نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

به نام خدا

گزارش کارآموزی در عرصه

موضوع گزارش : نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

تهيه و تنظیم كننده:

حسین غریبی

مقطع تحصيلي :

كارشناسي ناپیوسته بهداشت محيط ترم4

خرداد1390

نیروگاه های سیکل ترکیبی

مقدمه

استفاده بهینه از انرژی گرمايي حاصل از مصرف سوخت در نيروگاههای گازی با افزودن واحد بخار و ايجاد مجموعه سيکل ترکيبی سالهاست كه در دنيا به آن توجه ويژه میشود .در اين مجموعه ، انرژی گرمايی خروجی توربين حدود ۵۰۰ درجه سانتيگراد حرارت دارد به ديگ بخار) بويلر (وارد شده و بخار داغ تحت فشار توليدی آن با دوران يک توربين بخار باعث توليد انرژی برق در ژنراتور متصل به آن ميشود.

راندمان واحدهای گازی بين ۲۷ % و ۳۲ % و راندمان واحدهای بخار تقريبا 40% است درحالي که راندمان سيکلهای ترکيبی به ۵۰ % نيز میرسد.

راندمان بالای اين نوع نيروگاهها از يك طرف و موضوع ساخت داخل توربينهاي بخار، ژنراتور، سيستمهاي كنترل و بويلرها و ....همراه با انتقال دانش فني و تكنولوژي مربوطه از طرف ديگر پيگيري و عملا منجر به تعريف پروژه ۲۲ واحد سیكل ترکیبی گرديد.

در توربین گاز جهت کنترل درجه حرارت در اتاق احتراق ضروری است که احتراق با هوای بسیار زیاد صورت پذیرد. دود خروجی از اگزوز توربین گاز، علاوه براینکه دارای درجه حرارت بالایی است، اکسیژن کافی نیز جهت احتراق دارد ولی در نیروگاههای سیکل ترکیبی از انرژی گاز خروجی از اگزوز به روشهای مختلفی جهت تولید بخار استفاده میشود که در بخشهای آتی به آن اشاره خواهیم کرد .

شکل زیر شمای عمومی نیروگاههای سیکل ترکیبی را نشان میدهد :

براساس نحوه استفاده از گاز خروجی، نیروگاههای سیکل ترکیبی به سه دسته تقسیم بندی میشوند

1. نیروگاههای سیکل ترکیبی بدون مشعل
در این نوع، دود خروجی از اگزوز توربین گاز که حجم بالا و دمای زیادی( دمای گاز خروجی در بار اسمی در حدود 500 درجه سانتی گراد است ) دارد به بویلری هدایت میشود و به جای مشعل و سوخت در واحدهای بخاری، جهت تولید حرارت بکار میرود. بخار تولید شده نیز توربین بخار را به چرخش در می آورد. این امر باعث بالا رفتن راندمان مجموعه نیروگاهی میگردد، ضمن آنکه هزینه های سرمایه گذاری به ازای هر کیلووات تا حد قابل ملاحظه ای کاهش پیدا میکند . این مجموعه برای تولید برق پایه استفاده میشود و کارآیی آن در صورتی که فقط برای تولید برق بکار رود تا 50 درصد هم بالا میرود .
در مناطق سردسیر با بکارگیری توربین بخار با فشار خروجی زیاد (Back pressure) بجای کندانسور و برج خنک کن در تامین آب گرم و بخار مصرفی گرمایش مناطق شهری و صنعتی نیز استفاده میشود که در این صورت راندمان تا 80 درصد هم افزایش می یابد.

در شکل زیر شمای حرارتی نیروگاههای سیکل ترکیبی بدون مشعل آورده شده است :

2. نیروگاههای سیکل ترکیبی با سوخت اضافی ( مشعل (
در نیروگاههای سیکل ترکیبی بدون مشعل، کارکرد بخش بخار وابستگی کامل به کارکرد توربین گاز دارد. در مواردی که نیاز به کارکرد دائمی بخش بخار وجود دارد با تعبیه مشعل در بویلر، به گونه ای که در صورت توقف بخش گاز کارکرد قسمت بخار با اشکال مواجه نگردد، عملکرد مستقل این دو بخش تامین میشود و بدین ترتیب، این نوع نیروگاههای سیکل ترکیبی شکل گرفته اند .
این نوع سیکل ترکیبی عموماٌ بمنظور بالا بردن قدرت و جلوگیری از نوسانات قدرت توربین بخار با تغییر بار توربین گاز بکار گرفته میشود. امکان کارکرد واحد بخار در نقطه کار مناسبتر با تعبیه مشعل ساده، بکارگیری سوخت مناسب و استفاده از گاز داغ خروجی توربین گاز به عنوان هوای دم عملی است. قدرت واحد گاز و واحد بخار در حداکثر بار سیستم مساوی است. راندمان این نوع سیکل ترکیبی از واحد بخاری ساده بیشتر و از سیکل ترکیبی بدون مشعل کمتر میباشد. این نوع واحد ها غالبا در مواردی که علاوه بر تامین انرژی الکتریکی، تامین آب مصرفی و یا بخار مورد نیاز واحدهای صنعتی نیز مد نظر باشد، بکار میرود .

شکل زیر شمای حرارتی عمومی نیروگاههای سیکل ترکیبی با مشعل را نمایش میدهد :

3. نیروگاههای سیکل ترکیبی جهت تامین هوای دم کوره بویلر
این نوع سیکل ترکیبی مشابهت زیادی با توربین بخار معمولی دارد با این تفاوت که در نیروگاه بخاری ساده از سیستم پیش گرم کن هوا و فن تامین کننده هوای دم که خود مصرف کننده انرژی است استفاده میگردد. لیکن در اینگونه سیکل ترکیبی سیستم گرمایش و فن دمنده هوای احتراق کوره را توربین گاز برعهده گرفته است. بدین ترتیب راندمان واحد بخاری ساده با جانشین کردن سیستم تامین هوای دم با توربین گاز، بطور نسبی بهبود می یابد .
معمولا این نوع سیکل ترکیبی در نیروگاههای بخاری بزرگ که سوخت آن زغال سنگ و یا مازوت میباشد، بکار میرود. قدرت تولیدی توربین گاز در این نوع سیکل حداکثر 20 درصد قدرت تولید کل نیروگاه است .

