای گازهای خروجی در پایین ترین مقدار خود قراردارند، تعبیه شده است. در این مرحله آب ورودی پس از مقداری پیش گرم شدن در لوله های Economizer به مخازن ذخیره منتقل می شود. در این مخازن به منظور اشباع نمودن هر دو فاز مایع و بخار، مقداری از مایع موجود در مخزن از زیر مخزن وارد بخش Evaporator محفظه تبادل حرارت شده و پس از تبخیر شدن دوباره وارد مخزن ذخیره می شود. لوله های بخش تبخیر کننده یا همان Evaporator در قسمت میانی سیستم HRSG قرار داشته و تنها وظیفه تبخیر آبهای موجود در مخزن ذخیره را بر عهده خواهند داشت. با این روش هر دو فاز درون مخزن به حالت اشباع تبدیل می شوند. پس از این مرحله بخارات خروجی از بالای مخازن که در حالت اشباع می باشد به لوله های بخش Super Heater وارد می شوند. این لوله ها در گرمترین بخش سیستم HRSG قرار دارند. در این قسمت دمای آب در یک فرایند فشار ثابت افزایش پیدا نموده و به حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد خواهد رسید. همانطور که گفته شد حرکت سیال در لوله های Evaporator و Super heater از طریق پدیده جابجایی آزاد اتفاق افتاده و فشار درون این لوله ها به حدود ۴۰ بار می رسد. برای تنظیم دمای محصول نهایی خروجی از لوله های Super Heater از اسپری آب به جریان بخار استفده می شود. در این روش مقداری از آب املاح زدایی شده به خط لوله بخار خروجی از لوله های Super heater تزریق شده و با تبخیر ذرات ریز آب در بخار، دمای بخار نهایی تنظیم خواهد شد. محصول تولیدی از سیستم HRSG که بخار فشار بالا می باشد جهت ذخیره سازی به Header بخار فرستاده می شود. این بخار به دو صورت فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده نهایی قرار خواهد گرفت. جهت تولید بخارات فشار پایین از یکسری از شیرهای فشار شکن استفاده می شود. در این شیر ها فشار بخار از ۴۰ بار به حدود ۶ بار کاهش پیدا می نماید. همچنین جهت کاهش دمای آب از اسپری آب به خط لوله بخار استفاده خواهد شد. از بخارات کم فشار عموماً در مخازن هوازدایی و تجهیزاتی که نیاز به گرم کن اولیه دارند استفاده می شود.
مشخصات فنی آب و بخار در نیروگاه:
از آنجایی که کنترل خواص مربوط به آب و بخار از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد، به همین منظور اطاقی به نام اطاق Sampling room در واحد نیروگاه طراحی می شود. در سکانس های مختلف نمونه های بخار و آب از خطوط فرایندی نمونه گیری شده و توسط لوله های مخصوص به این اطاق آورده می شوند. در این اطاق بخار در مبدل های حرارتی به مایع تبدیل شده و پس از فیلتراسیون مکانیکی، فشار آن کاهش می یابد. پس از آن PH و هدایت الکتریکی توسط دستگاه های PH متر و کنداکت متر اندازه گیری می شوند. برای جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر خوردگی و تشکیل رسوب در خطوط آب و بخار نیروگاه، بخشی به نام Chemical Dosing وجود دارد. در این بخش سه ماده شیمیایی تری سدیم فسفات، مورفولین و سدیم سولفیت به خطوط آب و بخار تزریق می شوند. اضافه نمودن فسفات به آب مولد های بخار به منظور تنظیم PH در حدود ۱۰ و همچنین کاهش میزان تشکیل رسوب بر روی سطوح انتقال حرارت می باشد. تغییر PH می تواند منجر به خوردگی و نهایتاً سوراخ شدن لوله های مولدهای بخار گردد. وجود رسوب بر روی سطوح انتقال حرارت نیز باعث کاهش یافتن میزان انتقال حرارت به آب درون لوله ها می شود. همچنین برای جلوگیری از ایجاد خوردگی به آب ورودی به مخازن هوازدایی و همچنین سیکل خنک کاری، مورفولین تزریق می گردد. در قسمت مکش پمپهای تغذیه مولدهای بخار نیز مقداری سدیم سولفات اضافه می شود. این کار برای جداکردن اکسیژن محلول در آب است که در مخازن هوازدایی به طور کامل از آب جدا نشده است.
بویلرهای کمکی:
اصولاً در هر واحد تولید بخار در واحد تاسیسات جانبی، در کنار تجهیزات اصلی تولید بخار، تعدادی از واحد های کمکی تولید بخار نیز طراحی و ساخته می شوند. این واحد ها برای مواقعی که ظرفیت واحد اصلی جوابگوی نیاز مجتمع های صنعتی نباشد طراحی شده اند. این مولد های بخار بطور کاملاً مستقل از واحد تولید برق عمل نموده و بصورت بویلرهای صنعتی با مصرف سوخت، بخار مورد نیاز مجتمع ها را تولید می نمایند. آب مورد نیاز این مولد ها نیز همانند واحد اصلی تولید بخار از بخش املاح زدایی تامین می شود. هریک از این مولد های بخار از تعدادی مشعل و تعدادی لوله عمودی در یک محفظه تبادل حرارتی تشکیل شده اند. حرارت آزاد شده در اثر احتراق سوخت در مشعل ها باعث تبخیر آب املاح زدایی شده و در نتیجه بخار به عنوان محصول نهایی تولید می شود. بخار تولید شده در هر یک از مولد ها به Header بخار فرستاده شده و جهت توزیع بین مجتمع های تولیدی ذخیره سازی می شود.
جمع آوری آب کندانس:
برای جمع آوری بخار کندانس شده در خطوط پر فشار و کم فشار از سیستم Blow Down استفاده می شود. این سیستم از یک تانک Flash، تانک تخلیه تناوبی و تانک تخلیه پیوسته تشکیل شده است. بخار کندانس شده در خطوط انتقال بخار پر فشار توسط تله های بخار جمع آوری گردیده و به تانک فلاش فرستاده می شود. در این تانک که به خط بخار کم فشار متصل است، کندانس در معرض کاهش ناگهانی فشار قرار می گیرد و مقداری از آن به صورت بخار به خط کم فشار بازگشت داده می شود. آن مقدار از سیال که تبدیل به بخار نشده به حوضچه کندانس و یا به واحد آب کندانس فرستاده خواهد شد. کندانس های جمع آوری شده از سیستم های HRSG و همچنین بویلر های کمکی وارد تانک تخلیه پیوسته می شوند. در این تانک مقداری از کندانس مجدداً بخار شده و به خط کم فشار باز گردانده می شود. باقیمانده آب کندانس نیز به تانک تخلیه متناوب و یا واحد آب کندانس فرستاده خواهد شد. تانک تخلیه تناوبی، معمولاً آب کندانس را از تانک تخلیه پیوسته دریافت می نماید. علاوه بر آن، کندانس های تشکیل شده در زمان راه اندازی بویلرهای کمکی و همچنین HRSG ها نیز به تانک تخلیه تناوبی وارد می شوند. این تانک، بخار را به اتمسفر ونت نموده و باقیمانده سیال را به حوضچه کندانس ارسال می نماید.
منبع: نرم افزار آموزشی شرکت پتروشیمی
آخرین ویرایش توسط مدیر:
