استاد راهنما :
جناب آقای مهندس طهماسبی
کارآموز :
مجید نیکبخت
پاییز 85
فهرست مطالب
عنوان صفحه
نیروگاه ( توضیحات کلی ) 1
نیروگاه توس 8
بویلر 10
توربین 14
ژنراتور 39
ترانسفورماتور 50
سیستم سوخت رسانی 57
کندانسور هوایی 62
آزمایشگاه و تصفیه آب 62
اتاق فرمان 63
منابع 66
نیروگاه
نیروگاه محل تولید انرژی الکتریکی می باشد .نیروگاه های مدرن بر حسب نوع انرژی مورد مصرف عبارتند از : نیروگاه های حرارتی ، آبی ، هسته ای و نیروگاه هایی که از انرژی باد و یا حرارت درونی زمین استفاده می کنند . در این میان نیروگاه های حرارتی ( TPS ) و آبی ( HEPS ) از معمولترین انواع در صنعت تولید برق می باشند .
نیروگاه حرارتی
نیروگاه حرارتی به کلیه ی نیروگاه هایی اطلاق می شود که در واحدهای آن با احتراق سوخت های جامد ، مایع و یا گاز در بویلر و یا در خود محرک اولیه ( مانند دیزل ها و توربین های گازی ) تولید انرژی حرارتی و سپس الکتریکی صورت می پذیرد . انواع نیروگاه حرارتی بر حسب نوع سوخت عبارتند از : ذغال سوز ( اعم از ذغال به لاشه ای یا پودر شده ) ، گازوئیل سوز ( دیزل ) ، نفت سوز ، گاز سوز و توربین گازی ( که در آن احتراق گاز مستقیما در توربین صورت می گیرد .
قسمت عمدهای از نیروگاه های حرارتی که به عنوان تولید کننده های اصلی انرژی الکتریکی طراحی می شوند از نوع کندانسوردار می باشند . این نیروگاه ها عموما مجهز به واحدهایی با قدرت 200 تا 800 مگا وات بوده و راندمان حرارتی آن ها از میزان 40 تا 42 درصد تجاوز نمی کند ، و معمولا در هر کشور پرقدرت ترین نیروگاه ها را تشکیل می دهند .
نوع دیگری از نیروگاه های حرارتی که به نام ترموالکتریک مشهورند جهت تولید مشترک انرژی حرارتی ( به صورت بخار یا آب داغ ) و انرژی الکتریکی طراحی و نصب می شوند . این تولید مشترک موجب افزایش راندمان حرارتی واحدهای مذکور تا میزان 65 الی 70 درصد می باشند .
نیروگاه آبی
از قدیم استفاده از انرژی ذخیره شده در آب به صورت های مختلف از جمله آسیاب های آبی مرسوم بوده است . با پیدایش صنعت برق کوشش های زیادی در جهت به کارگیری هر چه بیشتر انرژی آبی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی معطوف گردیده و در این راه پیشرفت های زیادی هم حاصل شده است . ارزش نیروگاه های آبی بر این است که از تاسیسات ایجاد شده عمدتا می تواند در جهت اهداف صنعتی و کشاورزی نیز استفاده برد . معمول ترین نوع ذخیره و کنترل آب ، ایجاد سدها و آب بندها می باشد .
گرانی قیمت تاسیسات ذخیره و انتقال آب با مسایل خاص سیاسی و اجتماعی آن ( زیر آب رفتن روستاهای مجاور ، از بین رفتن مقداری از زمین های کشاورزی و … ) معمولا ایجاد سد صرفا جهت گرفتن انرژی الکتریکی را توجیه اقتصادی نمی نماید . چنانچه مطالعات ایجاد چنین تاسیساتی را توجیه نماید ، ارزش نیروگاه آبی دو چندان می گردد .
نیروگاه های آبی در مقایسه با سایر نیروگاه ها ( حرارتی ، گازی ، دیزلی ) دارای مزایای بسیاری می باشد که از جمله بالا بردن راندمان ، نداشتن هزینه های مربوط به مسایل سوخت ، قرار گرفتن سریع در مدار و نداشتن مسایل آلودگی هوا را می توان نام برد .
در مناطقی که منابع آب امکان خارج ساختن دائمی آب را از سدها را بدهد ، این نیروگاه ها به طور دائم مورد استفاده واقع می شوند وحتی در بعضی موارد به عنوان پایه تولید انرژی الکتریکی به علت داشتن قابلیت اطمینان بالا قرار می گیرد . اما در مواردی که استفاده آب در صنعت و کشاورزی و شرب در اولویت بالاتری نسبت به تولید انرژی الکتریکی باشد برنامه را بر اساس نیاز های آب مشروب و کشاورزی تنظیم می نمایند . بدین معنی که نیازهای آبی در یک پریود مشخص مثلا 24 ساعت را در ظرف چند ساعتی که شبکه به انرژی الکتریکی بیشتری نیازمند است ، از سد اصلی خارج ساخته وارد سد تنظیمی می نمایند یعنی توربین های آبی به کار می افتد . سپس با برنامه ریزی که می شود آب از سد تنظیمی به تدریج جهت دیگر اهداف ( کشاورزی ، صنعت و شرب ) وارد شبکه های انتقال و توزیع با تصفیه خانه های مربوط می گردد .
چنانچه که گفته شد می توان با استفاده از انرژی آب رودخانه ها و آبشارها و احداث سد در مسیر رودخانه توسط توربین های آبی ، ژنراتور را چرخاند و الکتریسیته تولید نمود .
سدهای آبی که ساختمان های مختلفی دارند می توانند در مسیر رودخانه احداث شده و با نصب تجهیزات یک نیروگاه آبی علاوه بر مصارف کشاورزی برای تولید برق استفاده کرد .
آب دریاچه در صورت اضافه شده از قسمت بالای سد سر ریز می کند . به علت آن که مصارف آب کشاورزی و تقاضای برق در زمان های مختلفی صورت می گیرد برای جلوگیری از هدر رفتن آب پس از سد اصلی یک سد کوچک به نام سد تنظیمی استفاده می گردد و در صورت نیاز به آب کشاورزی دریچه های این سد تنظیمی باز می گردد . معمولا تاسیسات نیروگاه داخل ساختمان سد می باشد .
با توجه به دبی آب و ارتفاع آن نوع توربین نصب شده فرق می کند که می توان از انواع پلتون ، فرانسیس یا کاپلان باشد .
راندمان نیروگاه های آبی بالا می باشد ( حدود 80 الی 90 درصد ) و راه اندازی آن ساده ( 14 الی 15 دقیقه ) انجام می گیرد .
نیروگاه اتمی
نیروگاه های هسته ای بخاطر تشابه در نوع انرژی نهایی که همان انرژی حرارتی است عملا در رده ی نیروگاه های حرارتی قرار می گیرند ، ولی به لحاظ ویژگی های خاص سوخت هسته ای آن را نوع جداگانه ای به حساب می آورند . اساس کار نیروگاه اتمی و بخاری یکی است فقط به جای دیگ بخار ، در نیروگاه اتمی از یک رآکتور استفاده شده ، آب را در رآکتور توسط انرژی حاصل واکنش های هسته ای ( فیوژن ) گرم شده وبخار می گردد که این بخار می تواند توربین را بچرخاند و در نتیجه محور ژنراتور به حرکت آمده و الکتریسیته تولید می گردد .
نیروگاه بخار
یکی دیگر از روش های تولید انرژی استفاده از نیروی بخار می باشد که در این نوع نیروگاه بخار تولید شده در بویلر ( دیگ بخار ) به داخل توربین جریان داده می شود و باعث چرخش آن گشته و اگر شافت توربین با یک ژنراتور وصل گردد می توان از نیروی چرخشی آن انرژی الکتریکی تولید کرد . بخار پس از عبور از توربین به کندانسور ( چگالنده ) رفته و توسط آب خنک کن تقطیر و به صورت آب در می آید .
نیروگاه های بخار برای بارهای اصلی ( پایه ) به کار می روند ( چون راه اندازی ساده و آسانی ندارند ) و عمر آن ها نسبت به نیروگاه های گازی بیشتر ( 25 الی 30 سال ) است .
اجزای اصلی یک نیروگاه بخار عبارتند از :
بویلر ( دیگ بخار )
توربین بخار
کندانسور
پمپ تغذیه
نیروگاه دیزلی
در نیروگاه های دیزلی قوه محرکه ژنراتور یک موتور درون سوز دیزلی است .
امروزه کمتر از نیروگاه های دیزلی برای نیروگاه پایه استفاده می کنند و بیشتر برای مواقع اضطراری و احتمالا بار ماکزیمم می باشد . در حال حاضر در مناطقی از ایران که به شبکه سراسری وصل نیست از نیروگاه های دیزلی استفاده می شود . قدرت تولیدی آن ها به طور معمول تا 5000 کیلو وات می باشد .
نیروگاه گازی
هوای آزاد توسط یک کمپرسور فشرده شده و سپس همراه سوخت در اتاق احتراق محترق شده و دارای درجه حرارت بالا می گردد . حال این گاز پر فشار و داغ وارد توربین شده ومحور ژنراتور را می گرداند و سپس از اگزوز ( خروجی ) توربین به بیرون رانده می شود . توان گرفته شده از توربین معمولا به محور ژنراتور و کمپرسور منتقل می گردد . حدود یک سوم این توان تبدیل به انرژی الکتریکی در ژنراتور می گردد و بقیه جهت چرخاندن محور کمپرسور و تامین هوای فشرده جهت توربین نصرف می شود . به همین خاطر راندمان توربین گازی پایین و در حدود 27 درصد می باشد و برای بار پیک در شبکه استفاده می شود .
اصول نیروگاه گازی تقریبا از لحاظ مراحل مانند یک موتور چهار زمانه است یعنی چهار مرحله دارد که عبارتند از :
تراکم توسط کمپرسور
احتراق که در اتاق احتراق انجام می گیرد
مرحله کار یا انبساط در توربین
تخلیه که از دودکش صورت می گیرد
هوا با شرایط محیط کار که عبارتند از دما وفشار سایت محل نصب توربین گاز وارد کمپرسور می شود و در آن جا بر روی هوا کار انجام می شود . فشار و دمای هوای خروجی از کمپرسور بستگی به نوع توربین گاز دارد و معمولا فشار آن بین 9.5 تا 14 برابر ورودی و دمای آن در حدود 300 تا 350 درجه سانتی گراد می باشد . این هوا با این شرایط وارد اتاق احتراق شده و در آن جا طی یک فرآیند فشار ثابت دمای آن افزایش می یابد ( حدود 900 تا 1350 ) محصولات احتراق وارد توربین شده و روی پره های توربین با از دست دادن انرژی خود کار انجام می دهد و در نهایت با دمایی در حدود 450 تا 600 درجه سانتی گراد از توربین خارج می شود و به جو تخلیه می گردد .
نیروگاه توس
نیروگاه توس با 4 واحد بخاری 150 مگاواتی از نیروگاههای ممتاز کشور و یکی از بزرگترین مراکز تولید برق در خراسان میباشد. این نیروگاه در 12 کیلومتری شمال غربی مشهد مقدس در جوار بارگاه ملکوتی حضرت علی ابن موسی الرضا (ع) و دامنه کوههای بینالود در نزدیکی شهر توس مدفن شاعر بلندآوازه ایران زمین حکیم ابوالقاسم فردوسی واقع گردیده و نام نیروگاه توس بدین دلیل روی ریشهای فرهنگی و سابقهای کهن دارد.