بررسی بیشتر نیروگاههای سیکل ترکیبی
کاربرد گونه های مختلف سیکل های ترکیبی متفاوت میباشد ولی از آنجایی که سیکلهای ترکیبی بدون مشعل در ارتباط با تولید بار پایه و میانی از اولویت بیشتری برخوردار است ( هزینه سرمایه گذاری کمتر، مدت زمان نصب و راه اندازی کمتر، راندمان بالاتر و قابلیت انعطاف بیشتر)، ذیلا به تشریح این نوع چرخه ها میپردازیم :

سیکل های ترکیبی بدون مشعل
هدف اصلی در این نوع سیکل های ترکیبی، استفاده مجدد از حرارت تلف شده اگزوز توربین گاز بمنظور بالا بردن بهره وری سوخت میباشد .
جهت حصول به هدف فوق و به حداقل رساندن هزینه ها، سه رویه اجرایی در ابتدا مد نظر قرار گرفت و براساس آن سازندگان مختلف و تولید کنندگان انرژی الکتریکی نسبت به نصب هر سه گونه سیکل اقدام نمودند که ذیلاٌ معرفی و تشریح میشوند :
1. چند توربین گاز، چند بویلر و یک توربین بخار
این دسته خود به دو زیر دسته به صورت زیر تقسیم میگردد:

2. یک توربین گاز، یک بویلر و یک توربین بخار
آرایش این گونه سیکل های ترکیبی بر پایه تقلیل هزینه سرمایه گذاری اولیه میباشد و حاصل تجارب اولیه در زمینه کاربرد چند توربین گاز با یک ژنراتور میباشد .در این روش محور توربین گاز و محور توربین بخار و محور ژنراتور مشترک بوده و بصورت مجموعه واحد عمل میکند .طرز کار کلی سیستم به این صورت است که گاز حاصل از احتراق توربین گاز، قسمتی از انرژی مکانیکی خود را جهت به چرخش در آوردن توربین گاز مصرف میکند. گاز داغ خروجی از توربین گاز، ضمن عبور از بویلر و تولید بخار وارد اتمسفر میگردد. بخار تولیدی در بویلر، در توربین بخار منبسط شده و قسمتی دیگر از نیروی مکانیکی لازم جهت تولید انرژی الکتریکی در ژنراتور را تامین می کند .

طرح کلی این سیستم در شمای زیر منعکس می باشد :

در این روش به سبب اینکه غالباٌ ضریب قابلیت بهره برداری توربین گاز از بویلر و توربین بخار کمتر میباشد، اگزوز کمکی برای توربین گاز بکار نمیرود و قابلیت بهره برداری کل مجموعه معادل توربین گاز خواهد بود و انجام بازدیدها و تعمیرات بویلر و توربین بخار منطبق با برنامه تعمیرات توربین گاز میباشد. به سبب عدم کاربرد اگزوز کمکی و نیز استفاده از ژنراتور مشترک، هزینه سرمایه گذاری پایین است. ضمناٌ در مواردی که تامین آب گرم مصرفی و یا گرمایش شهر ی مورد نظر باشد معمولاٌ ژنراتور مستقل برای واحد بخار ملحوظ میشود.

بطور کلی محاسن و معایب اینگونه سیستم ها بصورت زیر است :

الف – محاسن :
1. هزینه سرمایه گذاری کمتر
2. سادگی زیاد و معالاٌ تجهیزات بهره برداری کمتر
3. هزینه تعمیرات و بهره برداری کمتر
4. تلفات کمتر
5. زمان نصب سریعتر

ب – معایب :
1. عدم امکان بهره برداری از توربین گاز در صورت وجود عیب برروی تجهیزات بخار(عدم قابلیت انعطاف(
2. وجود تلفات زیاد انرژی در نیم بار
بدین ترتیب معمولا این گونه آرایش در سیکل ترکیبی بکار میرود که هدف از احداث آن تولید و تامین بار پایه باشد .
3. دو یا چند توربین گاز، دو یا چند بویلر و یک توربین بخار
بجز حالات استثنا، متداول ترین گونه در این نحوه آرایش، دو توربین گاز با بویلرهای مربوطه و یک توربین بخار میباشند .

نحوه آرایش این نوع واحدها به شکل زیر است :

در این روش معمولا 3/1 از انرژی الکتریکی را به توربین بخار و 3/2 آن را توربین گاز تولید مینماید

