گزارش کارآموزی در نیروگاه منتظر قائم

بسمه تعالی

گزارش کارآموزی

محل کارآموزی:نیروگاه منتظر قائم
استاد راهنما:دکتر بیدی
سرپرست کارآموزی: مهندس جلالی

فهرست مطالب……………………………………………………………………….
1)مقدمه……………………………………………………………………………3
2)تاریخچه نیروگاه………………………………………………………………….5
3)واحد بخاری نیروگاه منتظرقائم…………………………………………………..7
1-3:توربوژنراتور……………………………………………………………7
2-3:بویلر…………………………………………………………………..9
3-3:کندانسور و سیستم خنک کن…………………………………………..29
4-3:هیترها………………………………………………………………..31
5-3:فید واتر پمپ ها……………………………………………………….33
6-3:سیستم تصفیه آب………………………………………………………34
7-3:سیستم روغنکاری……………………………………………………..36
8-3:سایرسیستمها………………………………………………………….37

4) واحد سیکل ترکیبی نیروگاه منتظر قائم…………………………………………44
5)منابع……………………………………………………………………………65
1)مقدمه:
صنعت نیروگاهی یکی از صنعتهای بزرگ و پرسرمایه کشور است که به دلیل وظیفه خطیر خود که همانا تولید برق است از صنایع مهم و استراتژیک کشور محسوب می شود .
نیروگاهها شامل چند نوع مختلف اعم از بادی ، آبی ، حرارتی ، خورشیدی و نیروگاههای با استفاده از انرژی های جدید مانند نیروگاههای اتمی یا … هستند که هر یک به شکل خاصی کار میکنند.
نیروگاههای حرارتی یکی از انواع نیروگاه است که به وسیله سوزاندن سوخت های فسیلی مانند گاز ،گازوییل ، مازوت و … و با استفاده از یک سیکل بسته یا باز آب یا هوا و استفاده از لوازم مربوطه میتواند برق تولید کند.
در اینجا تو ضیحی مختصر درباره سیال مورد استفاده در سیکل بسته که معمولا بخار آب میباشد، ارائه میدهیم:
بخار
بخار فاز گازی مایع آب است. در واقع چنانچه آب در فشار اتمسفریک گرما جذب کند، شروع به جوشش و تولید بخار می نماید. با تبدیل آب به بخار، حجم آن تقریباً 1600 برابر می شود و انرژی درونیآن نیز حداقل به میزان 6 برابر در حالت اشباع افزایش می یابد. گاز بر خلاف مایع تراکم پذیر است و بهراحتی می توان آنرا فشرده نمود. این خصوصیات باعث شده تا برای اولین بار جمیز وات از بخار برای تولیدکار مکانیکی استفاده کند. این ابداع آغازی برای استفاده بسیار گسترده بخار در صنعت بوده است. به طورکلی از جمله دلایلی که باعث شده از بخار در صنایع شیمیایی به طور وسیع استفاده گردد، میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
1- آب بطور فراوان و ارزان در دسترس بوده و ماده ای بی خطر و از دید محیط زیستی کاملاً بی ضررمی باشد و این یکی از علل استفاده گسترده از بخار آب در صنایع می باشد.
2-بخاراشباع انرژی خود را در دمای ثابت منتقل می نماید و این به مفهوم این است که انرژی ذخیره شده در بخار اشباع را م یتوان در یک دمای ثابت و بدون آنکه دمای آن کاسته شود از آن دریافت کرد وتنها اتفاقی که در این حالت می افتد تغییر شکل از حالت بخار به مایع است.(گرمای نهان تبخیر)
3- در بعضی از فرایندها بخار به عنوان جزئی از فرایند وارد م یگردد. از آن جمله می توان به برج های عریان سازی با بخار اشاره نمود.
4-انتقال حرارت از بخار به اجسام دیگر به راحتی و بوسیله قرار دادن یک کویل در داخل و یا یک ژاکت حرارتی در اطراف آن صورت می گیرد. یکنواختی در انتقال حرارت از مزایای استفاده از بخار است.
5-در مواقعی که از بخار برای حرارت دادن استفاده می گردد، کنترل دمای آن راحت بوده و عموما اینکار با استفاده از یک شیر کنترل که میزان دبی بخار عبوری را تغییر می دهد، صورت می گیرد. از بخار با فشار بالا می توان به کمک توربین بخار، کار تولید کرد. این کار را می توان برای چرخاندن دستگاه های دواری مانند پمپ، کمپرسور، ژنراتور و… استفاده نمود.
همانطور که گفته شد بخار دارای مصارفی چون گرم کردن، انجام برخی فرایندها، به حرکت درآوردن توربین بخار و غیره می باشد. در این میان به حرکت درآوردن توربین به منظور تولید توان، یکی از کاربردهای مهم بخار به شمار می رود. در حین این عملیات، انرژی بخار در توربین به کار تبدیل شده و بخار پس از عبور از پره های توربین، در یک کندانسور سرد شده و کندانس می شود. از آنجاییکه آبی که برای تولید بخار استفاده می شود باید عاری از ناخالصی ها باشد، هزینه زیادی برای تولید آن صرف میشود. به همین دلیل بخار کندانس شده را دوباره وارد سیستم آب بویلر می نمایند تا مجدداً به بخار تبدیل شود. به عبارت دیگر قسمت زیادی از تولید بخار و مصرف آن در واحدهای شیمیایی بصورت سیکل بسته است. یعنی بخار در بویلرهای واترتیوب یا HRSG تولید می شود و در توربین های بخار و مبدلهای گرمایی و غیره مصرف شده و پس از کندانس شدن به بویلر باز می گردد.
برای تولید بخار، در مشعلهای بویلرها، انرژی تابشی از شعله به سطوح داخلی محفظه احتراق انتقال می یابد و از تماس گازهای حاصل از احتراق با بخشهای دیگر بویلر، حرارت بصورت جابجایی به لوله ها و نهایتاً آب درون آنها انتقال می یابد.
این نیروگاه ها به سه شکل :گازی ، بخاری و سیکل ترکیبی موجود می باشند.
در هر کدام از این نیروگاه ها کار تولید برق به وسیله توربین انجام می شود و مراحلی که قبل و بعد از آن انجام می شود جهت مطلوب سازی ورودی به توربین است.
به طور کلی مراحل یک نیروگاه گازی شامل : کمپرسور، فیلتر هوا ،اتاق احتراق و توربین و دودکش می شود که هر کدام کارهای خاصی را انجام میدهند.
در یک نیروگاه بخار هم به طور کلی مراحل شامل: بویلر ، گرمکن ها ، کندانسور و سیستم خنک کن ، توربین پمپ ها هستند که هر کدام شامل مراحلی در دل خود است که در ادامه به تفضیل آنها را بیان خواهیم کرد .
در نیروگاه سیکل ترکیبی در ابتدا یک سیکل نیروگاه گازی را داریم که خروجی آن بجای دودکش وارد یک پاور هاوس (power house) میشود که مراحلی شبیه یک نیروگاه بخاری دارد در واقع میتوان گفت پاور هاوس نیروگاه بخاری است که بجای بویلر از بویلر بازیاب بهره می برد که انرژی را از دود خروجی گرفته به آب می دهد تا توان بخار شدن را داشته باشد. بدیهی است که هرکدام از مراحله گفته شده خود مراحل بسیاری را شامل می شود.
با توجه به اینکه اهمیت نیروگاه را دانستیم و مهندسی مکانیک نیروگاه هم وظیفه ی مهم بهره برداری نیروگاه را دارد پس بدیهی است مهندسین این رشته باید برای آموزش عملی مفاهیم خوانده شده در مباحث تئوری واحدهایی را تحت عنوان کارآموزی در نیروگاه ها بگذرانند تا دانسته های خود را تثبیت کنند.برای این منظور درس کارآموزی 1 و 2 قرار داده شده است
این گزارش حاصل دیده ها و شنیده ها در کارآموزی 1 است.
2)تاریخچه:
قراداد احداث نیروگاه منتظر قائم در سال ۱۳۴۶ میان وزارت نیروی ایران و شرکت جنرال الکتریک منعقد شد.واحدهای یک و دو بخاری این نیروگاه به ترتیب در شهریور و بهمن۱۳۵۰و واحدهای سه و چهار بخاری این نیروگاه در مهر سال ۱۳۵۴ مورد بهره برداری قرار گرفت.طبق قرارداد وزارت نیروی ایران با شرکت یونیت اینترنشنال ۲ واحد گازی در سال ۱۳۷۱ و ۴ واحد گازی در ۱۳۷۲ به بهره برداری رسید. همچنین سه واحد سیکل ترکیبی نیز در سال ۱۳۷۹ به این مجموعه اضافه گردید.