قرارداد احداث نیروگاه در مرداد ماه 1357 با شرکت های براون باوری و پاتله منعقد گردید ولی در عمل تا پیروزی انقلاب شکوهمند اسلامی فعالیت قابل ذکری انجام نگرفت تا این که قرارداد شرکت آلمانی براون باوری در سال 1360 بررسی و اصلاح گردید و پروژه در اواخر همان سال فعال شد . همچنین در سال 1361 قرارداد بخش بویلر نیروگاه با شرکت اتریشی واگنربیرو منعقد و عملیات اجرایی آن آغاز گردید.
نخستین واحد نیروگاه در آبان 1364 و دیگر واحدها نیز تا پایان سال 1366 به شبکه سراسری به شبکه سراسری پیوسته و مورد بهره برداری قرار گرفت.
از ویژگی های این نیروگاه استفاده از کندانسور هوایی است که در آن به کارگیری هوا به عنوان عامل خنک کننده (جایگزین آب) از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که با توجه به اهمیت جهانی ذخایر آب، این سیستم، از اتلاف آب و کاهش سطح سفرههای آب زیر زمینی پیش گیری مینماید.
بویلر(دیگ بخار)
ظرفیت تولید بخار در بویلر نیروگاه(دیگ بخار)، حداکثر t/h525 می باشد. این بویلر از نوع معلق با گردش طبیعی است و دارای درام با سه مرحله سوپر هیت و دو مرحله رهیت است و در آن 9 مشعل در 3 طبقه بر روی دیوار جلویی نصب و قابل بهره برداری با سوخت مایع و گاز میباشد. آب تغذیه پس از گذر از اکونومایزر وارد درام شده و از آنجا توسط لولههای پائین آورنده وارد دیوارهها و کف بویلر میشود و ضمن گرم شدن و تبخیر به طرف بالا رفته و دوباره وارد درام میگردد. بخار اشباع خروجی از درام به ترتیب وارد لوله های نگهدارنده و مراحل سه گانه سوپر هیت شده و در نهایت بخار زنده با دمایC 538ْ و فشار bar 127 وارد توربین فشار قوی میشود که پس از خروج از آن برای بازیافت گرمایی و افزایش بازده دوباره به بویلر وارد شده و پس از انجام مراحل رهیت با درجه حرارت بخار زنده و فشارbar 34 وارد توربین فشار متوسط میشود.
بویلر نیروگاه توس از نوع گردش طبیعی با دیوارهای لوله ای و تناژ بخار 525 تن در ساعت بوده و خروجی بخار سوپر هیت آن در بار کامل دارای حرارت 540 درجه سانتی گراد و فشار 135 اتمسفر می باشد .
بویلر شامل دو قسمت می باشد که توسط دیواره های لوله ای از هم جدا می شوند . قسمت اول شامل مشعل ها ، سوپر هیترهای یک ، دو و سه و رهیتر دو و قسمتی از رهیتر یک است و قسمت دوم شامل دو اکونومایزر و قسمتی از رهیتر یک می باشد .
کنترل درجه حرارت توسط دو آبزن صورت می گیرد که دو آبزن مربوط به سوپرهیت و دو آبزن دیگر مربوط به رهیت است . اتاق احتراق به صورت آویزان به اسکلت فلزی طراحی شده است تا در مقابل انبساط حرارتی به راحتی حرکت کند . و فضای داخل کوره دارای دوربین فلزی برای مشاهده وضعیت شعله ها می باشد .
هوای لازم جهت احتراق توسط دو F.D.FAN از دو طرف کوره تامین می شود . همچنین بویلر دارای دو فن سیرکولاسیون می باشد که قسمتی از دود خروجی را در داخل بویلر به گردش در می آورد .
آب مصرفی بویلرها توسط سه پمپ اصلی به نام Boiler Feed Pump تامین می گردد که هر یک از پمپ ها توانایی تامین 60 % آب بویلر را دارد یعنی 324 تن آب را در طول یک ساعت از تانک تغذیه به سمت درام پمپ می کند . این آب باید فاقد گاز و حداقل درجه حرارت 168 درجه سانتی گراد باشد . آب تغذیه این پمپ ها از یک منبع تغذیه مرتفع به نام Feed Water Tank گرفته شده و بعد از گرم شدن توسط گرم کن های فشارقوی یا HP Heater به بویلرر وارد می گردد .
سیکل گردش آب در بویلر
آب ورودی به بویلر از تانک آب تغذیه و توسط فید پمپ ها تامین می شود . آب خروجی از فید تانک ابتدا به اکونومایزر که در مسیر دود خروجی قرار گرفته ، وارد می شود تا دمای آن افزایش یابد . اکونومایزر شامل یک سری لوله است که در مسیر دود خروجی و در گذر دوم بویلر واقع شده است . پس از آن که دمای آب در اکونومایزر افزایش یافت ، آب به سمت درام هدایت می شود . درام یک تانک بزرگ است که در بالاترین نقطه بویلر واقع شده و در آن بخار از آب جدا می شود . آب پس از ورود به درام بویلر توسط لوله های پایین آورنده به سمت کف بویلر هدایت شده و مجددا توسط لوله های بسیار زیادی که در دیواره بویلر قرار دارند به سمت درام حرکت می کنند . در طول مسیری که از کف بویلر تا درام طی می کند ، لوله های حاوی آب از مقابل برنرها که در سه ردیف سه تایی واقع اند عبور می کند . برنرها به ترتیب در ارتفاع هفت متر ، ده و نیم متر و چهارده متر قرار گرفته اند و توسط سه سوخت گاز، گازوئیل و مازوت قابل بهره برداری می باشند . پس از آن که آب مجددا وارد درام شد دارای حرارت 340 درجه سانتی گراد و فشار 146 اتمسفر می باشد . در داخل درام آب از بخار جدا می شود و بخار بخار اشباع به سمت سوپرهیترهای 1 ، 2 و 3 هدایت می شود تا رطوبت آن کاملا گرفته شده و بخار خشک با درجه حرارت 540 درجه سانتی گراد و فشار 125 اتمسفر به سمت توربین فشار قوی هدایت شود . بخار خروجی از توربین فشار قوی که دارای حرارت 350 درجه سانتی گراد و فشار 33 اتمسفر است ، برای افزایش درجه حرارت و بالا بردن راندمان ، به رهیترهای 1 و 2 وارد شده و درجه حرارت آن مجددا تا 540 درجه سانتی گراد افزایش می یابد اما فشار آن در 33 اتمسفر ثابت باقی خواهد ماند . بخار خروجی از رهیترها به سمت توربین فشار متوسط و سپس توربین فشار ضعیف هدایت می شود و بخار خروجی از توربین فشار ضعیف که دارای فشار 0.3 اتمسفر و حرارت 60 درجه سانتی گراد است جهت تقطیر به سمت کندانسور هوایی هدایت می شود و از آنجا به تانک کندانسور می ریزد . سپس آب موجود در تانک کندانسور توسط دو الکترو پمپ به نام Condensate Pump به سمت تانک آب تغذیه هدایت می شود و بدین شکل سیکل گردش آب کامل می گردد . تلفات آب در داخل تانک کندانسور و با توجه به سطح آب ، مشخص شده و کمبود آب توسط تانک های رزرو جبران می شود .
توربین
مجموعه توربین ها شامل سه توربین هم محور است . توربین فشار قوی با یک زیر کش، توربین فشار متوسط سه زیر کش و توربین فشار ضعیف دارای یک زیر کش میباشد.
بخار پس از توریبین فشار قوی و پیش از ورود به توربین فشار متوسط در بویلر دوباره گرم میشود . مجموعه توربین ها دارای یک مسیر کنار گذر شامل والوهای بایپاس فشار قوی و فشار ضعیف است که می تواند بخار خروجی بویلر را بدون گذر ار توربین ها مستقیما به کندانسور هوایی هدایت نماید.
سیستم تحریک ، ژنراتور و توربین ها، در یک راستا قرار داشته و همگی بر روی یک میز بتنی، بر پایه های فولادی استوار است. در فاصله میان میز و پایه نیز فنرهای مخصوصی ارزش های دستگاه را دفع میکند.
توربین فشار قوی :
توریبن فشار قوی دارای ساختمانی یا پوسته تکی که شامل پوسته خارجی با قطعه ای برای حمل کننده پره های راهنما و پوسته بالانس پیستون است .
فضای بین پوسته خارجی و حمل کننده پره های راهنما و پوسته خارجی و بالانس پیستون ، تحت فشار خروجی توربین HP است.فشار خروجی توربین HP به وسیله انواع لابیردهای قابل تنظیم بین پوسته خارجی و روتور HP با فشار اتمسفر آب بندی شده است .
پوسته خارجی توربین HP
پوسته خارجی از چدن فولادی با آلیاژی از 0.17% کربن، کرم، مولیبدن و وامادیوم ساخته شده است و به طور افقی در بالای محور توربین به یکدیگر فلانچ شده است ( با استفاده از پیچ و مهره های مخصوصی که طبق دستور محکم می شوند).
هر دو انتهای قسمت بالایی پوسته خارجی با دو تکیه گاه نصب شده است که این تکیه گاهها در روی پدستال یاتاقان تکیه داده شده اند.
محرکها ورودی پوسته توربین عمل می کند و از طریق لوله کشی و تکیه گاه و گوه های نگه دارنده به پدستال یاتاقان منتقل می شوند.
در طی راه اندازی ، تعمیرات درجه حرارت روی حالت عمودی پوسته توربین HP تاثیر ندارد چون تکیه گاهها پوسته را در مرز خط روتور نگه داشته اند.
پوسته توربین HP در قسمت و ورود بخار به توربین در روی پدستال یاتاقان تراست و در طرف خروج بخار در روی یاتاقان جلویی تکیه داده است.
تکیه گاههای عقبی پوسته توربین HP به وسیله گوه های قابل تنظیم روی پدستال یاتاقان تراست نصب شده است . به هنگام زیاد گرم شدن توربین فشار متوسط ، پدستال یاتاقان تراست در روی صفحه پایه می خورد و به طرف کنترل راه انداز می رود تکیه گاههای عقبی یا قطعات مخصوصی نصب شده است که اجازه می دهد سر خوردن روی پدستال یاتاقان انجام می گردد.
دو سر پائین پوسته خارجی HP با دو تکیه گاه نصب شده است که شامل یک وسیله ایمنی برای جلوگیری از بلند شدن پوسته توربین HP نیز هست. در ضمن این تکیه گاهها برای مونتاژ و دمونتاژ پوسته توربین HP نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در طی مونتاژ، قسمت پائینی پوسته توربین HP می تواند به کمک پیچ های تنظیم ، تنظیم شود و روی پدستال یاتاقان های نگه داشته می شود.
در مجموع برای استفاده در طی مونتاژ و دمونتاژ ، سوراخ های رزوه داری در دو طرف انتهای تکیه گاهها تهیه شده است به انضمام یک و میله سر خورنده که به حرکت محوری پوسته در طی مونتاژ اجازه می دهد.
پوسته خارجی در جهت محوری ، به وسیله گوه های عمودی هدایت می شود.
راهنماها در هر دو انتهای قسمت پائینی پوسته خارجی در سطح صاف عمودی محورهای توربین واقع شده اند.
گوه ها که به پدستالهای یاتاقان پیچ شده اند در داخل راهنماها جا داده می شوند تلرانس طولی کافی برای پوسته HP در انبساط نامحدود تهیه شده است.
در قسمت بالائی توربین HP دو اتصال فلانچی برای لوله های ورودی ، یک فلانچ برای نصب آزمایش کننده درجه حرارت ، در جای جوشکاری شده در جعبه های نازل و یک خط متعادل کننده نصب میشود. در مجموع امکاناتی نی برای به ترتیب محکم کردن ترموکوپل ها تهیه شده است .