گاز داغ خروجی از هر توربین گاز وارد مستقیما وارد بویلر مخصوص بخود میگردد. بخار خروجی از بویلر نیز وارد هدر (Header) مشترک شده و توربین بخار را تغذیه مینماید .
از آنجایی که قابلیت بهره برداری بویلر و توربین بخار بیش از توربین گاز میباشد، در این آرایش این امکان وجود دارد که در صورت توقف یک واحد گازی، واحدهای گازی دیگر بتوانند به همراه توربین بخار کار کنند .
قدرت ژنراتور واحدهای گازی و واحد بخار دو توربین گاز مشابه میباشد. متناسب با سلیقه بهره برداری میتوان با تعبیه اگزوز کمکی در حد فاصل توربین گاز و بویلر، کارکرد مستقل توربین گاز را ( در صورت توقف توربین بخار یا بویلر ) فراهم نمود .
در این روش ایجاد امکان تعمیرات بر روی بویلر ضروری میباشد که مستلزم تعبیه دمپرهای مناسب است( . دمپر وسیله ای است که در محل خروج گاز داغ از توربین گاز قرار میگیرد و با ایستادن در وضعیتهای مختلف، امکان انتقال گاز داغ را به اگزوز و یا بویلر فراهم می آورد.) البته وجود دمپر مستلزم انجام تعمیرات خاص و بازدیدهای ویژه میباشد که این امر به نوبه خود باعث کاهش قابلیت بهره برداری میگردد. همچنین وجود دمپر پس از مدتی بهره برداری باعث تلفات گاز داغ میگردد که نهایتا کاهش راندمان را در پی خواهد داشت .
برخی سازندگان و تولید کنندگان انرژی الکتریکی جهت ایجاد امکان بهره برداری غیر همزمان توربین گاز و بخار، بجای اگزوز کمکی کندانسور کمکی را توصیه مینماید. حسن این روش در این است که ضمن ایجاد امکان بهره گیری از توربین گاز در مواقع توقف توربین بخار و جلوگیری از تلفات گاز داغ از طریق اگزوز کمکی، راه اندازی سریع بویلر و توربین بخار را باعث میگردد. این روش بیشتر در مواردی که فروش بخار و یا آب گرم مصرف شهری و صنعتی نیز مدنظر باشد مورد استفاده قرار میگیرد .

محاسن و معایب سیستم دو یا چند توربین گاز، دو یا چند بویلر و یک توربین بخار در قیاس با واحد بخاری ساده به صورت زیر است :

الف – محاسن :
1. هزینه سرمایه گذاری کمتر
2. امکان اجرای مرحله ای طرح
3. زمان نصب کوتاه تر
4. قابلیت انعطاف بیشتر و امکان بهره برداری جزء به جزء
5. راندمان بیشتر در حالت نیم بار

ب – معایب :
1. نیاز به سوخت مرغوب تر
2.عوامل کنترل بیشتر:اینگونه آرایش درمواردی که هدف تامین بار پایه و میانی است بکار میرود.
3.چند توربین گاز ، یک بویلر و یک توربین بخار
علت اصلی مطالعه بر روی این چنین آرایشی تحلیل هزینه سرمایه گذاری به حداقل ممکن میباشد. در ابتدای امر به سبب عدم تقارن نوع سه توربین گاز و یک بویلر و عدم امکان توزیع یکنواخت گاز داغ به داخل بویلر، خوردگی و فرسودگی های ایجاد شده ناشی از آن باعث شد مطالعه بر روی این نوع آرایشها مردود شناخته شود. در صورت موفقیت در بهر ه گیری از این نوع آرایش، در واقع ضریب آمادگی سیستم وابستگی کامل به بویلر پیدا میکرد .
در عمل بعلت اینکه امکان کارکرد همزمان توربینهای گازی ، بویلر و توربین بخار کم است و نیز گاز داغ را نمیتوان در حالات مختلف بطور یکنواخت در بویلر توزیع نمود، این روش تولیدی با اقبال مواجه نگردید .
4. یک توربین گاز ، یک بویلر و چند توربین بخار
قدمت زیاد واحدهای بخاری و امکان بازسازی مجدد آنها و شرایط کار اینگونه واحدها باعث شد که غالب تولیدکنندگان انرژی الکتریسیته به فکر بازسازی اینگونه واحدها با استفاده از واحدهای گازی بیفتند. در این روش ضمن ایجاد امکان بکارگیری مجدد از سرمایه گذاری انجام شده، میتوان نسبت به افزایش راندمان واحدهای قدیمی تر نیز اقدام کرد .
این روش بازسازی و نوسازی تنها برای واحدهای گازسوز و یا با سوخت مایع امکانپذیر است . این روش بدان جهت قوت گرفت که غالباٌ قسمت حساس واحدهای بخاری یعنی بویلر آنها، معمولا پس از مدتی کارکرد نیاز به بازسازی کامل دارد در صورتی که توربین و سایر متعلقات آن با انجام تعمیرات جزیی قابل استفاده مجدد میباشند. بدین ترتیب با تلفیق تکنولوژی قدیمی( توربین بخار ) که دارای شرایط کار قابل انطباق با شرایط تکنولوژی جدید توربین گاز میباشد، شرایط بهره برداری مناسبی از توربین گاز جدید و توربین بخار قدیمی فراهم می آید. بعنوان مثال در صورتی که هدف بازسازی سه واحد بخار 20 مگاواتی باشد، میتوان بجای نوسازی سه بویلر، با نصب یک واحد توربین گاز 120 مگاواتی و یک بویلر بدون مشعل، ضمن افزایش قدرت مجموعه به 180 مگاوات، با جزئی سرمایه گذاری بیشتر راندمان مجموعه را از 30 درصد، که در صورت کارکرد مستقل هر کدام حاصل میشود، به بیش از 40 درصد افزایش داد که البته این افزایش 10 درصدی در راندمان هزینه های سوخت را به میزان 3/1 کاهش خواهد داد .

مدل مربوط به این طرح در شکل زیر آورده شده است :

نيروگاه خورشيدي – حرارتي يزد داراي ظرفيت توليد 467مگاوات انرژي شامل 159مگاوات گازي، يك مولد 132مگاواتي بخار و يك بخش خورشيدي به ظرفيت 17مگاوات ميباشد. با بهره برداري از اين نيروگاه كه در زميني به وسعت 900 هكتار احداث گرديده ظرفيت توليد برق استان يزد از پانصد به يك هزارمگاوات افزايش خواهد يافت.