3)قسمتهای بخاری نیروگاه منتظر قائم:
این نیروگاه در مساحتی به اندازه تقریبی یک کیلومتر مربع واقع در کیلومتر هفت جاده ملارد -ناحیه شهریار کرج بنا شده است که بخش بخاری آن شامل چهار واحد است که هر یک ظرفیت اسمی 156.25 مگاوات می باشد اولین واحد بخاری نیروگاه در تاریخ 29/6/1350 آماده بهره برداری شد و واحد های دیگر هم به ترتیب 5 ماه بعد و واحدهای 3و4 هم در سال 52 وارد بخش توزیع برق شدند.
سوخت نیروگاه شامل سه بخش گازوییل و مازوت و گاز طبیعی می شود که مشعل هایی برای مصرف آنها در نسبت های مختلف وجود دارد که در صورت نیاز سوخت را اتمیزه میکنند.آب مصرفی نیروگاه هم توسط 10 حلقه چاه عمیق که در نیروگاه حفر شده تامین می شود.
در واحد های تولید همانطور که گفته شد میتوان از بخش اصلی واحدهای توربوژنراتور و بویلر و شیمی و تصفیه آب نام برد که به صورت کلی چرخه تولید برق را راه اندازی و کنترل میکنند. برای شروع هر کدام از بخش ها را به صورت تفضیلی و تا حد امکان بسط داده شده توضیح می دهیم.
1-3)توربوژنراتور:
در طبقه ی بالای ساختمان کمپرسور قرار داردو بیرون محوطه ساختمان قرار دارد و شامل سه بخش کلی می شود که در ذیل می آید:
1)توربین
2)ژنراتور
3)ترانس ها
4)ترنینگ جیر

1-1-3)توربین:
هر واحد بخار شامل سه توربین فشار بالا(Hp) فشار متوسط (IP) و فشار پایین (LP) تشکیل شده است که ساخت شرکت جنرال الکتریک آمریکا(GE)میباشد و هر سه این توربین ها به هم و به ژنراتور کوپل شده اند و به طور متوسط با سرعت دورانی ثابت حدود 3000rpm میچرخند اما با توجه به تغییر فشار بخار عبوری از توربین در هر مرحله سطح مقطعی که هوا برای عبور احتیاج دارد بیشتر شده و بنابراین سایز پره های متحرک توربین متفاوت خواهد بود برای حفاظت های توربین اعم از کنترل دور و … گاورنرهایی وجود دارد که وظایف کنترلی را ایجاد میکند .توربین فشارقوی از نوع ضربه ای بوده و دارای ده طبقه است و توربین فشار متوسط دارای نه طبقه که پنج طبقه آن ضربه ای و باقی عکس العملی میباشد. توربین فشار ضعیف دارای پنج طبقه دوبل است که جریان در فشار ضعیف دو طرفه است و همه ی آن به صورت عکس العملی می باشد.

2-1-3)ژنراتور:
ژنراتور این واحدها هم کاملا بسته و تحت فشار هیدروژن با حداکثر فشار 30 psi هستند و هیدروژن جهت خنک کاری استفاده می شود زیرا هیدروژن انتقال حرارت بالایی دارد از طرفی گازی بسیار سبک و با مولکولهای کوچک است که جهت آب بندی هم میتوان از آنها استفاده نمود.ضمنا در هر بخش توربین 4 قسمت جهت خنک کاری هیدروژن وجود دارد که در مبدلهای آبی خنک میشوند.
اکسایتر ژنراتور هم از نوع خود تحریک است و محور آن توسط یک گیربکس کاهنده به محور ژنراتور متصل است.
موتور تولید برق این نیروگاه از نوع موتور های سنکرون می باشد و خروجی آنها که به سمت ترانس می رود را از هر فاز به صورت جدا جدا می فرستند.
3-1-3)ترانس:
پس از تولید برق بلافاصله برق تولیدی توسط رساناهایی با سطح مقطع زیاد به ترانس های افزاینده اصلی و کمکی می رسند تا مقدار ولتاژ انها از 15KV به 230 KV برسد و طوری طراحی شده که در شرایط محیطی 30 درجه بتواند توان 160MVA را در خروجی تحویل دهد غیر ازین ترانسها ترانسهای کاهنده هم وجود دارند که برق تولیدی از آنها به مصارف داخلی نیروگاه می رسد.مصارف داخلی نیروگاه عبارتند از :روشنایی نیروگاه،مصارف پمپ های نیروگاه،انرژی مصرفی پره های فن ها و سایر تجهیزات الکتریکی موجود در مدار که این مقدار مصرفی از توان خالص تولیدی نیروگاه کسر میشود.مقدار مصرف توان در نیروگاه برابر با مقدار 8 مگاوات گزارش می شود.
4-1-3)ترنینگ جیر:
این بخش وظیفه چرخاندن توربین با دور پایین را در زمان هایی که نیروگاه در حالت تریپ است دارد زیرا تنش های حرارتی و ایست ناگهانی باعث خراب شدن روتور می شود که باید ازین عامل جلوگیری کرد.
گفتنی است علاوه بر قطعات فوق کل توربوژنراتور از 6 یاتاقان اصلی بهره می برد که وظیفه آن جلوگیری از حرکت های رادیالی اکسیالی یا شعاعی محوری است.

2-3)بویلر:
توضیحات کلی:
بویلرهای فایرتیوب
معیارهای زیادی برای تقسیم بندی بویلرها وجود دارد، مهمترین معیار تقسی مبندی بویلرها بر اساس محتویات داخل لوله ها می باشد. بویلرهای فایرتیوب و واترتیوب دو نوع از این تقسیم بندی مهم هستند. عموما بویلرهای فایرتیوب از یک محفظه احتراق و دیگ تشکیل شده اند. دیگ حاوی لول ههایی است که از یک طرف به آن وارد و از طرف دیگر خارج م یگردند، بدین ترتیب بخشی از فضای دیگ توسط لوله ها اشغال شده و باقی فضای موجود برای آب در نظر گرفته شده است. گازهای گرم حاصل از سوزاندن سوخت در محفظه احتراق وارد این دسته لوله ها شده و از سراسر دیگ عبور م یکنند. در این حین انتقال حرارت بین گازهای عبوری از لول هها و آب درون دیگ سبب گرم شدن آب و تولید بخار می گردد. در بویلرهای فایر تیوب نمی توان قطر محفظه احتراق را بزرگ طراحی نمود، طول محفظه احتراق را نیز از حدی بیشتر نمی توان در نظر گرفت. چراکه با وجود محدودیت قطر محفظه احتراق، قطر و طول مخروطی مقدار مشخصی خواهد بود. از طرفی فاصله نوک شعله تا انتهای محفظه احتراق به جهت ایجاد انتقال حرارت همگن و نیز پرهیز از ایجاد تنش حرارتی و نیز ذوب دیواره، دارای حد مشخصی است. این مشکل در نوع دیگر بویلرها که وتراتیوب هستند به علت ساختار مکعبی شکل محفظه احتراق و نحوه قرارگیری، تعدد و نوع متفاوت مشعل ها کاسته می شود.

بویلرهای واترتیوب
عموما این نوع بویلرها، از محفظه احتراق، لول ههای بالارونده، پایی نرونده، مخازن بخار و لجن تشکیل شده اند و تفاوت عمده آنها با نوع فایرتیوب در این است که آب در داخل لوله ها جریان داشته و جریان گاز گرم در خارج لول هها م یباشد. واترتیوبها ساختمان پیچید هتری نسبت به نوع فایرتیوب دارند و بر اساس نوع لوله ها، تعداد و نحوه قرارگیری مخازن بخار و لجن ساختارهای متنوعی را شامل می شوند. بویلرهای واترتیوب می تواند دارای اشکال مختلفی بر حسب اجزاء و قسمتهای مربوط به آن باشد. به عنوان مثال لوله های آنها می تواند خمیده یا صاف بوده، نوع گردش آب به شکل طبیعی یا اجباری و موقعیت درام آنها عرضی یا طولی باشد

دسته بندی های دیگر
ممکن است بویلرها را بر اساس پارامترهایی دیگری نیز مانند نحوه گردش آب، نوع سوخت مصرفی، نوع منبع حرارتی، فشار عملیاتی و غیره تقسیم بندی نمایند که عموما این تقسیم بندی ها از درجه اهمیت کمترینسبت به محتویات لول هها برخوردار هستند که در ادامه توضیح مختصری از آنها بیان می شود:

1-بر اساس صاف یا خمیده بودن لوله ها
بویلرهای با لوله های صاف که ممکن است بصورت شیب دار و یا عمودی باشند.
نوع شیب دار دارای یک درام بوده که بصورت افقی نسبت به زمین قرار دارد. از زیر درام، هدرهایی به نام Downtake که لوله های شیبدار از آنها منشعب میگردند، خارج میشود. لوله های شیب دار صاف بوده و با شیبی در حدود 5 تا 15 درجه نسبت به حالت افقی در انتها و در ارتفاعی بالاتر به هدرهایی دیگر به نام uptakeمتصل می گردند. محفظه احتراق در زیر لوله های شیب دار قرار گرفته و آبی که از طریق هدرهای Downtakeپایین آمده و وارد لوله های شیبدار شده را گرم میکند، از اینرو بخشی از آب هدرهای درون لوله های شیبدار پس از جذب گرما، تبدیل به بخار شده و بواسطه گردش طبیعی از طریق هدرهای uptakeمجددا وارد درام می شود.
لوله های صاف را نمی توان در قسمت هایی از دیواره که نیاز به قرارگیری اجزائی چون منهول و یا مشعلها می باشد، نصب نمود، لذا با توجه به این موضوع و نیز وضعیت قرارگیری لوله ها و مشعلها در محفظه احتراق بخش های زیادی از محفظه احتراق فاقد لوله و یا به عبارتی سطوح انتقال حرارت برای دریافت گرما می باشد. از اینرو مقدار زیادی از حرارت تولید شده از طریق تابشی بدون جذب مناسب اتلاف می گردد و راندمان بویلر پایین می آید. برای حل این مشکل نیاز به لول ههای خمید های بود که بتواند با خمیده شدن و استفاده بهینه از فضای محفظه احتراق، سطح بیشتری برای انتقال حرارت تامین نماید.
در نوع عمودی، از دسته لوله هایی که بصورت عمودی بر روی محفظه احتراق قرار دارند، استفاده شده است. جریان گازهای حاصل از احتراق از لابلای لوله ها عبور کرده و سبب تبدیل آب به آب گرم و بخار می گردد. این بویلرها غالبا در اندازه های کوچک بوده و عملا کاربردهای صنعتی ندارند و بیشتر از چوب به عنوان سوخت استفاده میکنند. برای حل مشکل اتلاف حرارتی ناشی از پایین بودن سطوح انتقال حرارت در بویلرهای با لوله های صاف، نوعی از بویلرهای واترتیوب با لوله های خمیده طراحی و ساخته شدند. به عنوان مثال در محلی که منهول وجود دارد، لوله ها با خمیده شدن فضای منهول را ایجاد میکنند و بدین ترتیب از حذف لوله ها در این بخش جلوگیری می گردد. در مجموع شکل خمیده شده لوله ها سبب شده تا انعطاف پذیری بیشتری در آرایش و جانمایی در سطوح انتقال حرارت در محفظه احتراق بدست آید.
عموما اجزاء این نوع بویلرها نیز مشابه بویلرهای با لول ههای صاف می باشد و عمدتا اجزائی چون مخازن بخار و لجن، لول ههای بالارونده و پایین رونده و غیره در آنها وجود دارد.
2-بر اساس نحوه گردش آب
حرکت آب در لوله های بویلر به دو صورت می باشد:
1- جریان گردش طبیعی: اساس گردش آب در این نوع اختلاف در دانسیته حاصل از تفاوت دما در لوله های پایین رونده و بالارونده می باشد.
2- جریان گردش اجباری: در این نوع جریان از یک پمپ برای کمک به گردش بهتر آب در لوله ها و مخازن بخار و آب استفاده می گردد.
3- بر اساس نوع سوخت مصرفی
بویلرها از انواع مختلفی از سوخت ها استفاده می نمایند. غالبا انواع سوخت هایی که در بویلرها استفاده می گردند، عبارتند از:
1- سوخت های گازی یا Fuel gas.
2-سوخت مایع یا .Fuel Oil
3- سوخت جامد (زغال سنگ، چوب، تفاله نیشکر یا باگاس ، )…
4-سوخت ترکیبی
4- بر اساس نوع منبع حرارتی
بر اساس نوع منبع حرارتی بویلرها به انواع زیر تقسیم می گردند:
الف- بویلرهایی انرژی مورد نیاز را از سوزاندن مواد سوختی بدست می آورند. این مواد سوختی ممکن
است به یکی از اشکال جامد، مایع و یا گاز وجود داشته باشد. به این دسته از بویلرها اصطلاحا(Fossil Fuel Boiler) می گویند. در بعضی از بویلرها امکان استفاده از چند سوخت نیز وجود دارد.
ب- بویلرهایی که منبع حرارتی آنها بازیافت حرارتی می باشد و به اسامی چون بویلرهای بازیافت حرارت تلف شده ( WHB) یا تولید کننده های بخار از حرارت بازیافت شده ( HRSG) معروف هستند. عموما در این دسته از بویلرها، انرژی مورد نیاز از بازیافت حرارتی از جریان گازهای حاصل از احتراق یا گرمای حاصل از واکنش های شیمیایی تامین می گردد. غالبا از این بویلرها در نیروگاه ها استفاده می گردد. گازهای حاصل از احتراق که به عنوان نیروی محرکه توربینهای گازی نیروگاهها مورد استفاده قرار می گیرد، پس از خروج از توربین، حاوی مقادیر زیادی انرژی هستند که از طریق دودکش به اتمسفر وارد و اتلاف می گردد. از بویلرههای بازیافت حرارتی برای استفاده از این انرژی استفاده میگردد. عموما این نوع بویلرها از یک درام تشکیل شده اند. آب سرد پس از ورود به درام و عبور از لوله هایی که در کانال عبوری گازهای داغ قرار دارند، حرارت جذب کرده و مخلوطی از آب و بخار تولید می شود. مخلوط آب و بخار مجددا وارد درام می گردند و در آنجا عملیات جداسازی این دو فاز صورت می گیرد.
ج- بویلرهایی که منبع حرارتی آنها از انرژی الکتریکی می باشد.
د- بویلرهایی که منبع حرارتی آنها از انرژی اتمی می باشد.
5-بر اساس فشار عملیاتی:
گاهی نیز بر اساس فشار عملیاتی بویلرها را تقسیم بندی می نمایند:
الف-بویلرهای با فشار زیر 200 psi که فشار پایین محسوب می گردند
ب-بویلرهای با فشار بین 200-500 psi که جزو بویلرهای با فشار متوسط هستند
ج-بویلرهای با فشار بین 500-2000 psi که در دسته بویارهای با فشار بالا محسوب می شوند.
بویلر این نیروگاه از نوع عمودی است و دارای اجزای زیر است
1)اکونومایزر
2)درام
3)لوله های واتر وال
4)ری هیتر
5) سوپر هیتر
6)دیسوپرهیتر
7)مشعل ها
8)بخش های هوا برای سوخت و گرم کردن
9)دمنده دود یا soot blower
که هر بخش را به صورت اختصاصی تعریف کرده و کارکرد آن را بیان می کنیم:
1-2-3)اکونومایزر:
اولین بخش برای آب ورودی به بویلر و آخرین بخش برای دود خروجی از بویلر است که در آن با استفاده از انرژی حرارتی جابه جایی دود آب را گرم میکنند با توجه به نوع انتقال حرارت در این گرمکن باید از لوله های فین دار استفاده شود تا حداکثر انرژی جذب شده به لوله ها و در نتیجه به آب درون اکونومایزر برسد تا به صورت مخلوطی از آب و بخار در بیاید.
گازهای حاصل از احتراق پس از عبور از بخش جابجایی از طریق کانالهایی وارد دودکش شده و از طریق آن وارد اتمسفر میگردند. عموما دمای این گازها در خروجی از دودکش بالا بوده و انرژی زیادی را با خود به بیرون از بویلر منتقل می کنند. در صورتیکه بتوان مقداری از این انرژی را بازیافت نمود، راندمان بویلر افزایش خواهد یافت.
از اینرو بعضی از بویلرها دارای بخشی به نام اکونومایزر هستند. اکونومایزرها در اصل مبدل های حرارتی و به شکل دسته لوله هایی می باشند که در مسیر جریان گازهای گرم خروجی قرار داده می شوند. لوله های مورد استفاده در اکونومایزرها به دو شکل صاف و فی ندار وجود دارند، نوع فی ندار در مواقعی که مقدار انتقال حرارت پایین باشد به جهت افزایش سطح انتقال حرارت مورد استفاده قرار می گیرد. از این نوع بیشتر در سوختهای تمیز مانند گاز که احتمال رسوب گرفتگی کمتری ایجاد می نمایند، استفاده می گردد. عموما نحوه آرایش این لوله ها در مسیر جریان گاز به دو صورت می باشد:
1-آرایش به شکل : inline
در صورتیکه بطور عمودی بر سطح مقطع لول هها نگاه شود، هر 4 لوله کنار هم به شکل رئوس یک مربع دیده می شوند. از اینرو جریان گاز عبوری با تماس با سطوح لوله ها و از طریق کانالهای میانی بین آنها عبور می کند. این نوع درمواردی که احتمال تشکیل رسوب وجود دارد، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
2-آرایش به شکل staggered یا متناوب:
در صورتیکه بطور عمودی بر سطح مقطع لوله ها نگاه شود، هر 3 لوله کنار هم به شکل رئوس یک مثلث متساوی الاضلاع دیده میشوند، لذا جریان گاز عبوری نمی تواند به راحتی و مشابه حالت inline و ازدرون کانالهای بین لوله ها عبور نماید، در نتیجه در این چیدمان اغتشاش بیشتر و بواسطه آن شدت انتقال حرارت بیشتری وجود دارد، لذا سطح حرارتی کمتری نیاز دارد، ولی در عوض بواسطه نوع آرایش لوله ها مقدار افت فشار زیادتر از حالت inlineاست.