دو سوراخ برای قرار دادن وزنه های بالانس در روتور توربین HP تهیه شده است. در قسمت پائینی پوسته توربین HP دو اتصال فلانچی برای محفظه های والو دو محل جوشکاری شدده در جعبه های نازل ، یک انتهایی خروجی برای بالانس پیستون، یک انتها برای لوله ریهیت سرد، یک لوله پائینی روی قسمت بطوریکه روی قسمت عقب برای بخار نشتی ، بخار آب بندی و مسیرهای خروجی آب بندی و یک اتصال تخلیه برای محفظه ضربه تهیه شده است.
در مجموع امکانات نیز برای به ترتیب محکم کردن ترموکوپل ها تهیه شده است.
بعلاوه در یک اتصال برای بخار زنده و فشار خروجی فلانچ گرم کن به هر طرف فلانچهای جدا کننده در داخل بخش ورودی تهیه شده است.
سوراخهایی برای پیچهای تنظیم جهت نگه ئاشتن حمل کننده پره های راهنما و پوسته بالانس پیستون در قست مرکز محور تهیه شده است.
حمل کننده پره های راهنمای توربینHP
حمل کننده پره های راهنمای گردش قرینه ای به وسیله چهار تکیهگاه (برای تنظیم ارتفاع نیز هست) به پوسته خارجی توربین HP تکیه داده شده و با انتهای ورودی بخار به وسیله وسایل معلق که در بعضی وقتها به طور محوری نصب می شود آب بندی شده است.
حمل کننده پره های راهنما شامل یک قسمت پایین تر و یک قسمت بالاتر است که به یکدیگر به طور افقی در بالای محور فلانچ میشود (با استفاده از پیچ و مهره های مخصوص که طبق دستور داده شده محکم می شوند).
در هر دو قسمت بالائی و پائینی حمل کننده پره راهنما ، نصب رینگ راهنما به طور معلق نگه داشته شده است و در سطح جداگانه مطمئن شده است.
هدف رینگ راهنما هدایت بخار زنده به مرحله پره هایی عکس العملی است. در قسمت بالائی رینگ راهنما یک سوراخ قرار دارد (برای آزمایش درجه حرارت) .
شکافها در قسمت پره ها به همراهی پره های راهنما می چرخد هر پره راهنما یک رشته قلاب مانند راهنماها در هر قسمت پائینی پوسته در سطح صاف عمودی محورهای توربین واقع شده اند .
گوه ها که به پدستال پیچ شده اند در داخل راهنماها جا داده می شوند تلرانس طولی کافی برای پوسته HP در انبساط نامحدود تهیه شده است.
در قسمت بالائی توربین HP دو اتصال فلانچی برای لوله های ورودی ، یک فلانچ برای نصب آزمایش کننده درجه حرارت ، دو جای جوشکاری شده در جعبه های نازل و یک خط متعادل کننده نصب می شود. درمجموع امکاناتی نیز برای به ترتیب محکم کردن ترموکوپلها تهیه شده است.
دو سوراخ برای قرار دادن وزنه های بالانس در روتور توربین HP تهیه شده است. درقسمت پائینی پوسته توربین HP دو اتصال فلانچی برای محفظه های والو ، دو محل جوشکاری شده در جعبه های نازل یک انتهای خروجی برای بالانس پیستون ، یک انتها برای لوله ریهیت سرد ، یک لوله پائینی ،روی قسمت جلو و یکی رو قسمت عقب برای بخار نشتی، بخار آب بندی و مسیر های خروجی سیل شات و یک اتصال تخلیه برای محفظه ضربه تهیه شده است.
در مجموع امکاناتی نیز برای به ترتیب محکم کردن ترموکوپلها تهیه شده است.
بعلاوه یک اتصال برای بخار زنده خروجی فلانچ گرم ک به هر طرف فلانچهای جدا کننده در داخل بخش ورودی تهیه شده است.
سوراخهایی برای پیچه ای تنظیم جهت نگه داشتن حمل کننده پره های راهنما و پوسته بالانس پیستون در قسمت مرکز محور تهیه شده است .
حمل کننده پره های راهنمای توربین HP
حمل کننده پره های گردش راهنمای گردش قرینه ای به وسیله چهار تکیه گاه ( برای تنظیم ارتفاع نیز هست) به پوسته خارجی توربین HP تکیه داده شده و با انتهای ورودی بخار به وسیله وسایل معلقی که در بعضی وقتها بطور محوری نصب میشود آب بندی شده است .
حمل کننده پره های راهنما شامل یک قسمت پائین تر و یک قسمت بالاتر است که به یکدیگر به طور افقی در بالای محور توربین فلانچ می شود (با استفاده از پیچ و مهره های مخصوص که طبق دستور داده شده محکم می شوند) .
در هر قسمت بالائی و پائینی حمل کننده پره راهنما، نصب رینگ راهنما به طور معلق نگه داشته شده است و در سطح جداگانه مطمئن شده است .
دو رینگ راهنما هدایت بخار زنده به مرحله پره های عکس العملی است. در هر قسمت بالائی رینگ راهنما یک سوراخ قرار دارد .
شکافها در قسمت پره ها به همراه پره های راهنما میچرخد هر پره راهنما یک رشته قلاب مانند تکی دارد و صفحات پوشش در اتصال با نوارهای سیلینگ در داخل روتور آب بندی شده اند و تشکیل یک سیل لایرنتی می دهد.
در مرکز قرار داشتن حمل کننده پره هایی راهنما به وسیله پیچ ها انجام می شود. دو پیچ تنظیم ، در پوسته خارجی معلق هستند.
هر اتصال دهنده در انتهای قسمت پائینی حمل کننده پرههای راهنما ، در یک شیار طولی قرار گرفته است.
روتور توربین HP
روتور HP به طور جامد ساخته شده از نوع شافت توپر است پمپ مکانیکی روغن روغنکاری ، گاورنر سرعت ، جعبه تریپ سوخت باد و پین معروف به گلوله های گریز از مرکز برای تریپ در سرعت بالا ، فنر پیچیده شده کوپل شده برای دنده گرداننده روتور ، محل قرار گرفتن یاتاقان جلو (ژورنال) ، اینها همه در انتهای جلوئی روتور HP قرار گرفته اند .
بالانس پیستون و فلانچ کوپلینگ ، به ترتیب درر انتهای بخار زنده و ستون قرار دارند.
پره های روتور از طرف ریشه داخل شیارهای روی روتور قرار گرفته و سپس با یک گردش 90 درجه محکم می شوند این پره ها در ردیف 1 تا 3 با یک ریشه دوبل و در ردیف های 4 تا 18 با یک ریشه تکی قرار دارند.
بالانس پیستون توربین HP
بالانس پیستون برای جبران حرکت محوری رتور به خاطر عمل کرد فشارهای متناوب سطح های زیر بار قرار گرفته بالانس پیستون قرار دارد.
فشار ضربه اتاق درانتهای پره و فشار خروجی در انتهای سیل شافت یک نیروئی را نتیجه می دهد که یک فشار در مخالفت با جهت جریان بخار روی رتور بکار برده می شود. بدینوسیله تقریبا فشار رتور بالانس می شود.
سیلهای لایرنتی بالانس پیستون شامل ریینگهای چند تکه متحرک در پوسته بالانس پیستون نصب می شود و در خط مرکز رتور تقسیم شده است و با سیلینگهای راه راه دار در داخل رتور آب بندی شده است تنها طرح آب بندی شافت هستند موقعیت مرکزی محور پوسته بالانس پیستون به وسیله پیچ قابل تنظیم ثابت می شودو ارتفاع نیز به وسیله دو گوه تنظیم می شود که به پوسته خارجی تکیه داده است .
توقف فیکس محوری نیز به عنوان یک سیلینگ در اطاق ضربه کمک می کند .
سیلهای شافت توربین
سیل های شافت با رینگ های چند تکه متحرک در محلی مورد استفاده هستند که رتور از میان پوسته خارجی عبور می کند.
سیل های شافت بین پوسته خارجی و رتور قرار گرفته است جایی که رتور ضرورتا پوسته را ترک می کند و آنها دارای بوش آب بندی و رینگهای قطعه ای معلق در بوش آب بندی هستند.
تیغه های لابیرنتی شافت به طور مجزا به بخار نشتی متصل شده اند و همچنین به بخار آب بندی ، سیستمهای خروجی در جهت محور اگر نگاه کنید از طرف داخل به خارج ، همانطوریکه تذکر داده شده است .
ورودیهای توربین HP
چهار ورودی از اتصال بین لوله کشی جریان استاپ والوها و کنترل والوهای ترکیبی و پوسته خارجی توربین HP وجود دارد آنها به پوسه خارجی با استفاده از پیچ و مهره های مخصوص فلانچ شده اند اتصال فلانچی بین ورودیها و پوسته خارجی توربین HP به وسیله درزگیرهای رینگی مخصوص سیل شده است .
مونتاژ پوسته توربین HP
بعد از اینکه قسمت پائینی حمل کننده پره راهنمای معلق، قسمت های پائینی سیل های شافت و قسمت پائینی پوسته بالانس پیستون در داخل قسمت پائینی پوسته توربین HP قرار داده شدند و در مقابل پیچش حفاظت شدند، روتور توربین جا داده می شود.
تلرانس های دستور داده شده و برای بالانس پیستون ، سیلهای شافت کلیدهای حمل کننده باید چک شود.
سپس تمام قسمتهای بالایی (حمل کننده پره راهنما سیل های شافت پوسته بالانس پیستون ) به وسیله پین ها و اتصالات پیچی مخصوصی سوار می شود و به قسمتهای پائینی پیچ می شود. پیاده کردن در دستور معکوس اتاق می افتد.
کنترل والوها و استپ والوها
توربین فشار متوسط دو والو میانی (کنترل والو و استاپ والو ) دارد که در آنها صافی های بخار قرار دارد. یک استپ والو و یک کنترل والو در یک واحد ترکیب شده است .
این دو والو ترکیبی در چپ و راست توربین فشار متوسط قرار گرفته اند. جریان بخار رهیت داغ از میان لوله های رهیت داغ به والوهای ترکیبی می رود. لوله های بخار رهیت داغ به پوسته والو جوشکاری شده است چهار لوله ورودی بخار را به توربین فشار متوسط هدایت می کند.
لوله های ورودی با پوسته توربین فشار متوسط و پوسته والو جوشکاری شده اند. محفظه های والو به طور معلق روی فنداسیون قرار گرفته اند .
هر کدام به وسیله سه تکیه گاه خودشان در یک خط قرار گرفته است و این سه تکیه گاه وزن پوسته والو را تحمل می کند و به علت لولائی بودن محل اتصالات اجازه می دهد که والو در جهات x و y به آزادی حرکت بکند علاوه بر این آنها گرمای انبساط پوسته توربین و مسیرهای اتصال را نیز جذب می کند بنابراین پوسته هایی والو یک قسمت از لوله بخار رهیت داغ نیز به کار می رود.
محرک ها از لوله رهیت داغ روی پوسته های والو ها عمل می کند و از راه تکیه گاه های خودشان به فنداسیون منتقل می شود باقیمانده از راه لوله های ورودی به پوسته توربین به قسمتهای بزرگتر منتقل می شود و سپس از راه تکیه گاههای پوسته به پدستال یاتاقان و از آنجا به فنداسیون انتقال می یابد.
توربین فشار متوسط
توربین فشار متوسط با درجه حرارت زیاد دارای یک ساختمان پوسته تکی است که شامل پوسته خارجی ، در حمل کننده پره های راهنما و پوسته بالانس پیستون است.
فضای بین پوسته خارجی و حمل کننده پره های راهنما بعد از بالانس پیستون تخت فشار خروجی توربین فشار متوسط است=فشار برداشت2 = فشار خروجی بالانس پیستون.
فشار خروجی توربین فشار متوسط به وسیله لابیرنتهای قابل تنظیم با فشار اتمسفر سیل شده است ( فضای بین پوسته خارجی روتور فشار متوسط ) .