طرح دومین واحد بخش گاز نیروگاه خورشیدی حرارتی یزد با شبکه سراسری برق کشور سنکرون شد این نیروگاه تنها نیروگاه در کشور است که از انرژیهای نو و حرارتی به صورت یکجا استفاده میکند «این نیروگاه شامل دو واحد نیروگاه گازی به ظرفیت 159 مگاوات و یک واحد بخاری 143 مگاوات به همراه بخش خورشیدی 17 مگاواتی است.»

«این نوع نیروگاه در نوع خود به دلیل تلفیق مزرعه خورشیدی با نیروگاه سیکل ترکیبی، نمونه منحصر به فردی در استفاده از فناوری های نوین محسوب میشود.» پس از تکمیل و راه اندازی همه واحدها، ظرفیت این نیروگاه به 478 مگاوات خواهد رسید
«نیروگاه خورشیدی حرارتی یزد نخستین نیروگاهی است که عملیات اجرایی بخش گاز و بخار آن بصورت همزمان در حال اجرا است.» انتقال تکنولوژی ساخت نیروگاه های خورشیدی، توسعه و بکارگیری انرژیهای پاک، استفاده بهینه از انرژی سوخت مصرفی، بالا بردن راندمان نیروگاه و کاهش آلودگی زیست محیطی به عنوان بخشی از اهداف ساخت این طرح میباشد. «پایداری بیشتر ولتاژ برق در منطقه، پاسخ به نیازهای روزافزون مصرف برق منطقه ناشی از گسترش واحدهای تجاری - صنعتی و مصارف عمومی و در نتیجه افزایش ظرفیت تولیدی برق منطقه و ایجاد زمینه اشتغال از دیگر اهداف اجرای این طرح محسوب میشود.» نیروگاه خورشیدی حرارتی یزد در کیلومتر 33 جاده یزد - خضرآباد در زمینی به مساحت 200 هکتاراحداث میشود و واحد اول بخش گاز این نیروگاه در اسفندماه راه اندازی شده است.

پروژه نيروگاه سيكل تركيبي يزد:

مشخصاتفنیعمومیپروژه :

تعداد واحد گازي: ۲

: GE9171(E)نوع توربينهاي گاز آلستوم

تعداد واحد بخار: ۱

ظرفيت واحد بخار: ۱۶۰ مگاوات

: E Type (E30-16-1-1x6.3) نوع توربين

بويلرهاي بازياب حرارتي با مشعل اضافي

(Heller) نوع سيستم خنك كن: سيستم خنك كن خشك از نوع هلر

خطوط انتقال: 23۰ كيلو ولت

ارتفاع از سطح درياي آزاد: ۱۲۳۰ متر

C°19رطوبت نسبي محيط: ۳۲ % در دماي

دماي طراحي)محيط): از ۱۶ - تا۴۵/ ۶

1. ساخت یکدستگاه مخزن فلزی ذخیره گازوئیل با وزن تقریبی ۷۰۰ تن از نوع سقف ثابت (Cone Roof) با قطر ۵۶ متر ارتفاع ۱۴ متر .

o خطوط سوخت گازوئیل سه خط به سایزهای ۶ و۸ و۱۲ اینچ هر کدام به طول تقریبی ۲۰۰ متر از نوع کربن استیل .

o خطوط فوم و هیدرانت از جنس پلی اتیلن سایزهای ۸ و ۱۲ اینچ

o یکدستگاه بویلر کمکی به ظرفیت اسمی ۴ton/hr با کلیه متعلقات و مخازن مربوطه

o سه دستگاه تابلوی فشار ضعیف و MCC و تابلو روشنایی

o یکدستگاه مخزن ۵ متر مکعبی و دو دستگاه پمپ مربوط به سیستم کندانس

o سیستم گرمکن داخل به سایز ۳ اینچ حدود ۲۵۰ متر از نوع کربن استیل

o سیستم برق و ابزار دقیق : شامل برج روشنایی محوطه ، ادوات کنترلی منصوب بر روی مخزن و کابلهای مربوطه

2. اجرای یک باب ساختمان بویلر کمکی به مساحت تقریبی ۱۸۰ متر مربع از نوع سوله با دیواره ساندویچ پنل وزن سوله حدود ۳۰تن. ساخت پایپ اسلیپرهای بتنی – ساخت ساختمان جدا کننده آب و روغن – رینگ بتنی مخزن – احداث جاده دسترسی به ساختمان بویلر کمکی – خاکبرداری محوطه مخزن حدود ۳۰۰۰۰ متر مکعب – احداث ترنچ های برق ابزار دقیق و کانال لوله های پلی اتیلن .

شرح بازدید

نیروگاه سیکل ترکیبی یزد واقع در شمال غربي شهر يزد، يكي از بزرگترين نيروگاههاي برق كشور است. اين نيروگاه كه با كارفرمايي شركت توسعه نيروگاههاي برق كشور با مشاوره شركت مشانير و با نظارت شركت مشاور نيرو و پيمانكاري شركت مپنا (مديريت پروژه هاي نيروگاهي ايران) با توليد 160 مگاوات برق و اتصال به پست 400 كيلوولت برق سراسري كشور درحال ساخت و بهره برداري ميباشد.

نيروگاههاي توليد برق به يكي از دو روش سوخت فسيلي و بخار آب، برق توليد ميكنند كه در نيروگاه سيكل تركيبي هر دو روش به صورت تركيبي استفاده ميشود.

