فرایند و تجهیزات

آموزش جامع انواع نیروگاهها،نیروگاه سیکل ترکیبی و بهره برداری نیروگاه و نرم افزار شبیه سازی نیروگاه

اردیبهشت ۱۰, ۱۳۹۶ ۱۲:۴۰ ب.ظ

این پیام تبلیغاتی است

نیروگاه چیست. انواع آن کدام است؟

نیروگاه (به انگلیسی: (power station)، که با نام «کارخانه برق» هم شناخته می‌شود، مجموعه‌ای از تأسیسات صنعتی است که از آن برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود.

وظیفه اصلی یک نیروگاه تبدیل انرژی از دیگر شکل‌های آن مانند انرژی شیمیایی، انرژی هسته‌ای، انرژی پتانسیل گرانشی و… به انرژی الکتریکی است. وظیفه اصلی در تقریباً همه نیروگاه‌ها بر عهده مولد یا ژنراتور است؛ ماشینی دوار که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. انرژی مورد نیاز برای چرخاندن یک ژنراتور از راه‌های مختلفی تأمین می‌شود و عموماً به میزان دسترسی به منابع مختلف انرژی در آن منطقه و دانش فنی گروه سازنده بستگی دارد.

توجه: دانلود فایلهای آموزشی انواع نیروگاهها در انتهای متن


در حالت کلی نیروگاهها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

  • نیروگاههای غیر حرارتی مانند نیروگاههای آبی و بادی
  • نیروگاههای حرارتی مانند نیروگاههای بخاری ، گازی ، سیکل ترکیبی ، هسته ای و…

در تمام نیروگاههای ذکر شده فصل مشترکی وجود دارد که آن همان تبدیل انرژی مکانیکی حاصل از چرخش پره های توربین به انرژی الکتریکی توسط ژنراتور می باشد. صرفه نظر از مقایسه نوع دستگاهها ، توربین ژنراتور و تجهیزات بکار رفته در نیروگاهها این مسئله که همه آنها هدفشان تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است مشهود است .آنچه نیاز به توضیح دارد فرآیندی است که تا قبل از این مرحله به وقوع می پیوندد.

در یک نیروگاه حرارتی انرژی مکانیکی مورد نیاز برای به حرکت در آوردن مولدها به وسیله حرارتی که معمولاً از سوختن سوخت‌ها به وجود می‌آید تأمین می‌شود. بیشتر نیروگاه‌های حرارتی (در حدود ۸۶ درصد آنها) از بخار برای انتقال حرارت و ایجاد انرژی مکانیکی استفاده می‌کنند و به همین دلیل این نیروگاه‌ها را نیروگاه‌های بخاری نیز می‌نامند. بر طبق قانون دوم ترمودینامیک هرگز نمی‌توان تمامی انرژی حرارتی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرد بنابر این همیشه مقداری از حرارت اضافی در محیط آزاد می‌شود، حال اگر از این حرارت برای انجام فرایندهای صنعتی یا گرمایش ناحیه‌ای استفاده کنیم می‌توانیم راندمان استفاده از انرژی را بالا ببریم، این روش که در برخی تأسیسات حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیستم ترکیبی گرما و نیرو یا CHP نام دارد. یکی از کاربردهای این روش که بیشتر در خاورمیانه مورد استفاده قرار می‌گیرد استفاده از انرژی حرارتی اضافی برای نمک زدایی آب است. درنمک زدایی آب دریا نیازبه حجم زیاد بخاربا فشارکم می باشدکه ازچرخه ترکیبی بدون مشعل بایداستفاده کرد.

در نیروگاههای بادی عمل چرخش پره ها توسط نیروی باد انجام می شود.

در نیروگاههای آبی که معمولاً در کنار سدها یا دریاچه ها ساخته می شوند ، عمل چرخش توربین توسط آبی که در گذر از پره ها به آنها اعمال می شود ، صورت می پذیرد.

در نیروگاههای حرارتی عامل چرخش پره های توربین انرژی حرارتی می باشد . این انرژی حرارتی در نیروگاههای گازی ، هوای محیط است که در کمپرسور فشرده شده ، در اتاق احتراق محترق می شود و در توربین گاز به کار مکانیکی تبدیل می شود ، که در واقع عامل چرخش پره های توربین می باشد .

در نیروگاههای بخاری و هسته ای عمل چرخش پره های توربین توسط بخار صورت می گیرد . بخاری که انرژی گرمائی خود را به انرژی مکانیکی چرخش پره های توربین مبدل می سازد .آنچه نیروگاههای بخاری را از نیروگاه های اتمی متمایز می گرداند همانا نحوه تولید بخاری است که به روی پره های توربین فرستاده می شود.