پوسته خارجی توربین فشار متوسط
پوسته خارجی از چدن فولادی ساخته شده است و به طور افقی در ارتفاع محور توربین فلانچ شده است (با استفاده از پیچ و مهره های مخصوصی که طبق دستور داده شده محکم میشوند).
قسمت بالائی پوسته به وسیله دو تکیه گاه در هر طرف روی پدستال های یاتاقان نگه داشته می شود.
محرک های روی پوسته فشار متوسط عمل می کنند راه راه تکیه گاهها و گوه های نگهدارنده به پدستالهای یاتاقان منتقل می شوند و به فنداسیون هدایت می گردد.
تغییرات درجه حرارت در طی راه اندازی، در روی موقعیت عمودی پوسته فشار متوسط مربوطه به روتور توربین فشار متوسط تاثیر ندارد چون تکیه گاهها پوسته را به خوبی در مرکز خط روتور نگه داشته اند در طرف ورود بخار ، پوسته توربین فشار متوسط روی پدستال یاتاقان تراست تکیه داده شده و در طرف خروج بخار به پدستال یاتاقان (ما بین توربین فشار متوسط و فشار ضعیف) تکیه داده است.
(هر دو سر پائینی پوسته خارجی با دو تکیه گاه نصب شده است که شامل یک وسیله حفاظتی است که از حرکت پوسته جلوگیری می کند .
(این تکیه گاهها همچنین در طی مونتاژ دمونتاژ مورد استفاده قرار می گیرد).
در طی مونتاژ قسمت پائینی پوسته به کمک پیچهای تنظیم ،تنظیم می شود و باید روی پدستال های یاتاقان نگه داشته شود.
در مجموع انتهای جلویی تکیه گاهها، مانند پوسته برای وصل کردن یک وسیله تغییر مکان به سوراخ های رزوه دار مجهز شده است که به حرکت محوری توربین در طی مونتاژ و دمونتاژ اجازه می دهد. پوسته توربین فشار متوسط در جهت محور به وسیله گوه های عمودی راهنمایی می شود.
جای خارهای گوه ها در هر انتهای قسمت پایینی پوسته فشار متوسط در سطح عمودی محور توربین قرار گرفته است گوه ها به پدستال هایی یاتاقان پیچ شده اند .
قسمت بالائی فشار متوسط داد و فلانچ اتصال لوله های ورودی ،دو فلانچ اتصال برای لوله های سرتاسری بالا ، نصب شده است در روی طرف خارجی پوسته امکاناتی برای محکم کردن تروکوپل ها، دو سوراخ برای اتصال وزنه های بالانس روتور فشار متوسط یک اتصال برای لوله بخار سرد بالانس پیستون تهیه شده است.
قسمت پائینی توربین فشار متوسط با دو اتصال فلانچی برای لوله های ورودی ، یک اتصال فلانچی برای برداشتهای 2 و3 و 4 به ترتیب، و یک خروجی بخار برای بالانس پیستون، یک فلانچ در طرف جلو و یکی در طرف عقب برای بخار آب بندی و مسیرهای خروجی و همچنین یک اتصال تخلیه برای جریان ریزش بالانس پیستون نصب شده است.
در مجموع ترموکوپل ها با امکانات مسدود کننده تهیه شده است بعلاوه یک لوله اتصال برای بخار زنده و بخار خروجی فلانچ گرم کن در هر طرف فلانچ های جدا کننده در داخل بخش ورودی تهیه شده است یک سوراخ برای پیچ تنظیم تهیه شده است که پوسته بالانس پیستون را در موقعیت مرکز محور نگه می دارد.
حمل کننده پره های راهنما (فشار متوسط)
حمل کننده های پره های راهنما (قرینه ایی به طور گردشی) به وسیله تکیه گاههای پوسته خارجی تکیه داده است و طرف فشار بیشتر آب بندی شده است.
حمل کننده پره های راهنمای شماره در پوسته خارجی روی چهار تکیه گاه تکیه داده شده است در صورتیکه حمل کننده پره های راهنما روی دو تکیه گاه تکیه می دهد.
ارتفاع به وسیله صفحه نازک مخصوص تنظیم می شود حمل کننده پره های راهنما شامل یک قسمت بالائی و یک قسمت پائینی است که به طور افقی در ببالای محور توربین به یکدیگر فلانچ شده اند.
با استفاده از پیچ و مهره های مخصوص که طبق دستور داده شده محکم می شوند پره های راهنما داخل شیارهایی که توسط تراشکاری روی روتور ایجاد شده است محکم می شوند.
هر پره راهنما یک ریشه با قلاب تکی دارد و صفحات پوشش با یک برجستگی آزاد با سیلهایی لابیرنتی آب بندی شدهاند و در داخل روتور به شکل یک آب بندی لابیرنتی در گیری شده اند.
بعد از ردیف هشتم شانزدهم و بیست و یکم ، جریانهای بخار را از مسیر برداشتهای 2 و3 و 4 منشعب می شود از مسیر لوله های حلقه و ار و لوله های به پیش گرم تنهای آب بندی هدایت می شود که آنها به پوسته خارجی نصب شده است.
روتور توربین فشار متوسط
روتور توربین فشار متوسط در داخل دارای فضای خالی می بباشد شافت تو خالی از سه قسمت که به یکدیگر جوشکاری شدهاند ساخته شده است.
بالانس پیستون ، محل یاتاقان ترکیبی ژورنال تراست و فلانچ کوپلینگ در انتهای روتور واقع شده اند فلانچ کوپلینگ در انتهای خروجی قرار گرفته است روتور های توربین فشار قوی فشار متوسط و فشار ضعیف به وسیله فلانچ ها دقیقا کوپل می شوند.
پره های داخل شیارهایی که توسط تراشکاری روی روتور ایجاد شده اند محکمی می شوند آنهایی که با پره های راهنما و حمل کننده پره های راهنما درز گیری شده اند (سیلهای دو قطعهای صفحات پوشش در ترکیب با خطوط آب بندی ) تشکیل سیل های لابیرنتی می دهد.
تهیه بخار خنک کن برای روتور توربین فشار متوسط
برای خنک کردن قسمت بالانس پیستون که در ورودی بخار رهیت قرار دارد یک شاخه بخار خنک کن از خروجی پوسته فشار قوی برداشته می شود.
جریانهای بخار خنک کن از راه یک خط اتصال از میان انتها و ورودی بالانس پیستون از راه یک منطقه حلقه ای ریخته گری شده و یک شیار حلقه ای در داخل پوسته بالانس پیستون فشار متوسط به قسمت بالانس پیستون توربین فشار متوسط وارد می شود .
سیلینگ داخلی به وسیله بخش سیلینگ بین بالانس پیستون فشار متوسط و ورودی بالانس پیستون تهیه شده است.
در مسیر اتصال بین پوسته های فشار قوی و فشار متوسط یک وسیله جدا کننده نصب می شود که به وسیله سیستم کنترل به راه می افتد.
بالانس پیستون توربین فشار متوسط
بالانس پیستون توربین فشار متوسط به فشار محوری روتور کمک می کند به خاطر فشار های مختلفی که روی سطوح باردار بالانس پیستون عمل می کند.
فشار بخار رهیت در انتهای پره و فشار خروجی توربین فشار متوسط در انتهای سیل شات = فشار خروجی بالانس پیستون ، یک نیرویی را نتیجه می دهد که یک فشار به کار می رود در جهت مخالف جریان بخار ورودی روتور ، بنابراین فشار روتور تقریبا بالانس می شود.
در طراحی بالانس پیستون توربین فشار متوسط یک رینگ راهنمای ریخته گری تهیه شده است که در بخش ورودی بخار رهیت واقع گردیده است . هدف این رینگ راهنما هدایت کردن بخار رهیت به پره های عکس العملی و حمل کننده پره های راهنمای فشار متوسط است و مانع از جهش مستقیم بخار رهیت در مقابل روتور توربین فشار متوسط می شود.
بعلاوه اولین ردیف پره هایی راهنما و صفحات پوشش در شیار دور داده شده راهنمایی می شوند .
سیل های لابیرنتی بالانس پیستون شامل رینگ های چند تکه متحرک که در پوسته بالانس پیستون نصب می شود. و در مرکز روتور تقسیم شده اند و سیل های راه راه که در روتور آببندی شده اند مانند سیل های شافت دارای یک طرح یکسانی هستند .
موقعیت مرکزی پوسته بالانس پیستون به وسیله پیچ قابل تنظیم مرتب می شود و ارتفاع به وسیله دو گوه که به پوسته خارجی تکیه داده است تنظیم می شود.
توقف محور نیز به عنوان سیلینگ با بخش داخلی بخار رهیت کمک می کند.
سیلهای شافت توربین فشار متوسط
روش بهره برداری و ساختمان سیل های شافت توربین فشار متوسط شبیه سیل های شافت توربین فشار قوی است.
سیل شافت توربین فشار متوسط فقط یک سیستم بخار آب بندی و یک سیستم بخار آب بندی و یک سیستم خروجی دارد اما سیستم بخار نشتی ندارد.
ورودی های فشار متوسط
چهار ورودی از اتصال بین لوله های ورودی جریان بخار از کنترل والو ها و استپ والو های ترکیبی و پوسته فشار متوسط وجود دارد .
آنها به پوسته خارجی با استفاده از پیچ و مهره های مخصوص فلانچ شده اند فلانچ اتصال بین برآمدگی های ورودی و پوسته خارجی فشار متوسط به وسیله واشر های دینگر مخصوص سیل شده است.
مونتاژ پوسته توربین فشار متوسط
بعد از اینکه قسمتهای پائینی حمل کننده پره های راهنما و قسمتها پائینی سیل های شافت در داخل قسمت پائینی پوسته فشار متوسط قرار داده شده و در مقابل پیچش حفاظت شده قسمت پائینی رینگ بالانس پیستون جا داده می شود.
باید به پرداخت اولین ردیف پره های راهنما که در داخل رینگ راهنمای بالانس پیستون نگهداری شده اند توجه بشود که معیوب نشوند.
سپس روتور توربین فشار متوسط جا داده می شود.
تلرانس های دستور داده شده بالانس پیستون سیل های شافت و کلید های عمل کننده باید چک بشود. سپس قسمت بالائی پوسته بالانس پیستون سوار می شود. سپس پین گذاری شود و دقیقا به قسمت پائینی بسته شود.
حالا قسمت های بالائی حمل کننده پره های راهنما و سیلهای شافت مکن است سوار بشود و به قسمت های پائینی بسته شود.
پیاده کردن بر عکس انجام می شود.
توربین فشار ضعیف LP
توربین فشار ضعیف یک ساختمان توپر و جوشکاری شده دارد.
در هر دو قسمت ورودی (طرف کنترل و طرف ژنراتور ) حمل کننده های ریخته گری شده پره های راهنما برای پره های راهنمای ردیف 1 تا 7 (هر دو طرف جریان) به ساختمان پین شده و پیچ شده اند و به قسمت های خروجی پوسته به وسیله یک فلانچ افقی جوشکاری شده اند.
واحد از بخش ورودی و قسمتهای خروجی پوسته ساخته شده است و در سطح افقی محور توربین تقسیم شده است.
یک حمل کننده پره های راهنما در هر قسمت خروجی پوسته نگهداری می شود.
قسمت پائینی توربین فشار ضعیف با ریشه های از پهلو قرار گرفته شده ساختمان جوشکاری شده روی صفحه ای پایه تکیه دارند.
ریشه ها در طرف کنترل به وسیله قالب های نگهدارنده بتونی به فنداسیون فیکس شده است.
به هنگام بهره برداری و استارت توربین و استارت توربین پوسته LP از نقطه فیکس شده به طرف ژنراتور منبسط می گردد. پوسته توربین LP به وسیله گوه های عمودی در جهت محور هدایت می شود.