نحوه اجراي نيروگاه يزد، سيکل ترکيبي است که در دو بلوک احداث ميشود. هر بلوک شامل دو واحد گازي و يک واحد بخار خواهد بود. رابطه اين واحدها با يکديگر به اين صورت است که دو واحد گازي مستقيماً از طريق سوخت گاز ( و گازوئيل) به توليد برق مي پردازند و انرژي حرارتي گاز خروجي اين دو واحد، بعنوان خوراک واحد بخار بمنظور گرم کردن آب و چرخاندن توربينهاي اين واحد استفاده ميشود. ظرفيت توليدي هر واحد در شرايط استاندارد 162 مگاوات است که مجموعا هر بلوک ( شامل سه واحد) ميتواند حدود 500 مگاوات برق توليد نمايد و در نتيجه انتظار ميرود که اين نيروگاه، توان خروجي 1000 مگاوات برق را تامين نمايد.

بخش گاز این نیروگاه شامل دو واحد گازی آلستوم ، هر یک با توان 4/123 مگاوات و دو واحد گازی کرافت هر یک با توان تولید 60 مگاوات در حال بهره برداری هستند.

بخش بخار این نیروگاه نیز در یک واحد 160 مگاواتی ساخته شده است و در حال بهره برداری است . این واحد از دو بویلر بازیافت حرارتی هر یک به ظرفیت حدود 250 تن بخار سوپرهیت، دارای سیستم مشعل های اضافی از نوع افقی و توربین ژنراتور به ظرفیت 160 مگاوات، سیستم خنک کن و برج خشک از نوع هلر تشکیل شده است.

ساختگاه نیروگاه سیکل ترکیبی یزد در کیلومتر 33 جاده یزد- خضرآباد و در جنب کارخانه فولاد آلیاژی قرار دارد.

نیروگاههای سیکل ترکیبی با بیش از 55 درصد بیشترین بازده را در میان دیگر انواع نیروگاههای حرارتی دارند، این در حالی است که نیروگاههای گازی حدودا 33 درصد و توربینهای بخار نزدیک 40 درصد بازدهی دارند.

در این تاسیسات، سوخت ابتدا وارد محفظه احتراق توربین گازی شده و پس از احتراق، انرژی حرارتی حاصله موجب دوران محور توربین و ژنراتور میگردد. حرارت گازهای حاصل از احتراق که از اگزوز توربین خارج میشوند نزدیک به 550 درجه سانتیگراد است.

طرح نيروگاه سيكل تركيبي يزد در سال 1375 شروع بكار نمود . اين نيروگاه در فاصله 35 كيلومتري يزد و در فاصله 3 كيلومتري فولاد آلياژي واقع شده است . هم اكنون شامل 5 واحد متشكل از 4 عدد گازي و يك عدد واحد بخار ميباشد .

دوتا از اين واحدها كرافت ( KRAFT) با قدرت توليدي 60 مگاوات ساخت شركت SIEMENS آلمان با سابقه كار 30 سال در نيروگاه بعثت تهران ميباشند كه پس از انتقال به يزد در سال 1378راه اندازي گرديدند .

دو واحد ديگر گازي به نام آلستوم (ALSTOM ) ميباشند كه محصول GE فرانسه ميباشند و هركدام توانايي توليد 123.4 مگاوات را دارند كه در سال 1378نصب و راه اندازي گرديد .

مولد بخار نيز در تابستان 1385 راه اندازي و با قدرت نامي 160 مگاوات با شبكه پارالل گرديد. (بويلر واحد مربوطه ساخت شركت دوسان كشور كره، توربين و ژنراتور محصول شركت SIEMENS آلمان ميباشد ) .

مولد بخار با واحدهاي آلستوم تشكيل يك مدول سيكل تركيبي ميدهند بدين معني كه از گازهاي گرم خروجي مولدهاي آلستوم جهت گرم نمودن و تشكيل بخار مولد بخار استفاده ميگردد .

اين نوع مولد بخار داراي مشعل اضافي بوده و از اولين نمونه هايي است كه در كشور نصب ميشود.

در حال حاضر طرح نيروگاه مشغول نصب دو واحد گازي و يك عدد واحد بخار ديگر ميباشد .

يكي ديگر از طرحهاي بسيار ارزشمند نيروگاه، واحد خورشيدي ميباشد كه با استفاده از نور خورشيد و بعد از طي فرايند مربوطه انرژي ارزشمند الكتريسيته توليد ميشود .

سیستم تصفیه آب نیروگاه

تصفيه آب با روش اسمز معکوس - آب شیرین کن

اهميت تصفيه آب

نگرانيهاي اساسي در مورد آب آشاميدني عبارتند از:

• باکتريهاي بيماريزا ( پاتوژن ها ) در آب.

• کمبود و يا وجود زيادي غلظت بعضي از يونها که در سلامتي انسان نقش دارند مانند: يون فلوئور.

• ذرات معلق در آب.

• بو و مزه آب.

● دامنه نگرانيهاي اساسي در مورد آبهاي صنعتي بستگي به محل مصرف آب دارد. آب بصورت هاي متفاوت در صنايع وابسته مصرف ميشود :

1- بعنوان ماده اوليه براي تهيه محصول نهايي، بدون اينکه تغيير شکل دهد.

2- بعنوان ماده اوليه براي شرکت در واکنش شيميايي تهيه محصول نهايي.

3- بعنوان حلال موادي که در واکنشهاي شيميايي شرکت ميکنند.

4- بعنوان ماده واسطه انتقال حرارت از دماي زير صفر ( آب نمک ) تا دماي بخار آب.

5- بعنوان ماده ذخيره کننده انرژي.

6- بعنوان ماده واسطه جهت خارج کردن مواد ناخواسته (زائد).

7- بعنوان سپر محافظتي در برابر گرما و تشعشع آب سنگين( D2O ) مورد استفاده در نيروگاهها.

8- بعنوان ماده اي راحت و ارزان جهت استاندارد ساختن دستگاههاي اندازه گيري دما، دانسيته و ويسکوزيته.

9- بعنوان ماده اصلي جهت مبارزه با آتش به جز در موارد استثنائي مثل مواد نفتي.