2-2-3)درام:
آب ورودی به بویلر وارد مخزنی به نام Steam drum می شود و از طریق لوله هایی به نام لوله های پایین رونده به سمت مخزن لجن منتقل می گردد. مخلوط آب گرم و بخار نیز توسط لوله های بالارونده به این مخزن منتقل می شود. با تجمع بخار در مخزن بخار، فشار بخار بالا رفته و پس از رسیدن به فشار مورد نیاز عملیاتی و بعد از طی مراحل جداسازی قطرات آب از آن، به بیرون از مخزن بخار از طریق یک هدر انتقال داده می شود. در صورتیکه فازهای بخار و آب به خوبی از یکدیگر جدا نشوند، دو پدیده متداول در بویلرها اتفاق می افتد:
1-پدیده :Carry Over در صورتیکه قطراتی از آب به همراه بخار از مخزن بخار به سمت سوپرهیتر برود به آن پدیده Carry Overمی گویند. این پدیده سبب بروز مشکلاتی در بخش سوپرهیترها میگردد، به این صورت که قطرات آب حاوی املاحی هستند که پس از تبخیر آب در سوپرهیتر بر روی جداره های داخلی سوپرهیتر رسوب می نمایند. بر اثر افزایش این رسوبات مشکل over heat شدن لوله ها و در پی آن خرابی آنها بوجود خواهد آمد.
2-پدیده :carry under در صورتیکه در آب ورودی به لوله های پایین رونده مقداری بخار وجود داشته به آن carry under می گویند. بواسطه این پدیده ممکن است مقدار بخار در لوله های بالارونده بیشتر از آب شده و در بخش هایی لوله ها خشک بمانند مشکل over heat شدن لوله ها بوجود آید.
بروز این دو پدیده بر بازدهی بویلر اثرات منفی برجای م یگذارند، از اینرو جداسازی بخار و آب بسیار مهم است. در بویلرهای قدیمی از Dry pipe برای جداسازی بخار از آب استفاده می گردید. Dry pipe لوله ای متصل به نازل خروجی بخار است که چیزی در حدود نصف و یا یک سوم طول درام می باشد و بر روی آن تعداد زیادی سوراخ وجود دارد. بخار خروجی از مخزن بخار می بایست برای ورود به لوله در حدود90 درجه بگردد و این عمل باعث جداسازی بخشی از رطوبت م یگردید. در این روش کیفیت بخار بدست آمده به ندرت بیش از 5/99درصد می شود. امروزه برای جداسازی بهتر از جداکننده های چند مرحله ای استفاده می گردد که عموما شامل مراحل ذیل می باشند:
1-جداکردن اولیه یا initial Separation
رایزرها به داخل درام و درون یک کانال سراسری وارد می گردند. بر روی این کانال و به فاصله ای از آن یک صفحه فلزی نصب شده است. مخلوط آب و بخار خروجی از لوله های بالارونده وارد این کانال شده و از آن سررریز میگردند. بخش عمده آب از بخار جداشده و به داخل مخزن بخار می ریزد، بخار حاصل به سمت بالا حرکت کرده و به صفحه فلزی برخورد می نماید و برای عبور مجبور به تغییر جهت میگردد. بواسطه این برخورد و تغییر جهت بخش دیگری از آب همراه بخار جدا میشود. در بعضی از مخازن بخار از جداکننده های سیکلونی به جای کانال و صفحه فلزی برای جداسازی مخلوط آب و بخار استفاده می گردد.
2-خشک کردن یا drying
بخار حاصل از مرحله اول ممکن است حاوی ذرات مایع، حباب، کف و یا فوم باشد. برای جداسازی آنها از فیلترهایی استفاده می گردد. این فیلترها انواع و اقسام مختلفی دارند، عموما به شکل جعب ههایی هستند که از بالا به هدر خروجی بخار وصل بوده و از پایین بوسیله یک صفحه فلزی مسدود شده است. در دو سطح جانبی، صفحات فلزی به موازات هم قرار دارند، بخار از لابلای این صفحات فلزی عبور کرده و به داخل جعبه وارد م یگردد و پس از آن از بالای جعبه به هدر خروجی می رود. ذرات آب در برخورد با این صفحات فلزی از بخار جدا م یگردند. در انواعی دیگر به جای این صفحات فلزی موازی هم، از غشاهای متخلخل استفاده می گردد. در غشاهای متخلخل مسیر عبور بخار دارای تغییرات ناگهانی در جهت بوده و بدین ترتیب ذرات ریز آب از بخار جدا می گردد.
کلیه بخش های مرتبط با جداسازی باید در بالای سطح آب قرار گیرند، اگر آب روی مراحل جداسازی را بگیرد، عملا جداسازی وجود نخواهد داشت. از اینرو کنترل ارتفاع آب در مخزن بخار از اهمیت زیادی برخوردار است.
مخزنی است که در آن بخار و آب از هم جدا می شود این وظیفه به این دلیل مهم است که اگر آب به لوله های سوپر هیتر برسد یا بخار در لوله های دان کامر (down comer) برود لوله ها دچار سوختگی یا اور هیت(over heat) می شود که باعث می شود لوله غیر قابل استفاده شود و برای تعمیر آن باید لوله را تعویض نمود. در این درام بخار آب و آب به وسیله جداکننده های دو مرحله ای از هم جدا می شوند که تا 90 درصد کیفیت مورد نیاز را تامین میکند و باعث به دست آمدن بخار مناسب می شود.
خروجی های درام علاوه بر دان کامر و لوله های سوپر هیتر بخش هایی دیگری هم هستند که می توان در جمله ی آنها لوله های بلودان را در نظر گرفت که به وسیله آن سطح آب کنترل می شود و بسیاری شیر ها و کنترل ولو ها که وظیفه آنها کنترل سطح آب در درام است زیرا در صورت کم شدن باعث سوختن دیواره درام می شود و در صورت بالا رفتن سطح آب امکان ورود آب مایع به سوپرهیتر می شود که باعث خراب کردن لوله ها می شود.