در نیروگاههای بخار در اثر سوختن مواد آلی مثل نفت ، گاز، زغال سنگ ، حرارتی ایجاد می شود ، که این حرارت می تواند آب را به بخار تبدیل کند اما در نیروگاههای هسته ای تولید حرارت از فرایند تبدیل انرژی هسته ای به انرژی حرارتی صورت می گیرد که با شکافت هسته اورانیوم یا پلوتونیوم همراه می باشد . حرارت ناشی از شکافت هسته اتم است که نهایتا منجر به تولید بخار می شود .
بنابراین همانطور که ملاحظه فرمودید تا مرحله تولید انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی فرآیند و شکل وشمایل متفاوتی داشت که این تفاوت ها در واقع وجه تمایز نیروگاه ها می باشد.

طبقه بندی نیروگاههای حرارتی

طبقه‌بندی نیروگاه‌ها براساس نوع سوخت مصرفی و عامل محرک به صورت زیر است.

طبقه‌بندی از نظر نوع منبع انرژی
نیروگاه هسته‌ای که از یک راکتور هسته‌ای برای تولید گرما و چرخاندن توربین‌های بخار استفاده می‌کند.
نیروگاه سوخت فسیلی که انرژی گرمایی مورد نیاز را از سوزاندن سوخت‌های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی یا زغال سنگ تأمین می‌کند.
نیروگاه‌هایی که از منابع انرژی‌های تجدید پذیر استفاده می‌کنند وانرژی مورد نیاز خود را از انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی جزر و مد دریا، انرژی حرارتی موجود در آبهای اعماق زمین، و بیومس (سوزاندن ضایعات مزارع نیشکر، زباله‌های شهری، بیوگازها و دیگر منابع این چنینی) تأمین می‌کند.
طبقه‌بندی از نظر نوع عامل محرک
توربین بخار: در این دستگاه‌ها از فشار دینامیکی بخار برای چرخاندن پره‌های دستگاه استفاده می‌شود. تقریباً همه توربین‌های بزرگ غیر آبی از این نوع هستند.
توربین گازی: در این دستگاه‌ها از گاز به عنوان عامل محرک استفاده می‌شود. به عبارت دیگر این توربین‌ها از فشار گازهای ناشی از سوختن سوخت‌ها برای به حرکت درآمدن استفاده می‌کنند. مزیت این توربین‌ها در قابلیت راه‌اندازی سریع آنهاست و از این رو برای جبران مصرف بالا در ساعات اوج مصرف (ساعات پیک) از آنها استفاده می‌شود اما با این حال هزینه‌های مربوط به این توربین‌ها بالاست و بنابراین استفاده از آنها محدود است.
چرخه مرکب: در این چرخه از ترکیبی از توربین‌های گازی و بخار استفاده می‌شود به این ترتیب که با سوختن سوخت از گازهای ایجاد شده برای به حرکت درآوردن توربین‌های گازی و از گرمای تولیدی از سوختن برای بخار کردن آب و به حرکت درآوردن توربین‌های بخار استفاده می‌شود. استفاده از این روش به علت بازده بالای آن به سرعت در حال افزایش است.
موتور احتراق داخلی: به طور کلی از این موتورها برای تولید انرژی الکتریکی در مقیاس‌های کوچک استفاده می‌شود. کاربرد این موتورها تنها به مناطق دورافتاده و سامانه‌های پشتیبانی مورد استفاده در بیمارستان‌ها، ساختمان‌های اداری و مراکز حساس محدود می‌شود. سوخت مورد استفاده در این موتورها را گازوئیل، نفت سنگین، گاز طبیعی و بیوگاز تشکیل می‌دهد.