10- خصوصا در مهندسي شيمي و پتروشيمي، بسياري از فرآيندها همانند نمک زدايي، خشک کردن، تبخير کردن، کريستاليزاسيون، اختلاط، رزين هاي تعويض يوني، رطوبت زدايي، جذب سطحي و غيره در ارتباط مستقيم با آب هستند.

● مطلوب ترين آب براي هر صنعتي آب بدون يون ميباشد، اما هزينه تصفيه آب تا رسيدن به مرحله آب بدون يون بسيار زياد است. براي هر صنعتي مطلوب ترين آب آن است که هزينه تصفيه آب کمتر از مخارج درمان عواقب زيان بخش ناخا لصيها باشد که براي اکثر صنايع، رسيدن به اين امر با تکيه بر استفاده از سيستم اسمز معکوس RO يا (Reverse Osmosis ) امکان پذير ميباشد.

برخي اثرات زيان بخش ناخالصيهاي آب در صنعت :

1- توليد رسوب در دستگاههاي حرارتي و ديگ بخار.

2- توليد بخار با کيفيت پايين.

3- خوردگي بويلرها و ديگر سيستمهاي حرارتي و لوله ها.

4- اتلاف مواد شيميايي مانند صابون.

5- باقي گذاردن لکه روي محصولات غذايي و نساجي.

ناخالصيهاي آب: تقريبا هر ماده اي در آب محلول است و اين حلاليت به دما، فشار، PH، پتانسيل شيميايي و به غلظت نسبي ديگر مواد در آب بستگي دارد. در طبيعت اين عوامل چنان بهم مربوط هستندکه کمتر ميتوان حلاليت ماده اي را در آب بطور دقيق پيش بيني کرد. در واقع آب يکي از مشهورترين حلالهاست. مخصوصا مواد قطبي( مثل نمک ها ) بمقدار زيادي در آب حل ميشوند. از اين رو آب بطور خالص در طبيعت وجود ندارد. آب هميشه در حال انحلال، انتقال و يا رسوب گذاري است. بخار آب موجود در هوا، در اثر ميعان به صورت باران در مي آيد که در موقع باريدن مقداري گرد و خاک، اکسيژن، دي اکسيد کربن و ديگر گازها را در خود حل ميکند. در روي سطح زمين، آب مقداري از مواد معدني را در خود حل کرده و همراه مواد ديگر به نقاط مختلف منتقل ميکند. آب در هنگام نفوذ در لايه هاي مختلف زمين، قسمتي از مواد معلق و ميکروبها را در لايه هاي مختلف زمين از دست ميدهد.

● ناخالصيهاي آب را ميتوان به چهار دسته تقسيم کرد :

1- مواد معلق

2- گازها

3- نمکهاي محلول

4- ميکروبها خصوصا اشريشيا کليفرم (کليفرم روده اي) ( E.coli coliform )

تکنولوژيهاي غشايي

فرآيندهاي غشايي از روشهاي نوين جداسازي هستند که بدون استفاده از تغيير فاز، اجزاء مورد نظر را از سيال جدا مينمايند. عدم تغيير فاز در طول فرايند جداسازي موجب ميشود که جداسازي با صرف انرژي کمتري صورت گيرد. دو خصوصيت اصلي غشاها يعني توانايي قابل توجه در انجام انواع جداسازي ها و حداقل مصرف انرژي، عوامل گسترش روزافزون فرايندهاي غشايي ميباشند. غشاها کاربردهاي فراواني در زمينه هاي مختلف علمي و صنعتي دارند که از جمله ميتوان به شيرين کردن آب دريا، دياليز خون، تصفيه آب نظير آب رودخانه، چشمه و چاه، تصفيه پساب هاي خانگي، تصفيه انواع پساب هاي صنعتي مانند تصفيه پساب صنايع نساجي، کاغذ سازي، چرم سازي، الکل سازي، تغليظ شير در کارخانجات پنير سازي، تغليظ آب ميوه، جداسازی ميکروارگانيسمها،استريل کردن مايعات، جداسازي پروتئين ها از آب پنير، جداسازي گازهاي ترش از گاز طبيعي، جداسازي اکسيژن و نيتروژن از هوا، جداسازي اتيلن از گازهاي خروجي واحد توليد پلي اتيلن، بهينه سازي محيط زيست، صنايع داروسازي و بيوتکنولوژي اشاره نمود. با توجه به اهميت روزافزون آشنايي با فرآيندهاي غشايي به بررسي و شناخت غشاهاي اسمز معکوس ميپردازيم.

فرآيند اسمز معکوس

سيستمهاي فيلتراسيون غشايي با جريان متقابل از قبيل اسمز معکوس، نانوفيلتراسيون و اولترافيلتراسيون انتخابات مناسبي جهت جايگزيني با فيلتراسيونهاي سنتي و تيمارهاي شيميايي ميباشند. با اين وجود جهت دستيابي به بهترين عملکرد اين سيستمها، توجهات دقيقي بايد در مورد شرايط آب ورودي به اين سيستمها مبذول داشت. بنابراين بايد در مورد ويژگي آب ورودي به سيستم از اطلاعات کافي برخوردار باشيم. ويژگيهاي انواع آبها جهت استفاده از دستگاههاي اسمز معکوس براي تصفيه آب ابتدا بايد خصوصيات آبهاي گوناگون و ناخالصيهاي موجود را شناسايي و مطالعه نمود، لذا در ذيل به ذکر ويژگيهاي انواع آب مي پردازيم:

الف- ويژگي آبهاي زيرزميني

• مواد معلق در آنها کم است.

• معمولا مواد آلي بسيار کم دارند.

• ممکن است داراي ذرات شن باشند.