3-2-3)لوله های واتروال:
برای انتقال آب و بخار بین مخازن بخار و لجن از لوله هایی استفاده می گردد که وظیفه تامین سطوح انتقالحرارت را نیز به عهده دارند. ممکن است در بخش هایی بر حسب نیاز از پر هها و یا بفل هایی بر روی لوله ها استفاده گردد تا جذب حرارت بهتر صورت گیرد. عموما لوله های آب بویلرها را میتوان به انواعزیر تقسیم بندی نمود:
1-لوله های پایین رونده down comer ها: دسته ای از لو ه های بویلر هستند که آب ورودی به مخزن لوله بخار را به مخزن لجن منتقل می نمایند. آنها مستقیما و یا بوسیله یک هدر به این مخازن اتصال یافته اند و در بخش کانوکشن یا جابجایی بویلر قرار دارند.
2-لوله های بالارونده یا rise ها: این لوله ها در اصل، محفظه احتراق بویلر را تشکیل می دهند، به عبارت دیگر دیواره ها، کف و سقف محفظه احتراق بویلر توسط رایزرها ساخته شده است. به همین جهت گاهی به رایزرها در صورتیکه در دیواره باشند ، wall tube در صورتیکه در کف باشند ، floor tube گفته می شود. حد فاصل دو لوله رایزر صفحه ای قرارداده شده است تا از عبور گاز جلوگیری نماید. رازیرها از مخزن لجن شروع شده و به مخزن بخار و یا هدرهایی که وارد مخزن بخار می شوند ختم می گردند. آب با حرارت دیدن در رایزرها به سمت بالا حرکت می نماید. گاهی به این لوله ها، تبخیرکننده نیز گفته میشود.
وظیفه لوله های واتر وال چرخاندن مجدد آب در بویلر است تا تبدیل به بخار شده و به لوله های سوپر هیتر برود ورودی واتر وال،همان خروجی درام است که به وسیله داون کامر ها به پایین بویلر آورده می شود.
4-2-3)ری هیتر:
وظیفه ری هیتر ها بازگرم کردن بخار خروجی از توربین فشار قوی و فرستادن بخار با آنتالپی بالاتر برای ورودی توربین فشار متوسط یا فشار میانی است.
در ورودی به لوله های ری هیتر یک خروجی برای زیر کش هیتر شماره 6 گرفته شده است که بعدا توضیحات مفصل تری درین باره ارائه خواهد شد.
5-2-3)سوپر هیتر:
در بویلرها، برای تولید بخار سوپر هیت، بخار اشباع به دست آمده از مخزن بخار، در قسمتی به نام سوپرهیتر که نوعی مبدل حرارتی بوده و عموما در ابتدای قسمت جابجایی بویلر قرار دارد، حرارت جذب می کند تا در شرایط فشار ثابت دمای آن افزایش یابد. بخار می تواند در شرایط فشار یا حجم ثابت از حالت اشباع به حالت سوپر هیت تبدیل شود و دماهای مختلفی بالاتر از دمای اشباع داشته باشد. بر حسب حالت انتقال حرارت از کوره به سوپرهیت کننده، انواع مختلفی از سوپرهیت کننده ها وجوددارند
1- سوپرهیت کننده های از نوع جابجایی یا:(Convection Superheater)
سوپرهیترهای جابجایی دسته لوله هایی هستند که در مسیر عبور گازهای داغ با دمای بالا قرار دارند و با عبور گازها از روی آن دمای بخار بالا می رود.
2-سوپرهیت کننده های از نوع تابشی یا:(Radiant Superheater)
سوپرهیتر تشعشعی در دیواره کوره قرار دارد و انرژی حرارتی را به صورت تابشی از شعله دریافت کرده و به بخار اشباع منتقل می سازد. چنانچه از داخل این سوپرهیترها بخار اشباع با دبی مناسب عبور نکند، به جهت در معرض تابش قرار داشتن آنها، امکان overheat شدن و دچار سوختگی شدن لوله های آن وجود دارد.
3-نوعی هم از سوپرهیت کننده ها هستند که هم از بخش تابشی و هم از بخش جابجایی انرژی دریافت می نماید، آنها طوری در بویلر استقرار می یابند که بخشی از آنها در قسمت بالایی کوره و قسمتی از آنها در مجرای جریان گاز قرار گیرد، یعنی در بین دو قسمت جابجایی و تابشی کوره مستقر می گردند.
در بویلر های نیروگاه منتظر قائم از 2 سوپر هیتر شماره یک و شماره 2 استفاده شده است به عبارت ساده وظیفه سوپر هیتر ها تبدیل بخار اشباع یعنی با کیفیت به بخار سوپر هیت برای داشتن انرژی بیشتر و مصرف و استفاده بیشتر از دود حاصله از احتراق می باشد.در این نیروگاه یک سوپر هیتر که همان سوپر هیتر شماره 1 است بیشتر به صورت انتقال حرارت تشعشعی و در سوپر هیتر شماره 2بیشتر به شکل انتقال حرارت کنوکسیون می باشد که برای بیشتر شدن انتقال حرارت در این نوع هم باید از لوله های فین دار استفاده کرد که کنترل دمای سوپر هیتر ها به وسیله دی سوپر هیتر انجام می شود که در ادامه کار آن ذکر خواهد شد.
لوله های سوپر هیتر به صورت تو در تو هستند به خاطر اینکه از فضای درون بویلر برای گرم کردن حداکثر استفاده برده شود.
6-2-3)دی سوپرهیتر:
همانطور که گفته شد وظیفه دی سوپر هیتر ها کنترل دمای خروجی از سوپر هیتر است که در صورت بالا بودن مقداری آب پاشش می شود تا دما را کنترل کند دی سوپر هیتر بین دو سوپر هیتر قرار دارد یعنی خروجی از سوپر هیتر 1 ابتدا به دی سوپر هیتر رفته سپس به سوپر هیتر 2 می رود.این بخش در بالای بویلر قرار دارد.
عموما واحدهای مصرف کننده، نیاز به بخاری با دما و فشار مشخص دارند، از اینرو باید بخار خروجی از واحد بویلر با دما و فشار کنترل شده تحویل گردد. برای این منظور از بخشی به نام متعادل کننده و یا دی سوپرهیتر استفاده می گردد، البته گاهی به آن ری هیتر نیز می گویند. روش های مختلفی برای کنترل دمای بخار سوپرهیت وجود دارد ولی عموما این عمل با تزریق آب به بخار خروجی از سوپرهیتر صورت می گیرد. آب اضافه شده به بخار سوپرهیت با جذب انرژی گرمایی تبدیل به بخار شده و دمای بخار را پایین می آورد. مقدار آب اضافه شده در حدی است که بخار خروجی را به دمای مورد نظر برساند. در بویلرهایی که دارای یک مرحله سوپرهیتر می باشند، این بخش بعد از سوپرهیت کننده قرار می گیرد، و در بویلرهای با دو مرحله سوپرهیتر این بخش در بین دو مرحله سوپرهیت قرار می گیرد.

انواع دی سوپرهیتر ها
انواع مختلفی از دی سوپرهیترها وجود دارد. عملکرد کلی آنها به این صورت است که در مسیر عبور بخار سوپرهیت، یک لوله آب با سوراخهایی بر سطوح جانبی، قرار داده می شود که آب از طریق این سوراخ ها به داخل جریان بخار اسپری می گردد. اسپری کردن آب به روش های مختلفی صورت می گیرد، یکی از انواع آن به شکل لوله ای سوراخدار است که بطور ثابت در جریان بخار قرار داده شده است، آب ورودی از طریق یک شیر کنترل به لوله سوراخدار وارد می گردد. دمای بخار پس از تزریق آب توسط یک ترمومتر اندازه گیری شده و در صورت متفاوت بودن دمای اندازه گیری شده با مقدار مقرری که برای ترمومتر در نظر گرفته شده است، فرمانی به شیر کنترل صادر می گردد. بواسطه فرمان صادره دبی آب تزریقی تغییر کرده تا در نهایت دمای بخار در مقدار مورد نظر کنترل گردد. به این نوع، دی سوپرهیتر با تعداد سوراخهای ثابت یا Fixed nozzle desuperheater گفته می شود. در نوعی دیگر که به دی سوپرهیتر با تعداد سوراخهای متغیر یا variable nozzle desuperheaterموسوم است، از یک دیسک درون با تعداد لوله سوراخدار استفاده شده است. این دیسک میتواند جلوی عبور آب از سوراخها را بگیرد. در صورت نیاز به تزریق آب بیشتر، میله ای سبب بالا آمدن دیسک شده و مسیر عبور سوراخهای بیشتری باز می گردد.
7-2-3)مشعل و اتاق احتراق:
محفظه یا اتاق احتراق قسمتی از بویلر می باشد که مشعل ها و شعله در آن قرار دارند. کوره در اصل از لوله های بالارونده بوجود آمده است. یعنی دیواره ها، سقف و کف کوره از لول ههایی که با خود، مخلوط آب و بخار را به سمت بالا و نهایتا به مخزن بخار منتقل می نمایند، تشکیل شده است. لوله های بالارونده در کف توسط لایه ای از مواد نسوز پوشانده شده است. بجز در قسمت خروجی گازهای حاصل از احتراق، در دیواره ها و سقف، بین لوله ها با صفحاتی فلزی پر شده است تا از خروج گاز جلوگیری شود. چنانچه بویلر دارای سوپرهیتر باشد، گازهای حاصل از احتراق پس از خروج از محفظه احتراق به سمت سوپرهیترها می رود. در بخش محفظه احتراق، عمده انتقال حرارت به شکل تابشی می باشد.
در انتقال حرارت به طریق هدایت و یا جابجایی، گرما از طریق ماده بین دو جسم تبادل می شود، یعنی برایهریک از این روش ها، واسطه ای برای انتقال انرژی نیاز است. در صورتیکه در انتقال حرارت از طریق تابشی، گرما بدون نیاز به ماده واسطه، از یک جسم به جسم دیگر منتقل م یگردد. اصولا انتقال حرارت تابشی در همه دماها وجود دارد ولی مقدار آن در دماهای بالا قابل ملاحظه خواهد بود. در محفظه احتراق بویلرها ، بالا بودن دمای شعله، عامل اصلی انتقال حرارت تشعشع یا تابش است.
در طبقه دوم بویلر اتاق احتراق وجود دارد که به صورت قطری است و در 4 گوشه بویلر قرار دارد همانطور که از نامش پیداست وظیفه ایجاد شعله مناسب را دارد که از بخش های زیر تولید شده است:
1)مشعل ها: وظیفه مشعل ها اتمیزه کردن سوخت برای اشتعال بهتر سوخت با هوای ورودی است برای هر نوع سوخت در هر اتاق احتراق 3 مشعل وجود دارد که جمعا 12 مشعل می شود با توجه به اینکه سه نوع سوخت مازوت و گاز و گازوییل داریم جمعا 36 مشعل در اتاق های احتراق وجود دارد برای اینکه مقدار و جهت شعله قابل تنظیم باشد دبی سوخت ورودی و جهت مشعل ها قابل کنترل است که به شکلهای مختلفی کنترل می شود مثلا برای کنترل جهت مازوت از مشعل خرطومی استفاده شده که فلکسیبل و انعطاف پذیر است. دود و شعله حاصله از احتراق برای گرم کردن آب سیکل استفاده می شود.