نیروگاه سیکل ترکیبی

نیروگاه های سیکل ترکیبی (Combined cycle power plant) راه حل بسیار کارآمد، انعطاف پذیر، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید برق است.
نیروگاه سیکل ترکیبی در واقع ترکیبی از توربین بخار و توربین گازی می باشد به نحوی که ژنراتور توربین گازی برق را تولید می کند، درعین حال انرژی حرارتی تلف شده از توربین گاز ( توسط محصولات احتراق) برای تولید بخار مورد نیاز توربین بخار مورد استفاده قرار می گیرد و به این طریق برق اضافی تولید می شود. با ترکیب کردن این دو سیکل بهره بری از نیروگاه افزایش پیدا می کند. بازده الکتریکی از یک چرخه ساده کارخانه نیروگاه برق بدون استفاده از اتلاف گرما به طور معمول راندمانی بین ۲۵ تا ۴۰ درصد دارد، در حالی که همان نیروگاه با سیکل ترکیبی راندمان الکتریکی حدود  ۶۰ درصد را دارد. همانطور که گفته شد این نیروگاه ها از ترکیب توربین های بخار و گاز ساخته می شوند و بسته به نوع توربین ها ، دیگ های بازیافت گرما ، و دستگاه های بازیابی انواع متعددی دارند.
با به کار گیری توربین های گازی در چرخه های ترکیبی  می توان پایین بودن بازده آن را بر طرف کرد و در نتیجه آن را برای تامین بار پایه به کار گرفت، در عین حال از مزایای دیگر آن نیز مانند راه اندازی  سریع و انعطاف پذیری  آن در محدوده ی گسترده ای از بار بهره مند شد.

تاریخچه نیروگاه سیکل ترکیبی
ایده سیکل ترکیبی برای  بهبود بازده سیکل ساده برایتون، از طریق استفاده  از حرارت گاز های خروجی توربین  گازی ، پیشنهاد شد.
این امر به وسیله بازیافت گرما مورد آزمایش قرار گرفت. بازیافت گرما  توانست انرژی که از خروجی توربین گازی  هدر می رفت  را از ۷۰ به ۶۰ درصد انرژی داده شده، برساند. مبادله کن گرما امکان افزایش توان خروجی را ندارد و فقط  راندمان را افزایش می دهد. از آنجایی که مبادله کن گرما افت فشار زیادی را به سیکل وارد می کند، استفاده از آن باعث کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی می شود. با توجه به توان بیشینه چرخه های ساده، از آنها در جاهایی  بهره می گیرند که راندمان خروجی از اهمیت کمتری برخوردار است. در حالی که چرخه های بازیابی را در مواردی مورد استفاده قرار می دهند که راندمان بالا نیاز است. در نتیجه توان خروجی سیکل بازیاب در حدود ۱۱ تا ۱۴ درصد پایین تر از سیکل ساده است، که در یک ارزیابی کلی به این نتیجه می رسیم که بازده نیروگاه توربین گازی  همراه با بازیاب روش پر هزینه ای است. از این رو باید به دنبال روشی بود که از طریق آن بتوان به هر دو نیاز، یعنی راندمان و توان  بالا دست یافت. راه حلی که پیشنهاد شد در واقع بهره گیری از انرژی حرارتی بسیار بالای گاز های خروجی توربین گازی  برای تولید بخار مورد نیاز نیروگاه بخار بود. توربین گازی دارای گازهایی با دمای حدود ۱۲۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد، و توربین گازی  ماشینی با دمای حدود ۵۳۰ تا ۶۴۰ درجه سانتی گراد می باشد، که با ترکیب همزمان توربین گازی در طرف گرم و توربین بخار در طرف سرد را نیروگاه سیکل ترکیبی می گویند. اولین نیروگاه سیکل ترکیبی در ۱۹۵۰ ساخته شد. از آن به بعد تعداد نیروگاه های سیکل ترکیبی به خصوص در دهه ۱۹۷۰ به سر عت افزایش یافت.

انواع نیروگاه سیکل ترکیبی

نیروگاه های سیکل ترکیبی از نظر نوع توربین ها و بازیاب ها و وجود مشعل به دسته های زیر تقسیم می شوند: 

  • ۱. نیروگاه های سیکل ترکیبی با مشعل
  • ۲. نیروگاه های سیکل ترکیبی بدون مشعل
  • ۳. نیروگاه های سیکل ترکیبی با دیگ بازیافت گرما مجهز به بازیابی و یا گرمایش آب تغذیه
  • ۴. نیروگاه های سیکل ترکیبی با دیگ بازیافت گرما با فشار بخار چند گانه