جای خارها در دو انتهای قسمت تحتانی پوسته توربین در سطح عمودی نسبت به محور توربین، فیکس شده اند. گوه هایی که در پدستال یاتاقان و پوشش یاتاقان ژنراتور قرار گرفته شده است در داخل جایی خارها جفت شده اند.
فاصله کافی در دو جهت آکسیال و رادیال تهیه شده است که اجازه یک انبساط آزاد را به پوسته می دهد. قسمت فوقانی پوسته فشار ضعیف با فلانچ ورودی برای لوله های سرتاسری بالا، یک منهول، صفحه قابل انفجار و دو سوراخ برای وصل کردن وزنههای بالانس به روتور ساخته شده است.
بعلاوه قسمت های فوقانی پوسته های خروج بخار شامل اتصالات فلانچی و لوله هایی برای پاشش آب است. پاشش آب برای جلوگیری از افزایش بیش از حد حرارت پوسته توربین LP در موقع استارت (راه اندازی)، بهره برداری بدون بار و بهره برداری بار کم است .
نازلهایی در داخل لوله های پاشنده آب روی قسمت خروجی جوش خورده اند..
قسمت پائینی پوسته LP یک اتصال تخلیه برای بخش ورودی ، دو اتصال برای لوله های برداشت یک و دو فلانچ برای بخار خروجی ساخته شده است .
جعبه های ترمینالی والو های خلاء شکن در انتهای جلویی قسمت تحتانی در طرف ژنراتور نصب شده است.
انتهای جلویی هر دو قسمت های پائینی با صفحات اتصال اندازه گیری برای اندازه گیریهای مختلف نصب شده است.
فلانچهای خروج بخار به شلواری کندانسور جوش خورده اند.
پره های راهنمای داخل شیارهایی که توسط تراشکاری روی حمل کننده پره های راهنمای ریخته گری شده ایجاد شده است محکم می شوند .
هر پره راهنما یک ریشه از نوع قلاب کمکی و پلیتهای پوششی دارد. پلیت های پوششی دراتصال با نوارهای سیلینگ در داخل روتور آب بندی شده اند و تشکیل یک سیل لابیرنتی میدهند.
بعد از هر 7 ردیف پره دو جریانی، قسمت جریان بخار از مسیر خطوط برداشت 1 منشعب و به پیش گرم کنهای آب تغذیه تحویل داده می شود.
فشار خروجی به وسیله سیل های شافت نسبت به فشار اتمسفر آب بندی شده است که در بین پوسته LP و روتور LP قرار داده شده است.
حمل کننده پره های راهنما
جمل کننده پره های راهنما به طریق گردشی قرینه ای به وسیله تکیه گاه به پوسته توربین LP تکیه داده است و هر کدام نیز برای ارتفاع به کار می رود.
حمل کننده پره های راهنما به طریق گردشی قرینه ای به وسیله دو تکیه گاه به پوسته توربین LP تکیه داده است و هر کدام نیز برای تنظیم ارتفاع به کار می رود.
حمل کننده پره های راهنما به طور معلق با طرف فشار زیادتر سیل شده است گه ضمنا به طور محور فیکس می شوند .
حمل کننده پره های راهنما شامل یک قسمت تحتانی و یک قسمت فوقانی است که به ور افقی در بالای محور توربین به یکدیگر فلانچ شده اند .
پره های راهنما در داخل شکافها چرخانیده می شوند و هر پره راهنما یک ریشه قلاب مانند تکی و صفحه ای پوششی دارد. صفحه های پوشش در اتصال با نوارهای سیل کننده، در داخل روتور درز گرفته شده اند و تشکیل یک سیل لابیرنتی را می دهد.
موقعیت مرکز بودن حمل کننده پره های راهنما به وسیله پیچ های راهنما تنظیم می شود.
پیچ های راهنمای تنظیم در پوسته توربین LP فیکس شدهاند.
روتور توربین فشار ضعیف
روتور توربین فشار ضعیف ، یک نوع شافت توپر است، فلانچ کوپلینگ و محل یاتاقان ژورنال در انتهای ژنراتور قرار گرفته است.
روتور توربین LP با روتور توربین فشار متوسط و روتور ژنراتور کوپل می شود.
پره های روتور در هر طرف جریان به شیارهای دور داده شده در ردیف های 1 تا 9 با یک ریشه تکی و در ردیف 10 با یک ریشه چند تایی تکیه داده اند.
دو طرف آزاد چرخیده شده صفحات پوشش در ردیفهای 1 تا 7 (هر دو طرف جریان ) در حمل کننده پره های راهنما با یکدیگر به وسیله نوارهای آب بندی درز گیری شده و تشکیل سیل های لابیرنتی را می دهد. پره های ردیف های 8 تا 10 ( هر دو طرف جریان) در لبه داخلی نوکشان نیز شده اند.
آب بندی شافت LP
روش راه اندازی و ساختمان سیل های شافت LP شبیه سیلهای شافت فشار قوی است .
به هر حال سیلهای شافت LP نوارهای درزگیری شده آب بندی ندارند (در روی روتور).
بعلاوه هر سیل شافت LPفقط دو تسمه حلقه ای دارد.
حلقه داخلی ( در جهت محور به آن نگاه کنید) به سیستم بخار آب بندی متصل شده است و حلقه بیرونی به سیستم خروجی شده است.
ژنراتور
ژنراتور وسیله ای است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و بر اساس قانون فارادی کار می کند . ( بر اساس قانون فارادی اگر سیمی را درون میدان مغناطیسی به نحوی حرکت دهیم که خطوط شار ار قطع کند در سیم ولتاژ القاء می شود ) .
در نیروگاه ها سیم ثابت است و میدان می چرخد ( میدان مغناطیسی دوار یا گردان ) .
ژنراتور از دو قسمت اساسی تشکیل شده است :
استاتور ( ثابت )
روتور ( قسمت دوار )
لازم به ذکر است که اگر عامل چرخش روتور ژنراتور بخار یا گاز باشد آن را توربوژنراتور و اگر آب باشد آن را هیدروژنراتور می گویند .
ضرورتا تمامی قدرت الکتریکی مورد استفاده در جهان ، به وسیله ژنراتور های سنکرون تولید می شود . بنابراین می توان این افزار را یکی از مهمترین اجزای سیستمهای قدرت الکتریکی ، به شمار آورد . از آنجا که ماشین سنکرون یا آلترناتور نقش عمده ای در کارکرد و مهم تر از آن در کنترل سیستم قدرت دارد ، به جاست که در ابتدا ،ویژگی های آن را به خوبی بشناسیم .
ژنراتور سنکرون دو قطبی ممکن است دو یا چهار قطب دارد ، هنگامی بکار می رود که محرک اولیه یک توربین بخار با سرعت زیاد باشد و رایج ترین شکل تولید برق در اغلب کشورهای صنعتی است . روتور ژنراتور و توربین که خود به طبقت متعدد تقسیم می شوند ، بطور افقی و همراستا به یکدیگر متصل شدهاند و به منظور کاهش نیروهای گریز از مرکز ، روتور استوانه ای دارای قطر کوچک ولی طول محوری بزرگ است .
در یک ژنراتور p قطبی ، روتور شامل p گروه شیار است که در آنها هادیهای سیم پیچی میدان قرار دارند . سیم پیچی میدان از یک منبع dc قابل کنترل تغذیه می شود (اکسایتر) ، جهت جریان در تمام هادی های یک گروه یکسان است و در نتیجه ، mmf برآیندی در پیرامون روتور بوجود خواهد آورد که آن هم سبب ایجاد p قطب مغناطیسی در روتور می شود . محور مغناطیسی سیم پیچی میدان روتور اصطلاحا (محور طولی) یا (محور d) و محور عمود بر آن را (محور عرضی) یا (محور q) می نامند.
سیم پیچی های استاتور یا آرمیچر ، در شیارهای هم فاصله که در سطح داخلی استاتور واقع شده اند قرار می گیرند . آرمیچر به سه سیم پیچی فاز یکسان تقسیم می شود . این سیم پیچی ها درون 3 P گروه شار که هر گروه 120/P درجه از سطح استاتور را اشغال می کنند . قرار گرفته اند . بنابراین در ماشین دو قطبی جمعا شش گروه شیار وجود خواهد داشت که هر یک 60 درجه را به خود اختصاص دادهاند. سه سیم پیچی همسان فازها طوری به یکدیگر متصل شده اند که یک (نقطه خنثی) در ژنراتور تشکیل شود که این نقطه معمولا زمین می شود.
اگر ملزم به استفاده محرک های کم سرعت مانند توربین های آبی باشیم ، آنگاه تعداد قطب های زیاد تری مورد نیاز خواهد بود . در این حالت معمولا روتور با قطب های برجسته طراحی می شود و سیم پیچی های میدان به صورت کلاف هایی ، قطب های روتور را در میان می گیرند. به استثنای موقعی که ارتفاع بسیار زیاد باشد . سرعت روتور توربین کم است و در نتیجه قطر آنها بزرگ و طول محوری آنها نسبتا کوچک انتخاب می شود. مجموعه توربین آبی و ژنراتور به صورت عمودی قرار گرفته و ژنراتور بالای توربین سوار می شود.
علاوه بر سیم پیچی های میدان و ارمیچر که در بالا گفته شد، تمام ماشین های سنکرون مجهز به سیم پیچی های میرا کننده در روتور هستند. این سیم پیچی ها در دو انتها مانند سیم پیچی های موتور القایی (قفس سنجابی) اتصال کوتاه شده اند . در یک ماشین قطب برجسته های مزبور در شیار هایی که به موازات محور در کفشک قطبها ایجاد شدهاند جای میگیرند . سیم پیچی های میرا کننده تحت شرایط عادی و متعادل بلا استفاده اند ولی در طی حالات گذرا به طور خود کار وارد عمل می شوند.
شار مغناطیسی در روتور تحت شرایط عادی ثابت است ولی در استاتور با زمان تغییر می کند . بنابراین بدنه روتور یکپارچه و بدنه استاتور به منظور کاهش تلفات آهن و همچنین از بین بردن جریان های گردابی که منجر به تلفات فوکو می شود ، از ورقه های نازک ساخته می شود . هسته یکپارچه روتور ، مسیر جریان مغناطیسی است که تحت شرایط گذرا ، خود به عنوان یک سیم پیچی میرا کننده ، عمل می کند.
بررسی ژنراتور های نیروگاه طوس
مشخصات کلی:
ژنراتور های نیروگاه دو قطبی و از نوع روتور سیلندری می باشد که با دور سنکرون 3000 rpm توسط توربین های HP, IP , LP کوپل شده است .
ولتاژ خروجی این ژنراتور ها ، سه فاز و دارای ولتاژ 11.5 کیلو ولت خط به خط می باشد . قدرت هر کدام 150 مگاوات و جریان خروجی آن 9413 آمپر بوده و راندمان آن در بار کامل 98.5% می باشد .
جریان تحریک مورد نیاز جهت تولیید میدان مغناطیسی در بار کامل 2575 آمپر بوده که وسط دیود های گردان تامین می شود.
عایق روی سیم پیچ ها نیز میکادور و داری کلاس عایقی F میباشد
طول ژنراتور 9850 میلیمتر، قطر داخلی ماشین 1000 میلیمتر و طول فاصله هوایی 85 میلیمتر است ، وزن روتور 33.5 تن و وزن ژنراتور 200 تن می باشد.