مشعل ها تجهیزاتی در بویلرها هستند که وظیفه ترکیب کردن سوخت و هوا و همچنین سوزاندن ماده سوختی را بر عهده دارند و در واقع انرژی حرارتی کوره را تولید می نمایند. در واقع مشعلها شکل و جهت شعله را در کوره بوجود می آورند و بر حسب نیاز در ارتفاعهای مختلفی در کوره نصب می گردند. سوخت های مختلفی در بویلرها سوزانده می شوند، و به همین دلیل مشعل ها برای سوزاندن انواع سوخت های مایع و گاز طراحی می گردند، بعضی از مشعل ها برای سوخت مایع و بعضی برای سوخت گازی شکل طراحی شده اند. مشعل هایی هم وجود دارند که دوگانه سوز هستند و هر دو سوخت مایع و گاز را می سوزانند.
مشعل های گاز سوز:
عموما مشعل های گازی دو نوع عمده دارند، در نوعی که به مشع لهای با اختلاط قبلی موسوم هستند، سوخت گازی و هوا قبل از رسیدن به نوک مشعل با هم مخلوط می شوند و مخلوط بدست آمده در نوک مشعل می سوزد، در نوع دیگر که معروف به مشعل های بدون اختلاط قبلی هستند، هوا و سوخت گازی در نوک مشعل، با هم مخلوط شده و مشتعل می شوند.

مشعل های با سوخت مایع:
معمولا سوختهای مایع قبل از سوخته شدن در نوک مشعل به دلایل زیر باید به شکل پودر درآیند:
1-هر چه قدر ذرات سوخت ریزتر باشد، سریعتر و بهتر با هوا مخلوط و مشتعل می گردند.
2- در صورتیکه سوخت مایع به صورت ذرات درشت باشند، امکان نسوختن آنها در طول شعله وجود دارد. چنانچه این ذرات مستقیما با سطوح لوله ها برخورد نماید، باعث تشکیل کربن و دوده می گردد، لذا اگر سوخت به شکل پودر باشد، بر اثر تبخیر شدن سریع این ذرات ریز و سوختن آنها در طول شعله امکان رسیدن سوخت به دیواره لوله ها از بین میرود.
برای پودر کرد سوخ تهای مایع از اتمایزر ها استفاده می گردد، انواع مختلفی از اتمایزرها وجود دارند، که عبارتند از:
1-مشعل ها با اتمایزر بخار آب، اتمایزرهای با بخار، بسیار متداول است و تقریبا با هر سوختی کار می کنند و به علت اینکه سوخت را گرم می نمایند، از کارآیی خوبی برخوردارند.
2- مشعل ها با اتمایزر هوا، در برخی موارد، از هوا جهت اتمایز کردن استفاده م یشود. طرز عمل هوا در مشعلها مشابه بخار آب بوده با این تفاوت که به علت خاصیت سردکنندگی هوا، دمای سوخت ورودی باید کمی بیشتر باشد. از اینرو هنگامی که از سوخت ویسکوز استفاده می گردد، باید آن را قبل از ورود به مشعل گرم کرد تا ویسکوزیته آن کاهش یابد.
3-مشعل ها با اتمایزر مکانیکی، در این نوع، سوخت با فشار زیاد وارد نوک مشعل شده و از طریق شکافهایی بطور مماسی و با حرکت
چرخشی وارد یک اریفیس می گردد. بواسطه نیروی گریز از مرکز حاصل از حرکات چرخشی، سوخت بطور مخروطی از ذرات ریز، به بیرون پرتاب می شود.
مشعل های ترکیبی گاز-مایع یا combination oil and gas burner:
این مشعل ها توانایی سوزاندن دو نوع سوخت مایع و گاز را دارند. عموما در این مشعل ها یک مجرای سوخت مایع در وسط و تعدادی نازل در اطراف آن جهت سوخت گازی وجود دارد. نازل های گازی از نوع بدون اختلاط قبلی، هستند. دریچه های تنظیم مجزایی وجود دارد تا میزان هوای اولیه را برای سوخت مایع و هوای ثانویه را برای سوخت گازی کنترل نماید.
سوخت مایع و گاز در مسیرهای جداگانه ای به سمت محفظه اختلاط یا اتمایزکننده حرکت می کنند و پس از ورود به محفظه اتمایزینگ، سوخت مایع و عامل اتمایز کننده با هم مخلوط شده و سبب پودری شدن سوخت مایع می گردد و پس از آن وارد بخش احتراقی می گردند، در همین زمان هوا نیز به محل احتراق رسیده و با سوخت پودر شده، ترکیب شده و احتراق صورت م یگیرد. سوخت گازی نیز در محفظه احتراق می سوزد.
8-2-3)سوخت و تجهیزات آن:
مخازن سوخت: غالبا برای اطمینان از در دسترس بودن سوخت مورد نیاز بویلر، آنها را در مخازنی ذخیره می کنند. این سوختها ممکن است مایع یا گاز و یا هر دوی آنها باشد که بستگی به نوع مشعل بویلر دارد.
پمپ های انتقال سوخت مایع: سوخت (های) مورد نیاز مشعل را از طریق پم پهایی از مخازن ذخیره سازی به سمت بویلر انتقال می دهند.
سیستم گرمایش سوخت مایع: سوخت های سنگین، موادی ویسکوز و چسبنده بوده و انتقال آنها از مخازن نگهداری تا مشعل به سختی صورت می گیرد و حتی در مواردی این چسبندگی به حدی زیاد است که عملا انتقال سوخت ممکن نیست. از اینرو سوختهای ویسکوز را گرم می کنند تا هم راحت تر انتقال یابند و هم در حین احتراق بهتر بسوزند. برای این منظور از روش های مختلفی چون قرار دادن کویل بخار در مخازن نگهداری استفاده می شود از جمله این سوخت ها می توان به موادی چون Heavy oil اشاره نمود.
خطوط انتقال هوا یا بخار اتمایزکننده: در صورتیکه سوخت مایع با هوای فشرده ترکیب شده و به صورت اتمایز شده درآید، احتراق بهتری صورت میگیرد. هوای فشرده با مخلو طشدن با سوخت مایع آن را پودرکرده و به ذرات ریز تبدیل میکند. به عنوان مثال سوخت های سبک مانند را با استفاده از هوای فشرده اتمایز می کنند. در صورتیکه سوخت مورد نظر سنگین باشد بجای هوا از بخار برای این کار استفاده می گردد تا علاوه بر اتمایز کردن سوخت آن را گرم نیز بکنند. به عنوان مثال برای سوخت هایی سنگین مانند Heavy oil و Fossil oil از بخار استفاده می نمایند. برای انتقال بخار و یا هوای مورد نیاز به جهت اتمایز کردن سوخت تا مشعل از خطوط انتقال هوا یا بخار اتمایزکننده استفاده می گردد.
تبخیرکننده سوخت مایع: گاهی لازم است که سوخت مایع به شکل گاز درآید تا مورد استفاده قرار گیرد. در این واحدها از تبخیرکننده ها برای اینکار استفاده می نمایند. به عنوان مثال، سوخت گاز در بعضی از واحدهای بویلر به عنوان سوخت اصلی می باشد و از سوخت مایع به عنوان سوخت دوم استفاده می گردد. مواقعی پیش می آید که فشار سوخت گاز کم می گردد و برای رفع این مشکل، سوخت مایع پس از حرارت دیدن و تبدیل به گاز شدن با سوخت گاز ترکیب شده و کم بودن فشار آن را جبران می نماید.
خطوط انتقال سوخت: خطوط لوله ای هستند که سوخت را از مخازن تا مشعل منتقل می نمایند.
صافیها (مایع و گاز): سوخت های مایع و گاز، قبل از ورود به مشعل از صافی هایی عبور می کنند. شکل صافی در سوخت ها با هم تفاوت دارند. صافی های مربوط به سوخت مایع در ورودی به پمپ ها قرار دارند. گازها در مسیر حرکت خود به سمت بویلر به صافی هایی وارد می گردند چراکه ممکن است گرد و غبار و ذرات مایع و … در گازها وجود داشته باشد که باید از آنها گرفته شود و پس از آن وارد بویلر می گردند.
مخلوط کننده یا :mixer در صورتیکه از چند سوخت مایع برای بویلر استفاده گردد، قبل از ورود سوخت به بویلر باید آنها را با هم مخلوط کنند. این عمل در میکسر صورت میگیرد.
سیستم جرقه زنی یا :igniter وسیله ای نصب شده در مشعل می باشد که کار آن روشن نگه داشتن دائمی مشعل می باشد. سیستم های جرقه زنی در مشعل های نفت و گاز سوز تحت شرایط خاص تعیین شده برای آنها سوخت ورودی به کوره را شعله ور میکنند.

