اشنایی با نیروگاه گازی

[chemblog]

نیروگاه های گازی
نوشته رضا فرضی
دانشجوی کارشناسی مهندسی شیمی دانشگاه خلیج فارس بوشهر
**********************************************************************************************************************************
امروزه کسی نمی تواند تاثیرانرژی الکتریسیته را در زندگی و صنعت انکار کند. این انرژی که پیدایش آن به سالیان قبل و با تلاش های زیاد دانشمندان مختلف بر می گردد ان چنان بر زندگی انسان تاثیر گذاشت که از همان زمان پیدایش ان انسان با درک اهمیت آن سعی در افزایش بهره برداری از این انرژی خدادادی نمود.
برای تولید جریان برق از ژنراتور استفاده می شود که با چرخیدن رتور ژنراتور برق تولید می شود.برای این کار به نیروی محرکه ای نیاز است که باعث چرخش رتور شود.این کار در نیروگاه های گازی با برخورد گاز داغ به پره توربین صورت می گیرد به همین دلیل به این نوع نیروگاه ها ، نیروگاه گازی گفته می شود چون عمده سوخت مورد استفاده در این نیروگاه ها گاز است.البته در نیروگاه های گازی از گازوئیل هم می توان استفاده کرد ولی به دلایل زیر اغلب استفاده از گاز مقرون به صرفه تر است
گاز نسبت به گازوئیل ارزان تر است
گاز خوردگی کمتری را در قطعات و تجهیزات نسبت به گازوئیل دارد
الودگی کمتر گاز نسبت به گازوئیل
نگه داری اسانتر گاز
تقریبا می توان کارکرد یک نیروگاه گازی را به موتور چهار زمانه بنزینی تشبیه کرد به طوری که هر دو دارای مراحل مکش و تراکم ، احتراق ، انبساط و در نهایت خروج گازهای سوخته شده از محفظه می باشند.این عملیات را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
- هوا بوسیله کمپرسور با ایجاد تراکم وارد محفظه احتراق می شود
- سوخت از شیرهای ورودی وارد محفظه می شود و با هوا مخلوط و بوسیله جرقه زن هایی اتش زده می شود
- در این مرحله گاز در دمای بالایی به سر می برد و انرژی جنبشی زیادی دارد.برخورد این گاز به پره های توربین در نهایت سبب چرخش ژنراتور و تولید جریان برق می شود
- در نهایت بوسیله شیر های خروجی گاز سوخته شده خارج می شود
از این گاز خروجی می توان در بخش های دیگر مثل بویلرها برای جوشاندن آب و ... استفاده کرد که به نیروگاه هایی که شامل این تکنولوژی باشند نیروگاه های سیکل ترکیبی گفته می شود.

 

[chemblog]