روتور
شافت یا بدنه روتور ، حامل سیم پیچ تحریک و تمام قسمت های مکانیکی مورد نیاز تغذیه جریان تحریک می باشد . روتور به صورت یک تکه و یکپارچه و از آلیاژ فولاد با کیفیت بالا ساخته شده است .کیفیت بدنه روتور بر طبق جدیدترین روشها، تست شده که این تست ها عبارتند از: تست های مکانیکی، متالوژی، شیمیایی و مغناطیسی. همچنین در زمان ساخت نیز تست های آنالیز مواد و آلتراسونیک بر روی روتور انجام شده است.
در قسمت انتهای شافت روتور ، در سمت توربین ، به منظور انتقال گشت آور به روتور ژنراتور ، کوپلینگی طراحی شده است. در این قسمت جایگاه هایی برای یاتاقان ، روغن آب بندی و فن ، در نظر گرفته شده است . علاوه بر موارد فوق ، در سمت تحریک نیز یک کوپلینگ به منظور اتصال به سیستم تحریک در نظر گرفته شده است و همچنین به منظور انتقال جریان تحریک از دیود های گردان به سیم پیچ قطب های روتور اصلی روتور اصلی ، در مرکز روتور سوراخی تعبیه شده است .
شیار های کم عمق عرضی در ناحیه قطب ها ، وظیفه نگه داری سیم پیچ های میرا کننده را بطور یکنواخت در سراسر بدنه روتور تعبیه روتورر تعبیه شده اند به عهده دارند . معمولا یک سوم سطح هر قطب روتور را بدون شیار و سیم بندی رها کرده و دو سوم آن را سیم بندی می کنند و بدین ترتیب شکل m mf حاصله را به سینوسی نزدیک می کنند.
جهت مهار نمودن نیروهای گریز از مرکز نمودن نیروهای گریز از مرکز وارده بر سم پیچ های انتهایی روتور ، از کپ ها یا در پوش های خاصی که در طرفین روتور نصب شده اند ، استفاده شده است . علاوه بر این توسط فیکس کننده یا ساپورت های مخصوصی، از جابجایی و حرکت محوری و همچنین باز شدن سیم پیچ های روتور جلوگیری به عمل میآید.
به واسطه وجود دو ناحیه خنثی و ناحیه قطب ها در روتور و همچنین بالانس نبودن وزن روتور ، لرزشهای مکانیکی ایجاد شده در هنگام بهره برداری، باعث عدم تعدل در نقاط مختلف روتور می گردد . که این عدم تعادل حتی ممکن است باعث ایجاد خمش در روتور شود. لذا برای بالانس نمودن روتور جلوگیریی از لرزشهای بوجود آمده، در ناحیه قطب ها ، شیار های عرضی بر روی روتور ایجاد شده است که با قرار دادن میله هایی در این شیارها ، وزن روتور متعادل شده و از ایجاد لرزش جلوگیری می گردد.
پس از ساخته شدن روتور تست بالانس بر روی روتور در سرعت های مختلف انجام می گیرد ، که این تست در 120% دور نامی به مدت دو دقیقه انجام می شود .
سیم پیچ روتور
سیم پیچ روتور یا سیم پیچ تحریک ژنراتور از تعدادی حلقه سری شده با هم ، تشکیل شده که هر یک از حلقه ها در داخل شیارهای طولی که در روی بدنه روتور و قرینه نسبت به یک قطب هستند، جا داده شده است. سیم پیچ های هر شیار با شیار قرینهاش ، تعدادی حلقه سری شده با هم را تشکیل می دهند که این حلقه با حلقه های قبل و بعد از خود، نی سری شده است به نحوی که این سیم پیچ ها سبب بوجود آمدن دو قطب مغناطیسی در روتور می گردند . و همچنین مثبت و منفی جریان تحریک به ابتدا و انتهای این سیم پیچ متصل می شود.
سیم پیچ های روتور و همچنین سیم پیچ های میرا کننده از آلیاژ نقره مس ساخته شده اند که مس بکار برده شده ، الکترولیز شده است و نقره آمیخته به آن ،استحکام بیشتری به هادی بخشیده و از تاثیر فشارهای حرارتی جلوگیری می کند . به گونه ای که سیم پیچ ها در درجه حرارت بالاتر مقاوم بوده و تغییر شکل نخواهند یافت .
جریان مورد نیاز برای تحریک ژنراتور از اسلیپ رینگ ها تغذیه شده و از طریق باس بار ها و پین های اتصال ، به سیم پیچ روتور هدایت میشود. سیم پیچ های روتور از نوع هادی های مخصوص تو خالی میباشند که گاز خنک کن در جهت محوری و به طور مستقیم از میان آنها عبور می نمایند . در بخش مرکزی روتور ، هادی های تو خالی تغییر فرم داده و به شکل هادی های محکم و تو پر و با سطح مقطع یکسان تبدیل میشوند. در بخش مرکزی بدنه روتور ، روتور دارای سوراخ هایی است که به طور عمقی در روی بدنه روتور طراحی شده اند و از طریق همین سوراخها ، گاز خنک کن قادر است از داخل هادی های تو خالی که در داخل شیار ها قرار گرفته اند ، خارج و به فاصله هوایی بین روتور و استاتور وارد شود .
هادی های تو خالی نسبت به یکدیگر به دیواره و کف شیار ها و همچنین از طرف بیرونی ، نسبت به سیم پیچ میرا کننده ، عایق میباشند. در دو انتهای بیرونی بخش فعال روتور ، هادی ها از شیار ها خارج و در حالی که نسبت به هم و نسبت به سطوح بیرونی روتور به وسیله عایقها تفکیک و ایزوله می باشند. به یکدیگر جوش داده شده اند . در ناحیه سر سیم پیچ ها، هادی ها تو خالی نیستند ، بلکه به منظور اتصال و جوشکاری هادی ها به یکدیگر ، هادی ها فرم داده شده اند.
عایق کاری سیم پیچ هایی روتور به گونه ای است که مواد عایقی به کار برده شده ، باید بتوانند نیروهای فشار دهنده و همچنین لغزش احتمالی هادی ها را که در اثر انبساط بوجود می آید در دمای بالا تحمل نمایند. در ژنراتور، مواد عایقی استفاده شده بین هادی های روتور ، از نوارهای پارچه ای شیشه دار تشکیل شده که بوسیله چسب های مخصوص به هادی ها چسبانده می شود.
به منظور جذب جریان معکوس ناشی از بار نا متقارن و به منظور خنثی سازی امواج هارمونیکی، روتور به سیم پیچ میرا کننده (damper winding ) مجهز شده است سیم پیچ میرا کننده ، جریان های میرا شده را به رینگ های نگه دارنده هدایت کرده و بدین ترتیب از افزایش غیر مجاز حرارت جلوگیری می نماید.
سیم پیچ میرا کننده در قسمت خارجی شیارهای روتور و در روی سیم پیچ روتور قرار گرفته و بوسیله عایق از سیم پیچ روتور جدا شده است . البته در ناحیه قطب ها ، شیارهای کم عمق جدا گانه مخصوص به منظور قرار گرفتن سیم پیج میرا کننده تعبیه شده است.
سیم پیچ میرا کننده شامل میله های تخت جدا از هم می باشد که مانند هادی های توخالی ، در بخش مرکزی روتور قطع شده و تغییر فرم می دهد و بدین طریق گاز خنک کن قادر به خروج به صورت شعاعی به داخل فاصله هوایی بین روتور و استاتور می باشد . این میله ها پس از خروج از شیار ها در یک زاویه خم شده و با یکدیگر تماس دارند و بصورت یک رینگ اتصال کوتاه، به ریتینگ رینگ متصل می باشند.
به منظور اجتناب و جلوگیری از صدمات ناشی از نیروهای گریز از مرکز وارده به هادی ها و جلوگیری از هر گونه حرکت هادی ها و همچنین جلوگیری از لقی و حفاظت هادی ها در مقابل وزن آنها ،از گوه های (wedges ) مخصوصی استفاده شده است . این گوه ها از نظر مکانیکی دارای استحکام بالایی بوده و از نظر هدایت الکتریکی ، دارای رسانایی خوبی می باشند. این گوه ها در داخل شیار ها جا داده شده و هادی ها را محکم نگه می دارند . لازم به ذکر است که در ناحیه قطب ، جنس گوه ها از فولاد فرو مغناطیس بوده و در ناحیه سیم پیچ ها از فولاد پارامغناطیس می باشد . در مرکز بدنه روتور ، گوه ها به گونه ای قرار داده شده اند که در این نقاط ، گاز خنک کن به صورت محوری از میان هادی های تو خالی خارج گردیده و از طریق سوراخ جانبی هر گوه و شیار ، به طرف فاصله هوایی بین روتور و استاتور هدایت می گردد.
رینگ های نگه دارنده (Retaitning Rings)
نیروهای گریز از مرکز وارده بر سیم پیچ های روتور و همچنین نیروی محوری بوجود آمده توسط انبساط حرارتی سیم پیچ ها ، سبب باز شدن و جابجائی محوری سیم پیچ ها می گردد . به منظور خنثی نمودن نیروهای فوق در طرفین روتور از کپ هایی (در پوش هایی) که به آن ها ریتینگ رینگ گفته می شود، استفاده می شود.
به منظور مقابله با تلفات در قسمت سیم پیچ های انتهایی، ریتینگ رینگ ها از فولاد پارا مغناطیس ساخته می شوند . که مقاومت گسیختگی آنها بین 70 تا 100 کیلوگرم نیرو بر میلیمتر مربع است .
از نظر مکانیکی ، رینگ های نگهدارنده باید بتوانند کششهای بسیار قوی را تحمل نمایند . زیرا صرف نظر از وزن رینگها، فشار حاصله از نیروهای گریز از مرکز بوجود آمده برای سیم بندی در حین گردش روتور ، بر این رینگ ها وارد می شود. بنابراین، رینگ های نگه دارنده به گونه ای طراحی شده اند که قادر به خنثی نمودن تمام نیروها و فشار های محوری، خمشی و برشی در تمام جهات بوده و حفاظت از سیم پیچ های انتهای روتور را به نحو ایده آلی انجام دهند.
جنس این رینگ ها به گونه ای است که در یک دستگاه مخصوص و با نیرو و فشار زیاد و در دمای پایین کشیده شده است و حاصل اینکار ایجاد یک ساختمان یکنواخت و یک فرم و همچنین استحکام زیاد است .
رینگ های نگه دارنده ، تحت آزمایشات زیادی قرار می گیرند مانند: تست های تنش ، آلتراسونیک و غیره . ساختار این مواد نیز تحت آزمایشات مایکروگرافی قرار می گیرد.این رینگ ها شامل دو قسمت تاپ کپ و رینگ کپ می باشند .
ترانسفورماتور
در سیستمهای قدرت ، افزایش ظرفیت انتقال توان و کاهش موثر تلفات انتقال ،مستلزم افزایش ولتاژ انتقال می باشد . در عمل تولید ولتاژهایی با دامنه چند صد کیلو ولت در ژنراتور ، دامنه ولتاژ تولیدی را در 25 کیلو ولت محدود می کند . اما برای رسیدن به قابلیت انتقال مورد نیاز ، باید از ولتاژ های انتقال استفاده کنیم و در اینجاست که اهمیت ترانسفورماتور های قدرت آشکار می شود.
افزون بر این ، ترانسفورماتور همچنین حایلی ژنراتور گران قیمت را از خطوط هوایی که همواره در معرض اضافه ولتاژ قرار دارند، جدا میسازد .
اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از صاعقه به صورت امواج سیار در طول خطوط انتقال می یابند . این اضافه ولتاژها دارای اوج زیاد و پیشانی تند هستند و سرعتشان اندکی کمتر از سرعت نور است. هنگامی که این امواج در ترمینال های ترانس منعکس می شوند ، ولتاژهایی با دامنه بالا تولید می شود که عایق های ترانس منعکس می شوند، ولتاژهایی با دامنه بالا تولید می شودکه عایق های ترانس را تحت تنش قرار خواهد داد. و عایق بندی سیم پیچ های ترانس که همواره در معرض خطرمواجهه با این قرار دارند ، ارزانتر و ساده تر از سیم پیچی های ژنراتور است .