9-2-3)بخش گردش هوا:
بدیهی است برای اینکه شعله ایجاد شود هوا لازم است که این هوا از محیط و به وسیله FD fan ها مکیده می شود و برای اینکه برای احتراق آماده شود باید ابتدا پیش گرم شود. پس در دو مرحله یکبار با دود خروجی از احتراق گرم شده و بار بعد به وسیله ژانگستروم ها که وظیفه ی آنها گرفتن دما از دود و دادن آن به هوای ورودی به بویلر است پیش گرم می شود سپس به درون اتاق احتراق رفته و هوای لازم جهت احتراق را ایجاد میکند بخشی از هوا توسط فن های خاصی به اسم GR fan دوباره در بویلر ریسیرکوله می شود و بخشی از آن جهت گرم کردن هوا استفاده می شود و سپس به وسیله دودکش دوباره به محیط تحویل داده می شود.
نکته حائز اهمیت در مورد فن های بویلر این است که هر دو این فن ها از نوع بک وارد هستند تا کثیفی های ناشی از سوختن شامل دوده ها و … روی آنها رسوب نکند.
سیستم هوای بویلر هوای لازم برای احتراق را از طریق یک محفظه در هر اتاق احتراق تامین میکند
نکته لازم به ذکر این است که راندمان بویلر نیروگاه منتظر قائم 90% است.

10-2-3) دمنده های دوده یا soot blower:
بر روی لوله های سوپرهیتر و پایین رونده ممکن است که ذراتی از قبیل دوده و یا ترکیبات دیگر رسوب نماید. این لایه رسوب کرده بر روی سطح لوله دو مشکل عمده ایجاد می نماید:
1- همانند یک عایق سبب کاهش انتقال حرارت از گازهای حاصل از احتراق به لوله می گردد و لذا بخار و یا آب درون لوله ها به اندازه کافی انرژی حرارتی را جذب نم یکنند و اتلاف حرارتی بویلر افزایش می یابد.
2- رسوب دوده ها بر روی لوله ها و بخش هایی که در مسیر عبور گازهای حاصل از احتراق هستند سبب کاهش سطح مقطع جریان گاز و نهایتا افت فشار می گردد. از اینرو فشار درون محفظه احتراق بالا رفته و احتراق مشعل را دچار مشکل می نماید.
در نتیجه، باید سطوح دوده گرفته تمیز شوند. برای اینکار از وسیله ای به نام دود هزدا یا soot blower استفاده می گردد. دوده زدا در اصل یک لوله است که دارای سوراخ هایی بر روی دیواره خود بوده و از این سوراخ ها، بخار با فشار زیاد بر روی سطوح لول هها جت م یگردد و بدین ترتیب لول هها تمیز م یشوند. انواع مختلفی از این دوده زداها وجود دارد:
1-نوعی از دوده زداها هستند که در فواصل لوله های پایین رونده و به صورت ثابت قرار دارند. نحوه عملکرد آنها بدین صورت است که در دوره های زمانی مورد نیاز بخار از سوراخ ها خارج می گردد.
2- نوعی از دوده زداها که عموما در بخش سوپرهیت کننده ها قرار دارند، به صورت متحرک هستند. آنها از طریق یک ریل به داخل بویلر وارد شده و به سمت جلو حرکت می کنند و سپس بخار را بر روی سطوح مختلف جت می کنند و پس از تمیز کردن لوله ها مجددا به بیرون بر می گردند.
دوده زداها بر حسب طراحی به صورت افقی و یا عمودی وارد بخش جابجایی می گردند.

11-2-3)بلودان(blow down):
عملیات کاهش غلظت آب در بویلر با استفاده از blow down صورت می گیرد. در طی این عمل مقداری آب از بویلر تخلیه می گردد. بلودان به شکل لول های است که سطوح جانبی آن سوراخدار بوده و به صورت افقی نسبت به مخزن و سطح مایع قرار داشته و بخشی از آب از طریق آن تخلیه می گردد. میزان دبی آب تخلیه توسط شیری کنترل می گردد ولی عموما مقدار خروجی به صورت درصدی از آب ورودی به بویلر در نظر گرفته م یشود. به عنوان مثال در بعضی از بویلرها این مقدار حدود 5 درصد است ولی ممکن است بسته به شرایط کیفیت آب این مقدار تغییر نماید. افت آب blow down، توسط آب تغذیه با درجه خلوص بالاتری جبران می شود. بلودان بویلر می تواند به صورت پیوسته یا متناوب، بسته به میزان افزایش آلودگی آب بویلر عمل نماید. بلودان پیوسته از مخزن بخار و معمولا بلودان متناوب از مخزن لجن صورت می گیرد. در بعضی از بویلرها بلودان مخزن لجن نیز به صورت پیوسته می باشد.
آبی که به عنوان بلودان از بویلر تخلیه می گردد دارای دمای بالایی می باشد و با خروج آن از بویلر، مقادیر زیادی انرژی از این طریق اتلاف می گردد. برای بازیافت انرژی تلف شده از این طریق راهکارهایی وجود دارد، در صورتیکه بتوان شدت جریان یکنواختی از بلودان را در اختیار داشت می توان برای بازیافت انرژی، فرایندی را در نظر گرفت، از اینرو بلودان پیوسته از بلودان ناپیوسته مناسب تر به نظر می رسد

3-3:کندانسور و سیستم خنک کن:
بخار خروجی از توربین برای سیستم نیروگاه به همان صورت قابل استفاده نیست و لازم است که تبدیل به آب شود تا در مسیر بتوان از پمپ استفاده کرد از طرفی طبق قوانین ترمودینامیکی حتما باید Ql مصرف شود تا بتوان یک چرخه ترمودینامیکی را درست کرد.پس این مقدار گرمای در کندانسور تلف می شود .
کندانسور و سیستم های خنک کن شامل بخش های زیر است:
1)سیستم آب گردشی
2)CWP
3)برج های خنک کن تر
4)کندانسور
1-3-3:سیستم آب گردشی :
آب سیکل که به صورت بخار در آمده است توسط آب گردشی خنک شده و دمای خود را از دست می دهد و به جای آن آب گردشی گرم می شود که گرمای خود را در برج خنک کن (cooling Tower) از دست می دهد که در ادامه گفته خواهد شد.
آب گردشی فقط سختی زدایی می شود و از آب سیکل جداست و مراحل تصفیه آب گردشی بسیار کمتر است.
2-3-3:CWP :
این پمپ ها برای چرخاندن آب گردشی از برج خنک کن تا مسیر کندانسور استفاده می شود که به آنها پمپ آب گردشی (circulating water Pump) گفته می شود که به اختصار CWP نوشته می شود.
این پمپ ها از نوع پمپ های رادیال شعاعی محسوب می شود و برای هر واحد سه عدد پمپ وجود دارد که دوتای آن 100 درصد فعال و یکی از آنها به اصطلاح استند بای است تا در شرایطی که یک پمپ از مدار خارج شد جایگزین آن شود.