۵. نیروگاه های سیکل ترکیبی با سیکل بسته توربین گازی با گرمایش آب تغذیه در چرخه بخار
در نوع اول  از نیروگاه ها یک مشعل در داخل بویلر قرار می دهند و بیشتر در نیروگاه هایی مورد استفاده قرار می گیرد که قرار باشد بخش بخار آن به طور دائم  کار کند، که در این صورت نباید وابستگی به توربین گازی داشته باشد. در نوع دوم از این  نیروگاه ها از گاز های داغی که به عنوان  محصولات احتراقی از توربین گازی خارج می شود مورد استفاده قرار می گیرد. این دود خروجی دارای حجم بالا و دمایی حدود ۵۰۰ درجه سانتی گراد است و به داخل بویلر برای تبدیل آب به بخار ارسال می شود تا از انرژی بخار برای به حرکت در آوردن ژنراتور مورد استفاده قرار بگیرد. کاربرد گونه های مختلف سیکل های ترکیبی متفاوت است.ازنیروگاه سیکل ترکیبی  بدون مشعل بیشتر برای تامین بار پایه و میانی مورد استفاده قرار می گیرد. در نوع سوم از این نیروگاه ها در چرخه ترکیبی، گاز های خروجی یک چرخه ساده توربین گازی که شامل کمپرسور هوا(َAC)،اتاق احتراق(CC ) و توربین گازی ( GT) است، وارد دیگ بازیافت گرما ( HRB) می شود و در آنجا برای تولید بخار فوق گرم مورد استفاده قرار می گیرد. در چرخه های ترکیبی که قدرت پایینی دارند توان توربین بخار در حدود ۵۰ درصد کمتر از توربین گازی است. در نوع چهارم این نیروگاه ها که بخار با فشار چندگانه تولید می شود، دمای گاز های خروجی دیگ بازیافت گرما کاهش می یابد و به این ترتیب بازده نیروگاه به طور کلی افزایش پیدا می کند. ساده ترین نوع این چرخه، چرخه با فشار دوگانه است، هرچند که چرخه با فشار سه گانه نیز مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال در یک سیکل با فشار دوگانه، دیگ بازیافت  گرما دارای دو مدار برای تولید بخار است. مدار اول مدار فشار بالاست که بخار تولید شده در آن از مجرای ورودی توربین وارد آن می شود، و مدار دوم مدار فشار پاین است  که بخار تولید شده در آن از طبقات با فشار پایین تر وارد توربین می شود. در یک چرخه ترکیبی پیشنهادی  با فشار سه گانه، بخار دیگری با فشاری بین  فشارهای ورودی به دو توربین بخار تولید می شود. این بخار به اتاق احتراق توربین گازی تزریق می شود تا میزان گسیل اکسید های نیتروژن تا حد استاندارد تعیین شده، کاهش بیابد. در صورتی که از این روش استفاده شود، مقداری آب تلف خواهد شد که به طور پیوسته باید آن را جبران کرد.
نگاهی دقیق تر به سیکل ترکیبی
سیکل ترکیبی خصوصیت موتور یا نیروگاه تولید کننده برق است که از بیش از یک سیکل ترموداینامیک در آن استفاده شده است. موتورهای حرارتی فقط می‌توانند بخشی از انرژی را که سوخت آنها تولید می‌کنند مصرف کنند (معمولاَ کمتر از ۵۰ درصد) حرارت باقیمانده حاصل از احتراق سوخت عموماً هدر می‌رود. ترکیب تعداد ۲ سیکل یا بیشتر مانند سیکل برایتون (Brayton) و سیکل رانکین (Rankine) باعث راندمان بیشتر خواهد شد.