ترانسفورماتور های قدرت از نظرتوان نامی محدوده وسیعی را در بر می گیرند که از ترانسهای توزیع با مقدار نامی چند کیلو آمپر شروع شده و به ترانس های بزرگ انتقال با مقدار نامی سه فاز بیش از 100 مگا ولت آمپر ختم می شوند.
ترانسفورماتورهای موجود در نیروگاه طوس راکه به صورت زیر طبقه بندی می شوند بررسی می کنیم:
ترانس های ژنراتور،
ترانس های استیشن(ایستگاه)،
ترانس های مصرف داخلی،
ترانس های توزیع داخلی.
اما قبل از توضیح ، توضیح مختصری در مورد ساختمان ترانسهای قدرت بیان می کنیم.
مشخصه های ساختمان ترانسفورماتور های قدرت:
در مقایسه با ژنراتور ، ترانسفورماتور به عنوان یک افزار ایستا، نه تنها از طرح ساده تری برخوردار است ، بلکه دارای پیچیدگی کمتری، در رفتار و تئوری نیز می باشد . قلب ترانس ، هسته مغناطیسی آن است که شار ac را هدایت می کند. به منظور کاستن از تلفات هیسترزیس و جریان فوکو ، هسته از ورقه های آهنی سیلیکون دار سرد نورد شده و با ضخامت تقریبی 0.3 میلیمتر ساخته می شود.
سیم پیچ ها معمولا از سیم های مسی عایق بندی شده ساخته می شوند که به صورت پیچک دور ساق هسته قرار می گیرند . سیم پیچ های فشار ضعیف (L.V) نزدیک به هسته و سیم پیچ های فشار قوی (H.V) روی آن قرار گرفته اند و در صورتی که سیم پیچ های فشار میانی (I.V) هم یکبار رفته باشند ،بین دو سیم پیچی مزبور قرار می گیرند.
مجموعه هسته و سیم پیچی ها در داخل یک محفظه فولادی پر روغن قرار می گیرند. روغن ترانس در آن واحد سه عمل را انجام می دهد. اولین وظیفه روغن افزودن به خاصیت عایقی سیم پیچی هاست. دوم اینکه به هدایت حرارت از هسته و سیم پیچی ها به مبدل های حرارتی خارجی کمک می کند.که گردش روغن می تواند به صورت اجباری یا طبیعی صورت گیرد. سومین وظیفه روغن کمک به میرا کردن نویز حاصل از ارتعاشات هسته است.
ترانس ژنراتور
ترانس ژنراتور دارای اتصال و گروه برداری Ydl است که سمت مثلث آن به ولتاژ خروجی ژنراتور یعنی 11.5 کیلو ولت و سمت ستاره آن با ولتاژ 132 کیلو ولت به شبکه سراسری وصل می باشد . قدرت ترانس 176 مگا ولت آمپر و حداکثر ولتاژ آن 143 کیلو ولت با تلرانس 13+% و 23-% است. و ولتاژ اتصال کوتاه ترانس برابر ولتاژ نامی است.
از آنجائیکه جریان خروجی ژنراتور زیاد و ولتاژ خروجی آن کم است ، لذا اولیه با اتصال مثلث بسته شده است تا هزینه های عایق بندی ترانس کمتر شود . همچنین هارمونی سوم جریان خروجی ژنراتور در این اتصال به دام افتاده و بنابراین ولتاژ سمت 132 کیلو ولت از هارمونی سوم میرا خواهد بود .هارمونی های پنجم و هفتم نیز توسط طراحی سییم پیچ و با استفاده از گام سیم بندی در ترانس حذف می شوند.
برای خنک کردن سیم پیچ و هسته و همچنین عایق بندی تجهیزات ترانس از روغن مخصوصی استفاده شده است . و فضای لازم برای انبساط و انقباض روغن توسط تانک ذخیره روغن که در بالای ترانس نصب شده ، فراهم میگردد. از طرف دیگر چون رسیدن رطوبت به روغن باعث کاهش ضریب عایقی روغن می شود، در مسیر تنفس ترانس سیلیکاژل تعبیه شده تا هوایی بدون رطوبت و گرد و غبار با روغن پیدا کند.
هنگامیکه روغن حرارت سیم پیچ را به خود گرفت و گرم شد ،توسط دو پمپ سیر کوله روغن که در دو طرف ترانس نصب شدهاند ،به درون رادیاتور های دو طرف پمپ می شود. از طرف دیگر در روی هر رادیاتور سه موتور سه فاز نصب شده که هوای سرد محیط را به پره های رادیاتور می زند. روغن با عبور از رادیاتور های دو گانه سرد شده و دوباره به داخل ترانس بر می گردد، اگر چنانچه در ضمن کار هر کدم از موتورهای خنک کن و یا موتور پمپ های سیر کوله روغن دچار نقص شوند یک سیگنال نقص در اتاق فرمان ظاهر خواهد شد.
درجه حرارت روغن به وسیله دستگاه Winding Ternprature کنترل می شود. به محض وصل شدن بریکر 132 کیلو ولت ترانس به شبکه، یک گروه فن وارد مدار می شود و به درجه حرارت محیط و روغن بستگی ندارد ولی گروه دوم فن ها از درجه حرارت فرمان می گیرند .اگر حرارت روغن به 50 درجه سانتیگراد برسد گروه دوم فن ها وارد مدار شده و روغن را خنک می کند. اگر حرارت روغن پایین بیاید و به 40 درجه سانتیگراد برسد این فن ها از مدار خارج می شوند. اگر روند افزایش دما ادامه داشته باشد و حرارت روغن به 95 درجه سانتیگراد برسد آلارم درجه حرارت روغن ظاهر می شود و چنانچه نسبت به کاهش بار اقدام نشود و درجه حرارت به 105 درجه سانتیگراد برسد تریپ ترانس ژنراتور را خواهیم داشت.
سیستم کنترل درجه حرارت سیم پیچ ها بدین صورت است که یک سنسور در داخل روغن ترانس نصب شده که با توجه به حرارت روغن گاز داخل لوله منبسط شده و به دیافراگم پشت عقربه نشان دهنده فشار وارد می کند. از طرف دیگر یک Ct در روی فاز وسط،هم در طرف فشار ضعیف و هم در طرف فشار قوی نصب شده است که جریان ثانویه آن تابعی از جریان ترانس است . ثانویه این Ct را به داخل دستگاه نشان دهنده درجه حرارت آورده و از یک المان حرارتی عبور می دهند و گرمای ناشی از عبور جریان ثانویه Ct به کمک گرمای ناشی از حرارت روغن آمده و مقدار انحراف دیافراگم دستگاه را بیشتر می کند. لذا حرارت سیم پیچ به صورت غیر واقعی سنجیده می شود و متاثر از درجه حرارت سیم پیچ هم در سمت فشار قوی و هم در سمت فشار ضعیف است.
تپ ترانس از نوع On Load Tap می باشد تا بتوانیم در حال بهره برداری ولتاژ خروجی ترانس را که همان ولتاژ شبکه است تنظیم نمائیم. تپ ترانس در سمت فشار قوی که دارای جریان کمتری نسبت به سمت فشار ضعیف است ، قرار دارد تا در هنگام تغییر تپ ، جرقه کمتری تولید شود. البته قابل ذکر است که طراحی تپ چنجر این ترانس بدین صورت است که در هنگام تغییر تپ ، کنتاکت ها کاملا قطع نمی شود بلکه در لحظه ای که کنتاکت از محل خود بلند می شود تا در روی کنتاکت دیگری قرار بگیرد ، جریان از طریق مقاومت مخصوصی که به همین منظور طراحی شده ، عبور می کند تا قطعی جریان و تولید جرقه به حداقل برسد.
به علت اینکه تپ ترانس دائما در حال تغییر است ،داشتن جرقه امری اجتناب ناپذیر خواهد بود که این امر باعث کربنیزه شدن روغن میگردد. حجم روغن تانک اصلی حدود 3200 لیتر می باشد که به خاطر جلوگیری از مخلوط شدن روغن تپ چنجر تانک اصلی ، تپ چنجر و متعلقات آن در داخل تانک کوچکی که از تانک اصلی جدا شده ، قرار دارند تا روغن تانک ها با یکدیگر مخلوط نشود . برای انبساط و انقباض روغن تپ چنجر نیز یک تانک ذخیره روغن در کنار تانک ذخیره اصلی ،قرار داده شده است .
ترانس ژنراتور به علت اهمیت بسیار زیاد که دارد مجهز به سیستمهای حفاظتی مختلفی است که این سیستم ها عبارتند از:
الف) سیستمهای محافظ الکتریکی:
کنترل کننده در جه حرارت سیم پیچ روغن ترانس .
کنترل کننده ولتاژ کابین محلی ترانس
کنترل کننده صحت کارکرد موتورهای خنک کن
کنترل کننده صحت کارکرد موتورهای سیر کوله روغن
بوشینگ های برقگیر
برقگیر میله ای
رله Restricted earth fault
رله Stand by earth fault
ب) سیستمهای محافظ مکانیکی
1. رله بوخهلتس
2. رله محافظ تپ چنجر
3. فشار شکن روغن
سیستم سوخت رسانی
سوخت اصلی نیروگاه طوس گاز طبیعی می باشد که از منابع گاز سرخس تامین می گردد و سوخت کمکی نیروگاه ، مازوت و گازوئیل است که در مخازن نگهداری می شود.
برای تبدیل سوخت از گاز به مازوت ، ابتدا مشعل ها بوسیله گازوئیل تغذیه می شود، سپس گازوئیل به مازوت تبدیل می شود و زمانی که دوباره می خواهند سوخت را از مازوت به گاز تبدیل کنند ابتدا از گازوئیل استفاده کرده و سپس گاز طبیعی را به مشعل ها تزریق میکنند. استفاده از گازوئیل در فرایند تبدیل سوخت ، تمیز کردن مسیرهای آغشته به مازوت بوسیله گازوئیل می باشد .
مراحل سوخت رسانی نیروگاه دارای قسمت های مختلفی است که در این جا به معرفی آن می پردازیم.
گاز
از ایستگاه کاهنده فشار با میزان ماکزیمم دبی 178000 متر مکعب وارد نیروگاه شده که جهت تامین سوخت بویلرهای اصلی و بویلر کمکی تاممینن می شود . بیشترین جریان سوخت گاز بویلر کمکی 4600 متر مکعب و بیشترین جریان سوخت گاز بویلر اصلی 42500 متر مکعب است . این گاز دارای فشار 15.5 اتمسفر مربع و درجه حرارت 15 درجه سانتیگراد می باشد .
مایع
مراحل سوخت رسانی برای گازوئیل و مازوت دارای قسمت های زیر می باشد .
الف) واحد تخلیه سوخت :
واحد تخلیه سوخت در قسمت سوخت مازوت دارای 7 واحد تخلیه است که در هر واحد 4 جایگاه تخلیه سوخت وجود دارد . و برای تخلیه سوخت گازوئیل نیز یک واحد تخلیه همزمان 28 تانکر سوخت مازوت و 4 تانکر سوخت گازوئیل را دارا می باشد . سیستم تخلیه سوخت نیروگاه مجهز به مسیر بخار برای گرم کردن سوخت و جلوگیری از یخ زدن آن در فسل زمستان است که این بخار توسط بویلر کمکی تامین می شود .
ب) ایستگاه فیلتراسیون :
این ایستگاه برای فیلتر کردن سوخت مازوت 2 واحد است که در هر واحد یک فیلتر آماده به کار و یک فیلتر رزرو می باشد و برای فیلتر کردن سوخت گازوئیل نیز یک واحد با دو فیلتر در نظر گرفته شده که یکی از فیلتر ها رزرو می باشد .