• اين آبها حاوي آهن محلول و گاهي هم منگنز محلول هستند که وقتي آب در معرض اتمسفر قرار مي گيرد در اثر اکسيد شدن توسط هوا، ذرات زرد- قهوه اي درآنها ظاهر ميشود.

• دي اکسيد کربن ممکن است در اين آبها زياد باشد و PH اين آبها معمولا 9/7 – 9/6 ميباشد. • آب چاههاي خيلي عميق معمولا عاري از ميکروبها و ديگر ميکروارگانيسمها ميباشد ولي آب چاههاي کم عمق معمولا آلوده به ميکروارگانيسمها هستند.

• بخاطر انحلال جزئي مواد معدني، معمولا اين آبها داراي املاح زياد ميباشند حدود ppm 500 که بيشترين جزء آن بي کربنات کلسيم است.

• اين آبها معمولا سخت هستند ولي سختي آنها موقتي است (سوافات و نيترات کلسيم و منيزيم)

ب- ويژگي آبهاي سطحي:

1- زلال نيستند.

2- PH اين آبها حدود 8-7 است.

3- موادعالی موجود در اين آبها در نقات مختلف متفاوت است. ممکن است حاوي دترجنت ها، نفت، روغن و فلزات سنگين باشند.

4- معمولا آلوده به ميکروارگانيسمها هستند.

5- مقدار آمونياک، فنل و نيترات اين آبها ممکن است زياد باشد.

6- اگر آبهاي سطحي از آبهاي کشاورزي ناشي شوند، معمولا داراي نيترات و فسفات قابل توجهي هستند، بويژه در مناطقي که از کودهاي شيميايي استفاده ميشود.

ج- ويژگي آبهاي شور:

1- مقدار املاح اين آبها بسيار زياد و معمولا بيشتر از ppm 1000 ميباشد.

2- غلظت يون کلر و سديم اين آبها بسيار زياد و معمولا بيش از ppm 500 است. پيش تصفیه آب ورودي به سيستم ميتواند عمر غشاء را طولاني تر ساخته، کيفيت آب توليدي را بهبود بخشد و هزينه هاي نگهداري و پاکسازي سيستم را کاهش دهد. اهميت شرايط آب ورودي زماني آشکار ميشود که شما کارکرد غشاء با جريان متقابل را مورد آزمايش قرار دهيد. به زبان ساده، سيستمهاي فيلتراسيون جريان متقابل، جريان درون ريز را به دو جريان برون ريز يعني Permeate و Concentrate تقسيم و جداسازي ميکند. Permeate آن قسمت از جريان است که از غشاء نيمه تراوا عبور ميکند. جريان Concentrate (تلغيظ شده ) دربرگيرنده آن اجزايي است که توسط غشاء پس زده شده است. اساسي ترين مزيت فيلتراسيون جريان متقابل، قابليت آن براي کارکرد پيوسته و مداوم با سيستم پاکسازي خود به خود است.

اساس كار اسمز معكوس:

اگر يك غشا نيمه تراوا بين دو محلول با غلظتهاي متفاوت قرار گيرد، مقداري از حلال از يك طرف غشا به طرف ديگر منتقل ميشود. جهت طبيعي حركت حلال به گونه اي است كه محلول غليظ تر رقيق ميشود، سپس آب خالص از غشا عبور كرده و وارد آب شور ميشود. اگر به سيستم اجازه رسيدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمك آن ( محلول غليظ تر ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. اين اختلاف سطح را در دو طرف غشا فشار اسمزي ميگويند. در اسمز معكوس، آب خام ( تصفيه شده ) توسط پمپ به داخل محفظه اي كه داراي غشا نيمه تراوا ميباشد، رانده ميشود و چون ناخالصيها قادر به عبور از غشا نيستند از اينرو در يك طرف غشا، آب تقريبا خالص و در طرف ديگر آن آب تغليظ شده از ناخالصيها وجود خواهد داشت. اين فرآيند براي تهيه آب آشاميدني از آبهايي كه حاوي املاح معدني زياد و ناخالصيهاي آلي ميباشند، بسيار مناسب بوده و حتي قادر است از آب دريا با ( ppm 5000 TDS ) و نيز از آبهاي شور، آب آشاميدني تهيه كند. روش اسمز معکوس قادر به جداسازي مواد غيرآلي حل شده، مواد آلي حل شده، آلاينده هاي ميکروبيولوژيکي از قبيل اندوتوکسين ها، ويروسها، باکتريها و ذرات ميباشد. بدليل اين طيف وسيع جداسازي روش اسمز معکوس يک فرآيند مهم در زمينه تيمارهاي آب است. اين روش به هايپرفيلتراسين ( Hyper filtration ) نيز معروف ميباشد، بدين ترتيب که با استفاده از اين روش ذراتي به کوچکي يونها را نيز ميتوان جدا کرد. جهت زدودن نمکها و ساير ناخالصيهاي آب و بهبود رنگ، طعم و مزه ميتوان از اين روش بهره گرفت. لازم به ذکر است که بيش از يک قرن است که اين تکنولوژي شناخته شده است ولي تا شصت سال اخير يعني تا زماني که غشاء هاي خاص توسعه نيافته بودند، اين تکنولوژي گسترش چنداني پيدا نکرده بود. تکنولوژي اسمز معکوس به وفور در صنايع غذايي، توليد آب ميوه ها، صنايع برق، قدرت، ميکروالکترونيک، داروسازي و غيره مورد استفاده قرار ميگيرد. همچنين اين تکنولوژي در دفع باکتريها، پيروژنها و آلودگيهاي آلي بسيارموثر است. همانگونه که ذکر شد روش اسمز معکوس بعنوان Hyper filtration نيز ناميده ميشود که دقيق ترين و ريزترين سيستم فيلتراسيون شناخته شده ميباشد. اين تکنولوژي از انتقال ذراتي به کوچکي يونهاي منفرد حل شده در محلول نيز جلوگيري ميکند. سيستم اسمز معکوس قادر به جداسازي باکتريها، نمکها، قندها، پروتئينها، ذرات، رنگها و ساير موادي است که داراي وزن مولکولي بيش از 250-150 دالتون باشند، لازم به ذکر است که جداسازي يونها با اسمز معکوس به کمک ذرات باردار انجام ميشود. اين مطلب بدين معني است که يونهاي حل شده که داراي بار ميباشند مانند نمکها، احتمال آن که توسط غشاء پس زده شوند نسبت به آنهايي که داراي بار نميباشند مانند مواد آلي بسيار بيشتر است. بعلت آن که سيستم اسمز معکوس در مقايسه با ساير روشها در درجه حرارت پايين تر و با انرژي مقرون به صرفه اي کار ميکند، کاربردهاي فراواني مانند نمک زدايي، تيمار پسابها، بازيافت املاح معدني، تغليظ آب پنير و ساير محصولات غذايي و مهمتر از همه در خالص سازي آب دارد. در سالهاي اخير سيستم اسمز معکوس به ميزان فراوان در فرآوري آب مورد نياز جهت دياليز در بيمارستانها و جهت کارخانجات توليدي دارويي و بهداشتي مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر اين، روش اسمز معکوس قادر به توليد آبي خالص جهت استفاده در تزريق( EFI )( Water For Injection ) و براي آماده سازي محلولهاي پراگوارشي و پراروده اي است.