در نیروگاه سیکل ترکیبی (CCPP) یا توربین گازی سیکل ترکیبی (CCGT)، ژنراتور توربین گازی برق تولید می‌کند و حرارت که معمولاً هدر می‌رود برای تولید بخار آب و در نتیجه تولید برق اضافی از طریق توربین بخار استفاده می‌شود. مرحله آخر راندمان تولید برق را افزایش می‌دهد. اغلب نیروگاههای گازی جدید در آمریکای شمالی و اروپا از این نوع هستند. در نیروگاه حرارتی، حرارت با درجه بالا به عنوان ورودی نیروگاه معمولاً در اثر احتراق سوخت به برق تبدیل می‌شود، اختلاف درجه حرارت بین ورودی و خروجی بایستی تا حد امکان زیاد باشد. این شرایط در اثر ترکیب سیکل‌های ترمودینامیک بخار و گاز به وجود می‌آید. این روش برای نیروی رانش زیرآب (توربین) گازی و (توربین) بخار ترکیبی (COGAS) نامیده می‌شود.
بازیافت گرما، انرژی هدر رفته از دودکش را از ۷۰ به ۶۰ درصد انرژی داده شده می‌رساند. استفاده از مبادله کن گرما منحصراً موجب افزایش بازده می‌شود و توان خروجی را افزایش نمی‌دهد. در حقیقت، به دلیل افت فشار بیشتری که مبادله کن گرما به چرخه تحمیل می‌کند، استفاده از مبادله کن موجب کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی به مقدار چند درصد می‌شود. صرف نظر از این کاهش اندک در توان خروجی، استفاده از مبادله‌کن گرما به دلیل سطح تبادل گرمای زیاد آن و لوله‌های بزرگ هوا و گاز درآن سبب گرانتر شدن نیروگاه می‌شود. اثر دیگری که به کارگیری مبادله‌کن گرما می‌گذارد این است که نسبت فشار بهینه‌ای که منجر به بیشینه شدن بازده می‌شود به مقادیر کوچکتر میل می‌کند و این امر، توان را کاهش می دهد.
چرخه‌های ساده در نزدیکی توان بیشینه کار می‌کنند زیرا در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرند که بازده در آنها از اولویت عمده برخوردار نیست. در مقابل، استفاده از چرخه‌های بازیابی تنها هنگامی منطقی است که در نزدیکی بازده بیشینه عمل کنند. از این رو توان خروجی چرخه بازیابی نسبت به توان چرخه ساده به مقدار بیشتری در حدود ۱۰ تا ۱۴ درصد کمتر است.
همانطور که گفته شده بالا بردن بازده نیروگاه توربین گازی به وسیله بازیابی روش پرهزینه‌ای است. بنابراین باید به دنبال روشی بود که با به کارگیری آن بتوان هر دو مقدار بازده و توان را افزایش داد. راه حلی که برای این منظور پیدا شده است، استفاده از انرژی بسیار زیاد گازهای خروجی توربین برای تولید بخار جهت استفاده در یک نیروگاه بخار است. این یک روش طبیعی است چرا که توربین گاز یک ماشین با دمای نسبتاً بالا (۱۱۰۰ تا ) و توربین بخار یک ماشین با دمای نسبتاً پایین (۵۴۰ تا ) است. این کارکرد توأم توربین گازی در طرف گرم و توربین بخار در طرف سرد را نیروگاه چرخه ترکیبی می نامند.
چرخه‌های ترکیبی علاوه بر داشتن بازده و توان بالا، از مزایای دیگری نیز مانند انعطاف‌پذیری، راه‌انداز سریع، مناسب بودن برای تأمین بار پایه و عملکرد دوره‌ای و بازده بالا در محدود گسترده‌ای از تغییرات بار برخوردار است. در نیروگاههای ترکیبی امکان استفاده از زغال سنگ، سوختهای سنتزی و انواع دیگر سوختها وجود دارد
عیب بارز چرخه ترکیبی، پیچیدگی آن است، زیرا اساساً در چرخه ترکیبی از دو نوع تکنولوژی متفاوت استفاده می شود.
ایده چرخ ترکیبی یک ایده تازه نیست ودر اوایل این قرن پیشنهاد شد. اما در سال ۱۹۵۰ بود که اولین نیروگاه ترکیبی ساخته شد. بعداز آن تاریخ تعداد نیروگاههای ترکیبی نصف شده، به ویژه در دهه ۱۹۷۰، به سرعت افزایش یافت، تخمین زده می‌شود که تا انتهای دهه ۱۹۷۰ در حدود ۱۰۰ واحد نیرواه ترکیبی با ظرفیت که MW 150000در سراسر جهان ساخته شود.
چرخه‌های ترکیبی به صورت‌های متعددی پیشنهاد شده‌اند که مهمترین آنها عبارتند از:

  • ۱) دیگ بازیافت گرما با احتراق اضافی یا بدون آن
  • ۲) دیگ بازیافت گرما مجهز به بازیابی و یا گرمایش آب تغذیه
  • ۳) دیگ بازیافت گرما با فشار بخارچندگانه
  • ۴) چرخه بسته توربین گازی با گرمایش آب تغذیه در چرخه بخار