70% هوای فشرده شده به اطراف محفظه سوخت هدایت می شود و فقط 30% ان وارد محفظه می شود این کار به این علت انجام می شود تا در موقع احتراق در محفظه انجام فرایند عایقی بین محفظه و پوسته بیرونی وجود داشته باشد و از داغ شدن پوسته بکاهد.
در نیروگاه های گازی از هوای زیادی استفاده می شود این هوا ناچارا باید از هوای محیط اطراف نیروگاه تامین شود.غالبا در هوا ذرات گرد و غبار زیادی وجود دارد که با هوا وارد بخش های نیروگاه می شود.این ذرات غبار می توانند باعث بروز مشکلات جدی در کار قسمت های نیروگاه شوند مخصوصا در قسمت های جنوبی کشور مثل استان بوشهر که در تابستان ها اغلب هوا غبار الود است می توانند مشکلات جدی را ایجاد کنند بنابراین باید این مواد اضافی موجود در هوا گرفته شود .اینجاست که ***** های هوا خود را نشان می دهند و وارد عمل می شوند. ابتدا از ***** هایی با شبکه های بزرگ استفاده می شود تا از ورود خس و خاشاک و یا پرندگان احتمالی که با جریان هوا به درون سیستم کشیده می شوند جلوگیری شود.بعد از این مرحله از ***** های دورانی استفاده می شود که در انها با ایجاد چرخش ناخالصی به بیرون از کانال عبور هوا رانده می شود در نهایت از ***** اصلی با شبکه هایی کوچک استفاده می شود تا ناخالصی موجود اضافی نیز از هوا گرفته شود و هوای تمیز وارد سیستم شود. پس از مدتی که ***** ها کثیف می شوند اختلاف فشاری در دو طرف ***** ایجاد می شود .این اختلاف فشار بوسیله نشانگرهایی نمایش داده می شود.در صورت کثیف شدن بیش از حد ***** ها و عدم تعویض انها مشکلاتی برای کمپرسور پیش می اید که در اصطلاح به ان خفگی کمپرسور گفته می شود .پس تعویض ***** ها پس از مدتی امری ضروری است.
در هنگام راه اندازی نیروگاه روغن به وسیله پمپ های تعبیه شده در قسمت های مختلف سیستم مثل یاتاقان ها ، فن ها ، ***** ها ، شیر های ورودی و خروجی و ... جریان می یابد که باعث کم شدن اصطکاک بین اجزا و افزایش عمر مفید دستگاه ها می شود.همچنین از روغن می توان برای خنک نگه داشتن قسمت های مختلف سیستم استفاده کرد.
اساس کار توربین های گازی به گونه ای است که خود به تنهایی و به طور مستقل نمی توانند کار کنند.یک توربین برای انجام وظیفه خود در سیستم ابتدا باید به دوری مشخص برسد که این کار بوسیله دستگاه های کمکی مثل دیزل راه انداز یا موتور های الکتریکی انجام می شود.بعد از این که توربین دور استاندارد خود را بدست اورد دستگاه کمکی از مدار خارج می شود و توربین با همان دور ثابت به کار خود ادامه می دهد. دیزل ها در هنگام استارت ابتدا با دور ارام شروع به کار می کنند و بعد از مدت زمانی معین که گرم شدند دور می گیرند.برای این که دور گرفتن ان ها به صورت ضربه ای نباشد و به توربین اسیب نرساند از دستگاهی استفاده می شود که باعث می شود دیزل به طور یکنواخت دور بگیرد و حالت ضربه ای نداشته باشد.هنگامی که دور توربین به دور استاندارد رسید کلاچ دیزل به طور خودکار قطع می شود و دیزل را از مدار خارج می کند.موتور های الکتریکی مورد استفاده می توانند ac یا dc باشند.از نوع dc در واحد های قدیمی استفاده می شود.در این نوع موتور ها نیز دور گرفتن باید به ارامی صورت گیرد. کنترل توربین ها عمدتا از دو روش انجام می شود یکی از طریق اتاق کنترل که چسبیده به اتاق توربین است و دیگری از طریق ریموت که اطلاعات کامل مربوط به واحد به ریموت ارسال می شود و از انجا می توان توربین را تحت کنترل گرفت.
ژنراتور ها وسیله هایی هستند که انرژی مکانیکی گرفته شده را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.یک ژنراتور از دو قسمت تشكيل شده است ، قسمت ساكن (استاتور)‌و قسمت گردان (روتور).پس از چرخیدن پره های توربین توسط گاز داغ و ایجاد انرژی مکانیکی این انرژی تولید شده به ژنراتور منتقل می شود و در انجا درصد زیادی از این انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
در شکل زیر قسمت های مختلف یک ژنراتور را می توان مشاهده کرد:

اغلب در نیروگاه ها از دو نوع متداول کمپرسورها استفاده می شود.
کمپرسورهای جریان محوری
کمپرسور های سانتریفوژ
در کمپرسورهای جریان محوری هوا موازی با محور دوران وارد می شود و در همان راستا نیز خارج می شود.در توربین های بزرگ اغلب از کمپرسور نوع جریان محوری استفاده می شود.در کمپرسور های سانتریفوژ هوا پس از وارد شدن توسط پروانه دوار به اطراف پرت می شود و در برخورد با دیواره ها فشار و انرژی ان بالا می رود.این کمپرسور ها برای نسبت تراکم بالا مناسب نیستند

معمولا گاز های سوخته شده که از نیروگاه خارج می شوند دارای ترکیباتی چون کربن مونو اکسید و اکسید های نیتروژن هستند که از الاینده های محیط به شمار میروند لذا باید تمهیداتی اندیشیده شود تا از ورود این الاینده ها به محیط جلوگیری شود.

 

[bera]

نیروگاه گازی