محاسن سيستم RO

• سيستم پيوسته و مداوم Continues ) 24 ساعت در شبانه روز )

• قابليت دريافت ورودي با (TDS کل مواد جامد محلول) بالا( Total Dissolved Solid )

• ميزان بازدهي بالا در کل سيستم

• نرخ بالاي بازيافت آبهاي آلوده تا 98% منابع ورودي بر اساس ميزان املاح و ناخالصيهاي موجود

• مصرف انرژي پايين

• نياز به حداقل شستشو

• جلوگيري از عبور سیليکا تا 90%

• سادگي فرآيند تنها فاکتور پيچيده، کنترل آب ورودي به سيستم جهت به حداقل رساندن احتياجات مداوم جهت پاکسازي غشاء ها ميباشد.

• ظرفيتهاي توليد متعدد

• پايين بودن هزينه نگهداري سيستم

• عدم بکار گرفتن مواد زيان بخش براي انسان در اين سيستم

• مصرف پايين انرژي در سيستم

• استفاده از حداقل مواد شيميايي در سيستم اسمز معکوس

• از بين بردن تمامي آلاينده ها از قبيل آلاينده هاي آلي، غير آلي و ميکروبي

• امکان استفاده از منابع نامتناهي و قابل اطمينان يعني آب درياها در اين سيستم

• عدم تحميل هر گونه آثار منفي به محيط زيست

• پايين بودن هزينه نصب و راه اندازي سيستم

• قابليت جداسازي آلاينده هايي که به آب رنگ، مزه و بوي نامطلوبي ميدهند از قبيل طعمهاي قليايي و نمکي که بوسيله کلريدها و سولفات ها ايجاد مي گردند.

• قابليت جداسازي پاتوژن فوق العاده خطرناک به نام Cryptosponolium که باعث ايجاد بيماري مهلک و خطرناک ميشود.

• توليد خالصتر آب که آب توليدي توسط اين سيستم مورد تاييد NASA قرار گرفته و کاملا با استانداردهاي جهاني مطابقت دارد. خاصيت بسيار عالي حلاليت آن، متابوليسم را در بدن بهبود ميبخشد و اين امر باعث ميشود که ايمني بدن در مقابل عفونتها افزايش يافته و باعث دفع سموم و ويروسها گردد. لازم به ذکر است که نوشيدن آب حاصل از سيستم اسمز معکوس بمدت طولاني به بهبود کارکرد سيستمهاي بدن و سلامتي کمک شاياني ميکند.

• قابليت جداسازي سمي ترين عناصر و مواد مضر براي سلامتي انسان از قبيل کادميوم، سرب، سيانيد، آرسنيک و فنل توسط اين سيستم

بحث ونتیجه گیری

نيروگاههاي توليد برق به يكي از دو روش سوخت فسيلي و بخار آب، برق توليد ميكنند كه در نيروگاه سيكل تركيبي هر دو روش به صورت تركيبي استفاده ميشود. در اين مجموعه، انرژی گرمايی خروجی توربين حدود ۵۰۰ درجه سانتيگراد حرارت دارد به ديگ بخار) بويلر( وارد شده و بخار داغ تحت فشار توليدی آن با دوران يک توربين بخار باعث توليد انرژی برق در ژنراتور متصل به آن ميشود.

در نیروگاههای سیکل ترکیبی به جای خروج، به سمت محفظه‌های بویلر که از نوع بازیافت حرارتی میباشند ، هدایت شده و در تولید بخار به کار گرفته میشوند.

منابع

http://habibaraz.blogfa.com

http://www.electricalbank.com

نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

مطالب مشابه :

نظر جالب هموطن یزدی

استخدام شركت مجتمع معدني و صنعت آهن و فولاد بافق یزد در 8 ردیف شغلی تخصصی

استخدام

مراسمی به یاد مرحوم شاعر دلسوخته حاج میرزا ابوالقاسم دستجردی وزندگینامه این عزیز

نیروگاه سیکل ترکیبی یزد

آگهی های استخدام امروز کشور - 2 مردادماه 1393

استخدام گروه صنعتی آب حیات کرمان -مهلت:29 اسفند92

آزمون استخدامی وزارت نیرو

آگهی استخدام شرکت فراب (پیمانکار اصلی طرح های آب و انرژی) در سریلانکا و تهران