طراحی نیروگاه سیکل ترکیبی
در نیروگاههای حرارتی آب به عنوان واسطه فعال عمل می‌کند. بخار آب با فشار بالا به قطعات محکم و بزرگ نیاز دارد. همچنین بخار آب با فشار بالا به آلیاژهای گران‌قیمت احتیاج دارد که از فلزاتی مانند نیکل یا کبالت ساخته شده بجای اینکه از فولاد ارزان‌قیمت ساخته شود. این آلیاژها درجه حرارت بخار آب را تا ۶۵۵ درجه سانتی‌گراد محدود می‌کنند در حالیکه درجه حرارت پائین دستگاه بخار در نقطه جوش تنظیم می‌شود. با وجود این شرایط، سیستم بخار بین ۳۵ تا ۴۲ درصد راندمان بیشتری خواهد داشت.
یک سیکل توربین گازی باز دارای کمپرسور، سیستم احتراق و توربین است. در توربین‌های گازی مقدار فلزی که باید حرارت زیاد و فشار بالا را تحمل کند قابل توجه  نیست و می‌توان از مواد
ارزان‌قیمت‌تر استفاده کرد. در این نوع سیکل حرارت ورودی به توربین (حرارت احتراق) نسبتاً زیاد است (۹۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد). حرارت خروجی گاز دودکش نیز زیاد است (۴۵۰ تا ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد). بنابراین این حرارت برای تأمین گرمای سیکل دوم که از بخار آب به عنوان سیال فعال (سیکل رنکاین) استفاده می‌کند به اندازه کافی زیاد است.
در نیروگاه سیکل ترکیبی، حرارت گاز خروجی توربین برای تولید بخار اب با عبور از طریق ژنراتور بخار بازیافت حرارت (HRSG) با حرارت بخار آب بین ۴۲۰ و ۵۸۰ درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. کندانسور سیکل رنکاین معمولاً به وسیله آب دریاچه، رودخانه، دریا یا برج‌های خنک‌کننده خنک می‌شود. این درجه حرارت می‌تواند به اندازه ۱۵ درجه سانتی گراد باشد.
راندمان نیروگاههای دارای توربین گازی سیکل ترکیبی
با ترکیب سیکل‌های گازی و بخار به درجه حرارت‌های زیاد ورودی و درجه حرارت کم خروجی می‌توان دست یافت. به دلیل اینکه این سیکل‌ها توسط یک منبع سوخت تغذیه می‌شوند راندمان آنها افزایش می‌یابد. بنابراین یک نیروگاه سیکل ترکیبی دارای یک سیکل ترمودینامیک است که بین درجه حرارت احتراق بالای توربین گازی و درجه حرارت تلف شده از کندانسورهای سیکل بخار عمل می‌کند. در صورتی که نیروگاه سیکل ترکیبی فقط برق تولید کند، راندمان آن تا ۶۰ درصد خواهد رسید و در صورتی که تولید برق همراه با مصرف حرارت باشد، راندمان آن تا ۸۵ درصد افزایش خواهد یافت.

احتراق تکمیلی و خنک‌کردن تیغه‌های توربین
به منظور افزایش مقدار بخار آب یا درجه حرارت بخار آب تولید شده ژنراتور بخار بازیافت حرارت را با احتراق تکمیلی بعد از توربین گازی می‌توان طراحی کرد. بدون احتراق تکمیلی راندمان سیکل ترکیبی بالاتر است. ولی احتراق تکمیلی به نیروگاه امکان پاسخ به نوسانات بار الکتریکی را خواهد داد. غالباً در طراحی توربین‌های گازی بخشی از جریان هوای فشرده از کنار مشعل می‌گذرد که برای خنک‌کردن تیغه‌های توربین استفاده می‌شود.
سوخت نیروگاههای سیکل ترکیبی
نیروگاههای سیکل ترکیبی معمولاً از گاز طبیعی استفاده می‌کنند، اگرچه از سوخت‌های دیگری مانند گاز مصنوعی نیز در این نیروگاهها استفاده می‌شود. سوخت‌های مکمل که در نیروگاههای سیکل ترکیبی مصرف می‌شوند عبارتند از گاز طبیعی، ذغال‌سنگ و غیره. نیروگاههای سیکل ترکیبی خورشیدی هم‌اکنون در الجزیره و مراکش در دست ساخت می‌باشد.

بر اساس نحوه استفاده از گاز خروجی ، نیروگاههای سیکل ترکیبی به سه دسته تقسیم بندی می شوند .