ج) ایستگاه پمپاژ تخلیه سوخت :
این استگاه برای پمپ کردن سوخت به داخل مخازن اصلی احداث شده است که برای سوخت مازوت دارای دو واحد پمپاژ می باشد کهر کدام از این واحدها شامل 6 پمپ است که دو پمپ آن به صورت رزرو می باشد . این پمپ ها دارای دبی 75000 کیلوگرم در ساعت و فشار شش اتمسفر هستند. درجه حرارت سوخت مازوت در این ایستگاه 40 درجه سانتیگراد و دبی ماکزیمم ایستگاه 600.000 کیلوگرم در ساعت است .
برای سوخت گازوئیل نیز یک واحد پمپاژ شال 4 پمپ که دو پمپ آن به صورت رزرو می باشد در نظر گرفته شده است . این پمپ ها دارای دبی 66300 کیلو گرم در ساعت و فشار 6 اتمسفر هستند. درجه حرارت سوخت گازوئیل در این ایستگاه 40 درجه سانتیگراد و دبی ماکزیمم ایستگاه 198.900 کیلوگرم در ساعت است .
د) مخازن ذخیره سوخت :
مخازن ذخیره سوخت شامل 3 مخزن با ظرفیت هر کدام 20 میلیون لیتر برای ذخیره سوخت مازوت و یک مخزن با ظرفیت 2 میلیون لیتر برای ذخیره سوخت گازوئیل می باشد . در داخل هر مخزن گرم کن وجود دارد که درجه حرارت سوخت را در 30 درجه سانتیگراد نگه می دارد و در مسیرهای خروجی نیز یک مبدل حرارتی نصب شده است که درجه حرارت سوخت انتقالی را به 50 درجه سانتیگراد می رساند.
ه) ایستگاه پمپاژ انتقال سوخت از مخازن ذخیره به مخازن روزانه :
این ایستگاه در قسمت مربوط به سوخت مازوت دارای 2 پمپ با دبی 209000 کیلو گرم در ساعت و فشار 6 اتمسفر و در قسمت مربوط به سوخت گازوئیل دارای 2 پمپ با دبی 210.000 کیلوگرم در ساعت و فشار 6 اتمسفر می باشد که از پمپ های فوق همواره یکی به صورت رزرو است . همچنین در هر قسمت دو فیلتر هم نصب گردیده که یکی رزرو می باشد . الکتروموتورهای گرداننده این پمپ ها دارای دور 1500 دور در دقیقه و توان مصرفی 55 کیلو وات هستند.
و) تانک های روزانه :
در این قسمت دو مخزن با ظرفیت هر کدام 500 متر مکعب برای تامین سوخت مازوت بویلر اصلی و دو مخزن با ظرفیت هر کدام 40 متر مکعب برای تامین سوخت مازوت بویلر کمکی در نظر گرفته شده است. همچنین برای مصرف روزانه گازوئیل نیز یک مخزن با ظرفیت 500 متر مکعب برای تامین سوخت روزانه گازوئیل بویلر اصلی و دو مخزن با ظرفیت هر کدام 20 متر مکعب برای تامین سوخت بویلر کمکی و دیزل ژنراتور ها وجود دارد . این مخازن مجهز به گرمکن می باشند و همچنین در مسیر خروجی نیز دارای گرمکن هستند تا درجه حرارت از 30 درجه به 50 درجه سانتیگراد برساند.
ایستگاه پمپاژ فشار قوی :
این ایستگاه سوخت را از مخازن روزانه به سمت مشعل های بویلر ها هدایت می کند . برای سوخت مازوت ، هر بویلر دارای دو پمپ و فیلتر است که به صورت موازی بسته شده اند که یکی از دو فیلتر در حال کار و دیگری به صورت رزرو است . در مجموع در این ایستگاه برای تامین سوخت مازوت واحدها 8 پمپ و فیلتر وجود دارد که هر کدام از این پمپ ها دارای دبی 5000 کیلوگرم در ساعت و فشار 26 اتمسفر و دورrpm 1500 می باشد .
برای سوخت گازوئیل نیز 4 پمپ و فیلتر در این ایستگاه نصب شده است که این پمپ ها دارای دبی 47500 کیلو گرم در ساعت و فشار 26 اتمسفر و دور 3000 rpm می باشند .
این ایستگاه همچنین دارای یک تانک به ظرفیت 5 متر مکعب میباشد که روغن کثیف و برگشتی از پمپ ها در آن جمع شده و توسط یک پمپ با دبی 2070 کیلوگرم در ساعت و فشار 6 اتمسفر و دور 15000 rpm به تانک مازوت هدایت می شود.
کندانسور هوائی
کندانسور نیروگاه توس از نوع مستقیم می باشد که در این گونه سیستم، بخار خروجی از توربین فشار ضعیف به صورت مستقیم وارد کندانسور هوایی شده و در هنگام گذر از رادیاتورهای دلتا شکل در معرض هوای دمیده شده 30 دستگاه فن هر واحد ، گرمای نهان خود را از دست داده و در دمای ثابت به آب اشباع تبدیل می گردد.
آب اشباع به مخزنی به نام تانک تقطیرات وارد شده و دوباره توسط پمپ در چرخه آب و بخار جریان مییابد . از آن جا که هوا و گازهای غیر قابل تقطیر موجب انتقال حرارت و افزایش فشار سیستم میگردد، این گازها به کمک مکنده هایی از کندانسور به بیرون فرستاده میشود.
آزمایشگاه و تصفیه آب
آب مورد نیاز برای تولید بخار در نیروگاه از هر گونه ناخالصی کاملا پالایش شود تا هنگام تبخیر شده درون لوله ها و توربین عمل رسوب گذاری انجام نگیرد زیرا ناخالصی های موجود در آب باعث آسیب دیدن لوله ها و سایر تجهیزات سیستم گردش آب و بخار نیروگاه میشود.
سیستم تصفیه آب نیروگاه توس به روش تعویض یون عمل میکند که دارای دو خط تولید آب خالص (هر کدام با ظرفیت 80 متر مکعب در ساعت ) بوده و آب مصرفی واحدها را تامین مینماید.
کیفیت شیمیای آب ، بخار، سوخت و روغن در آزمایشگاه های شیمی کنترل که در صورت نامناسب بوده آنها اقدامات لازم انجام میگیرد.
اتاق فرمان
در نیروگاه ها و حتی پست ها و تبدیل گاه های بزرگ ، اعم از شبکه های محصور یا آزاد ، کلیه فرمان ها ، مراقبت ها و تنظیم ها و کنترل ها در یک اتاق مرکزی به نام اتاق فرمان انجام می گیرد . برای این منظور تمام سیم های فرمان ، مراقبت و اندازه گیری و حفاظت کلیه دستگاه ها معمولا با سیم 1.5 NYA میلی متر مربع به اتاق فرمان هدایت می شوند و در این اتاق وسایل مربوط به فرمان قطع و وصل کلیدها ، سنکرون کردن و تنظیم بار و راه اندازی ژنراتور و مراقبت کامل دستگاه ها و وسایل اندازه گیری و وسایل حفاظتی در روی تابلوها و قفسه ها و میزهای فرمان نصب می گردند .
از اطاق فرمان متصدی اتاق فرمان می تواند تمام قسمت های مهم و مختلف نیروگاه را زیر کنترل و مراقبت کامل داشته باشد و با نظارت بر دستگاه های اندازه گیری لزوم قطع و وصل کلیدها را پیش بینی کند و متناسب با وضعیت نیروگاه و منحنی بار روزانه در قطع و وصل کلیدهای راه اندازی یا از کار انداختن ژنراتورها اقدام لازم را به عمل آورد .
برای این که کلیه این عملیات در روی دستگاه ها ، بدون اشتباه و با دقت کافی و با در نظر گرفتن شرایط و ضوابط لازم انجام گیرد ، معمولا هر یک از پست ها و واحدها دارای تابلو مخصوص به خود می باشند .
برای توجیه کامل نیروگاه و آشنایی کامل به نوع شین بندی و برداشت انرژی از پست فشار قوی ، در روی تابلو فرمان معمولا مدار الکتریکی قسمت فشارقوی نیروگاه و یا هر قسمت از نیروگاه که دارای فرمان از دور است به طور کامل به وسیله رنگ و یا رشته های نورانی و یا تسمه های باریک فلزی یا به هر طریق دیگری منعکس و مشخص شده است .
نیروگاه حرارتی معمولا دارای دو سالن فرمان یکی برای قسمت الکتریکی و دیگری برای قسمت حرارتی نیروگاه می باشد . در صورتی که نیروگاه آبی فقط دارای یک سانترال فرمان است . در نیروگاه آبی همیشه سعی بر آن است که اتاق فرمان مشرف به توربین ها باشد تا متصدی اتاق فرمان بتواند از نزدیک توربین و ژنراتورها را نیز تحت کنترل و مراقبت داشته باشد . در نیروگاه های حرارتی بزرگ که دارای دو متصدی می باشند ( اپراتور قسمت الکتریکی و اپراتور قسمت حرارتی ) . بهتر است سالن فرمان الکتریکی و حرارتی از یکدیگر مجزا باشند تا اتفاقات و حوادث ناگهانی و غیر منتظره در یک قسمت دیگر را متوحش و مضطرب نکند .
اتاق فرمان معمولا در همان سطحی که ژنراتورها نصب شده اند و به فاصله کمی از آن ها قرار دارد . در این صورت علاوه بر این که تماس اپراتور با موتورخانه به سادگی انجام می گیرد ، مشکلات کابل رسانی ( کابل های مربوط به فرمان و دستگاه های حفاظت و مراقبت و اندازه گیری ) نیز تا حدودی مرتفع می گردد . بزرگی سالن فرمان بستگی به تعداد پست ها ( سلول ها ) و به طور کلی بستگی به بزرگی پست فشارقوی و تعداد ژنراتورها دارد . نظر به این که برای هر واحد تابلوی مخصوصی در نظر گرفته می شود ، بزرگی تابلو بستگی به تعداد دستگاه های فرمان ، حفاظت و اندازه گیری مربوط به آن پست را دارد . جهت کوچک کردن عرض تابلوها معمولا از دستگاه های اندازه گیری مستطیل شکل استفاده می شود . ولی در هر حال نباید عرض تابلوها از 600 میلیمتر کوچکتر انتخاب گردد . زیرا در ضمن ضمن این که دستگاه های اندازه گیری روی تابلو باید آنقدر بزرگ باشند که خواندن آن ها از فاصله چند متری به راحتی مقدور باشد ، باید دسترسی به دستگاه ها برای سرویس و تعمیرات لازم نیز از پشت تابلو میسر گردد .
از این مکان هدایت و کنترل واحدهای نیروگاه انجام میگیرد، در این مراکز همه پارامترهای لازم برای بهره برداری سیستم ها نشان داده شده و بهره بردار میتواند شرایط نامطلوب و اشکالات سیستم را به صورت آلارم (هشدار دیداری- شنیداری ) دریافت نموده و با کلیدهای موجود بر روی پانل بهره برداری عملیات لازم را برای بر طرف نمودن اشکالات سیستم انجام دهد . علاوه بر این به کمک بی سیم ، سیستم پیج و تلویزیون های مدار بسته محل های حساس نیروگاه کنترل میشود.
منابع
* تجهیزات نیروگاه – تالیف : مسعود سلطانی
* راه اندازی و بهره برداری از نیروگاه ها و پست های فشار قوی – ترجمه : مهندس رضا فرخ پور
* گزارش کارآموزی نیروگاه توس
* جزوه کارآموزی نیروگاه توس
* فرهنگ تشریحی ، نیروگاهی ارجمند