  • ۱- 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 ۵۰۰ درجه سانتی گراد است ) دارد به بویلری هدایت می شود و به جای مشعل و سوخت در واحدهای بخاری ، جهت تولید حرارت به کار می رود. بخار تولید شده نیز توربین بخار را به چرخش در می آورد. این امر باعث بالا رفتن راندمان مجموعه نیروگاهی می گردد ، ضمن آنکه هزینه های سرمایه گذاری به ازای هر کیلو وات تا حد قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند . این مجموعه برای تولید برق پایه استفاده می شود و کارآیی آن در صورتی که فقط برای تولید برق به کار رود تا ۵۰ درصد هم بالا می رود .
    در مناطق سردسیر با بکارگیری توربین بخار با فشار خروجی زیاد (Back pressure) به جای کندانسور و برج خنک کن در تامین آب گرم و بخار مصرفی گرمایش مناطق شهری و صنعتی نیز استفاده می شود که در این صورت راندمان تا ۸۰ درصد هم افزایش می یابد.
  • ۲– 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 می شود و بدین ترتیب ، این نوع نیروگاههای سیکل ترکیبی شکل گرفته اند .
    این نوع سیکل ترکیبی عموماٌ به منظور بالا بردن قدرت و جلوگیری از نوسانات قدرت توربین بخار با تغییر بار توربین گاز به کار گرفته می شود . امکان کارکرد واحد بخار در نقطه کار مناسب تر با تعبیه مشعل ساده ، به کارگیری 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 می باشد . این نوع واحد ها غالباً در مواردی که علاوه بر تامین انرژی الکتریکی ، تامین آب مصرفی و یا بخار مورد نیاز واحدهای صنعتی نیز مد نظر باشد ، به کار می رود .
  • ۳- 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 می گردد . لیکن در این گونه سیکل ترکیبی،سیستم گرمایش و فن دمنده هوای احتراق کوره را توربین گاز بر عهده 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 ذغال سنگ و یا مازوت می باشد ، به کار می رود . قدرت تولیدی توربین گاز در این نوع سیکل حداکثر ۲۰ درصد قدرت تولید کل نیروگاه است.

 


انیمیشن ساده نیروگاه سیکل ترکیبی- با زیرنویس فارسی


دریافت فایلهای آموزشی

۱- دریافت متن کامل مقاله فوق- ۲۵ صفحه- PDF

۲- دریافت فایل آشنایی با نیروگاههای سیکل ترکیبی-مهندس رضا کمالی- شرکت ماشین سازی اراک


۳- انواع نیروگاهها و آموزش نیروگاه سیکل ترکیبی- ۷۴ صفحه- PDF

دانلود دموی فایل

5500 تومان – دریافت نمایید

 


۴- آموزش نیروگاه سیکل ترکیبی-۳۳ صفحه- PDF- مهندس محمدی

۵- دانلود جزوات آموزشی جامع طراحی و تحلیل پایپینگ نیروگاه سیکل ترکیبی بخار


۶- کتاب راهنمای جامع طراحی پایپینگ نیروگاهی بر اساس کد طراحی ASME B31.1

دانلود دموی فایل

3500 تومان – خرید


تبلیغات شما اینجا درج می شود

 

این کتاب نوشته مهندس معروف طراحی پایپینگ و کد، دکتر چالرز بچت عضو کمیته فنی ASME و مدیر شرکت مهندسی Becht Engineering Co، در ۱۷ فصل به شرح جامع و کامل این کد و اصول طراحی Power Piping پرداخته است. فهرست و مشخصات این کتاب به شرح زیر است:

POWER PIPING, THE COMPLETE GUIDE TO ASME B31.1
 Author: Charles Becht IV
۲۶۱ Pages

Contents
۱- Background and General Information
۲- Organization of B31.1
۳- Design Conditions and Criteria
۴- Pressure Design
۵- Limitations on Components and Joints
۶- Design Requirements for Speci c Systems
۷- Design for Sustained and Occasional Loads
۸- Design Criteria for Thermal Expansion
۹- Flexibility Analysis
۱۰- Supports and Restraints
۱۱- Load Limits for Attached Equipment
۱۲- Requirements for Materials
۱۳- Fabrication, Assembly, and Erection
۱۴- Examination
۱۵- Pressure Testing
۱۶- Non-metallic Piping
۱۷- Post-Construction


۷- مجموعه کامل ۳۲ جلدی کتب تجربیات نیروگاههای پیشرفته (ترجمه فارسی)

دانلود دموی فایل- جلد اول

5500 تومان – دریافت نمایید

 

فهرست عناوین ۳۲ جلدی

  • بخش A- جلد ۱ و ۲ : برنامه ریزی و طراحی نیروگاه
  • بخش B- جلد ۳ : بویلرها و تجهیزات جانبی
  • بخش C- جلد ۴ و ۵ و ۶ : توربین ها ، ژنراتورها و تجهیزات وابست
  • بخش D- جلد ۷ و ۸ و ۹ و ۱۰ و ۱۱ : سیستم ها و تجهیزات الکتریکی
  • بخش E- جلد ۱۲ و ۱۳ و ۱۴ : شیمی و متالوژی
  • بخش F- جلد ۱۵ و ۱۶ : کنترل ابزار دقیق
  • بخش G- جلد ۱۷ و ۱۸ و ۱۹: بهره برداری و نگهداری نیروگاه
  • بخشهای H و I- جلد ۲۰ و ۲۱ و ۲۲ : آماده سازی راه اندازی نیروگاه
  • بخش J- جلد ۲۳ و ۲۴ و ۲۵ : تولید قدرت هسته ای
  • بخش K- جلد ۲۶ و ۲۷ و ۲۸ : انتقال HVDC
  • بخش L- جلد ۲۹ و ۳۰ : بهره برداری سیستم
  • بخش M- جلد ۳۱ و ۳۲ : واژگان و نمایه

۸- کتابچه اصول بهره برداری نیروگاه (نیروگاههای زیمنس v94.2)- تعداد صفحات: ۱۳۵ صفحه- روح الله مرادلو

دانلود دموی فایل

5500 تومان – دریافت نمایید

 

فهرست مطالب:

  • پمپ خانه فورواردینگ
  • سیستم سوخت گاز
  • سیستم هوای ورودی
  • سیستم بلوآف
  • سیستم هیدرولیک
  • سیستم جرقه زنی
  • سیستم روغن روانکاری و روغن بالا برنده
  • سنکرون واحد
  • بار حداقل
  • بار Base
  • بار پیک
  • Part load
  • Trip
  • Load rejection
  • Host load
  • Shut down
  • لوپهای کنترلی توربین گاز
  • Start up
  • اختصارات

۹- آشنایی با نیروگاههای سیکل ترکیبی- شرکت مپنا-۳۶ صفحه- PDF

فهرست مطالب:

  • بخش توربین و ژنراتور
  • بخش بویلر ( متعارف / Boiler Island ( Conventional or HRSG) ( HRSG
  • بخش خنک کننده اصلی و کمکی Main & Aux. Cooling Island
  • بخش چرخه آب و بخار Water & Steam Cycle Island
  • بخش تامین آب Water Supply Island
  • B.O.P Island
  • بخش ترانس اصلی و کمکی Main & Unit Transformer
  • فلودیاگرام، لیست تجهیزات وساختمانها و تصاویر نیروگاه سیکل ترکیبی

۱۰- انواع نیروگاهها (روشهای تولید برق)- احمد رضا طاهری اصل- ۵۵ صفحه- PDF

۱۱– آشنایی با توربین گاز زیمنس V94.2- تعداد صفحات ۱۱۴- PDF

۱۲- معرفی توربین گاز V94.2- شرکت مپنا

۱۳- دانلود جزوات آموزشی جامع بویلر، سوپرهیتر و درام


۱۴- دانلود سایر آموزشهای جامع توربین بخار و توربین گاز


۱۵- کتب جدید انگلیسی و هندبوکهای طراحی، مهندسی، بهره برداری و نگهداری نیروگاههای سیکل ترکیبی بخار و حرارتی:


۱۶- دانلود همه انگلیسی کتب نفت و گاز از کتابخانه جامع نفت و گاز وبسایت


۱۷- آموزش نرم افزار طراحی و شبیه سازی نیروگاه- ترمو فلو (ThermoFlow)

۱۸- دوره تعمیرات توربین V94.2

دانلود دموی فایل

7500 تومان – دریافت نمایید

 

۱۹- آشنایی با اجزای توربین V94.2- مهندس سرخ خواه- ۶۳ صفحه- PDF

۲۰- اجزای محفظه احتراق توربین V94.2- شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا توگا- ۵۷ صفحه- PDF

۲۱- بررسی فنی نیروگاه گازی CHP- تعداد صفحات: ۵۵


۲۲- دانلود آموزش جامع نیروگاه خورشیدی

۲۳- جزوه جامع آموزش انواع نیروگاهها- ۲۲۲ صفحه- PDF

دانلود دموی فایل

5500 تومان – دریافت نمایید

فهرست مطالب:

  • کلیات
  • نیروگاه های حرارتی
  • نیروگاه های گازی
  • نیروگاه های چرخه ترکیبی (حرارتی-گازی)
  • نیروگاه های آبی
  • سیستم های الکتریکی نیروگاه ها
  • نیروگاه های هسته ای
  • نیروگاه های بادی
  • نیروگاه های انرژی زمین گرمائی
  • نیروگاه های خورشیدی
  • نیروگاه های پیل سوختی
  • نیروگاه های مواد زیستی (سوخت گیاهی)

۲۴- جزوه آموزشی نیروگاهها- میر حمید موسوی


این پیام تبلیغاتی است

استخدام | اینستاگرام | اپ اندروید | اپ آیفون


Comments are closed.