3-3-3:برج خنک کن تر :
این نوع برج با ریخته شدن آب از بالا و ایجاد جریان هوا به وسیله فن و ریختن آب بر روی صفحات چوبی انتقال حرارت را انجام می دهد هوا به وسیله فن ها از بیرون مکیده می شود و بخشی از گرمای آب را به شکل بخار از آب جدا میکنند و از بالای فن ها به بیرون می دهند. در انتها این آب ها که خنک کاری شده اند در یک فضای استخر مانند به عمق حدودا 6 متر جمع شده و آماده برای بازگشت به کندانسور خواهند بود

4-3-3:کندانسور :
در طبقه دوم سالن کمپرسور یک مخزن بزرگ سبز رنگ وجود دارد که کندانسور نام دارد و یک مبدل حرارتی است که گرما را از بخار گرفته به آب تبدیل میکند و آن را به سوی پمپ هیتر شماره 1 میفرستد.
کندانسور علاوه بر دو مبدل یک مخزن جمع شدن آب هم هست به عبارت دیگر علاوه برا دو واتر باکس که به منظور گرفتن گرما است یک هات ول هم دارد که مخزن آب خروجی از کندانسور است.

4-3:هیتر ها:
وظیفه ی هیتر ها پیش گرم کردن آب به منظور بالا بردن راندمان بویلر است در نیروگاه منتظر قائم هیتر ها به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
1)هیترهای فشار قوی
2)هیتر فشار ضعیف
3)دی اریتور
1-4-3:هیترهای فشار قوی :
این نوع هیترها بعد از پمپ قرار دارد از همین رو به آنها هیتر های فشار قوی یا هیتر های فشار بالا گفته میشود(high pressure heater) وظیفه آنها گرم کردن آب قبل از ورود به بویلر است
2-4-3:هیترهای فشار ضعیف:
این هیتر ها قبل از پمپ قرار دارند و به همین دلیل به آنها هیتر های فشار پایین یا فشار ضعیف گفته می شود(low pressure heater) و وظیفه آنها مانند هیتر های نوع قبل است به این دو نوع هیتر هیتر های بسته گفته می شود.

3-4-3:دی اریتور ها:
که به آنها هیتر های باز هم گفته می شود.این نوع هیتر قبل از فید واتر پمپ قرار دارد به عبارتی آخرین هیتر قبل از پمپ ها است . این نوع دی اریتور ها از نوع سینی ای هست که علاوه بر اینکه گرم کن است وظایف دیگری هم دارد که به شرح زیر است:
1)ذخیره آب در محفظه استوریج تانک خود
2)هوا زدایی از آب و گرفتن گازهایی مانند اکسیژن از آب که باعث خوردگی نشود.

5-3:فید واتر پمپ:
فید واتر پمپ یا پمپ آب تغذیه به پمپی گفته می شود که وظیفه آن چرخاندن آب سیکل بسته یا آب تغذیه و و بالا بردن فشار آب است .عموما از پمپ های سانتریفوژ ورفت و برگشتی برای این منظور استفاده می گردد. پمپ های تغذیه معمولا دارای دو نوع محرک توربینی و الکتروموتور هستند. در زمان راه اندازی بویلرکه هنوز بخار در دسترس نمی باشد، از پمپ الکتریکی استفاده شده و پس از راه اندازی و تولید بخار پمپ های توربینی در سرویس قرار می گیرند. علت این امر این است که چنانچه به هر دلیلی برق واحد بخار قطع و یا دچار نوسان شود، خللی در تولید بخار مجتمع بوجود نیاید و واحدهای مصرف کننده بخار دچار مشکل نشوند. بعضا قطع نابهنگام بخار برای برخی از واحدهای تولیدی، ضرر و زیان فراوانی را به دنبال دارد.در هر واحد سه نوع ازین پمپ وجود دارد که 2 پمپ در حال کار و سومین پمپ هم در حالت کارکرد استندبای است. این سیستم مانند همه ی پمپ ها دارای سیستم خنک کاری و سیل بندی است که برای نشت آب است.البته سیل بندی های پمپ ها تا حدی سوخته شده بود که علت آن را جا باز کردن شفت روی سیل بند ها عنوان میکردند و مشکلی را در بر نداشت محاسبه اندازه یاتاقان های شفت باید با دقت بالا انجام شود تا شفت برای چرخش درون یاتاقان نه ول باشد نه زیاد درگیر باشد که باعث خرابی بشود این پمپ ها هم شامل صفحات ثابت و متحرک بود و ساخت شرکت pacific pump بود .و دارای دور 2975rpm بود و همینطور دبی 1340 gpm را تامین میکند تا آب برای چرخش مشکلی نداشته باشد و همواره دو پمپ فعال در کار با هم موازی هستند.

6-3:سیستم تصفیه آب:
به سه دلیل عمده آب بویلر مورد تصفیه قرار می گیرد، این دلایل عبارتند از:
1-جلوگیری از تشکیل رسوب
2-به حداقل رساندن خوردگی در سیست مهای بویلر و بخار
3- حفظ کیفیت بخار
اصولا فرایندهای تصفیه آب بویلر شامل دو دسته تصفیه خارجی و داخلی می باشد. در تصفیه خارجی کارهایی چون حذف ذرات سوسپانسیونی، حذف گازهای حل نشده ای مانند اکسیژن و سختی گیری از آب صورت می گیرد. در انتهای بخش تصفیه خارجی باید مقادیر سختی، قلیائیت، مقدار سولفات ها، سیلیکات و ذرات سوسپانسیونی موجود در آب در کمترین مقدار خود باشند. مقدار مجاز این ترکیبات توسط انجمن مقدار سازندگان بویلر در آمریکا یا ABMA تعیین و ارائه شده است، همانگونه که مشاهده می نمایید، این پارامترها در فشارهای مختلف فرق میکند. در کل هرچه فشار و دمای عملیاتی بویلر بالاتر باشد، باید در تصفیه آب ورودی به بویلر سختگیرانه تر عمل نمود، چراکه ناخالصی های موجود اثرات شدیدتری بر بویلر می گذارند . به عنوان مثال، مقدار مجاز سیلیکات در فشار psi 200 در حدود 125 ppmو در فشار psi800 در حدود 20 ppm می باشد. یعنی با افزایش فشار مقدار مجاز سیلیکات در آب بویلر کاهش یافته است. تصفیه داخلی آب بویلر به علل مختلف و با تزریق مواد شیمیایی به آب بویلر صورت میگیرد. مهترین دلایل تزریق مواد شیمیایی در این بخش شامل موارد زیر می باشد:
1-تنظیم pHو حفظ میزان قلیائیت برای جلوگیری از ایجاد رسوب و خوردگی
2- سختی گیری از آب ورودی
3- جلوگیری از تشکیل لجن یا Boiler sludge conditioning
4- حفاظت از بخش های در معرض حرارت از آ بگرم
5- هواگیری و جلوگیری از خورندگی اکسیژن
6- جلوگیری از شکنندگی قلیائی
7- جلوگیری از تشکیل فوم
8- تشکیل فیلم محافظ برای جلوگیری از خوردگی
9- جلوگیری از خوردگی بوسیله بخارات کندانس شده
تصفیه آب و بخش شیمی یکی از بخش های دیگر نیروگاه بود که در بازدید از آنجا ابتدا به آزمایشگاه شیمی رفتیم که به گفته مهندس کشاورز که مسئول بخش شیمی بودند هر سه ساعت یکبار نمونه های آزمایشی از تمام مقاطعی که امکان نمونه گیری هست نمونه گیری می شود و برای کنترل کیفیت به آنجا فرستاده می شود و بنابر گزارش این آزمایشگاه درصد سود و اسید تنظیم میگردد.
غیر از این بخش بخش شیمی شامل بخش های دیگری نیز هست که در ذیل نام می بریم:
1)کلاری فایر ها
2)اتاق تصفیه آب

1-6-3)کلاری فایر:
آب که از تلمبه خانه کشیده می شود وارد یک استوانه عظیم 5 لایه می شود که وظیفه ی آن گرفتن سختی های دائمی آب است و در مرکز آن آب وارد شده و با محلول کردن مواد یونی کرم رنگ باعث ته نشین شدن مواد محلول در آب می شود که در نهایت از لایه 4 ام آب از مسیر مشبکی رد شده که اگر قسمتی هم مانند پلاستیک یا غیره روی آن مانده است رد نشود سپس وارد اتاق تصفیه می شود.

2-6-3)اتاق تصفیه:
بعد از گرفته شدن سختی آب باید به لحاظ مقدار خاصیت اسیدی و بازی هم کنترل شود و برای همین مقداری آهک و مقداری رزین و سایر مواد به آن اضافه می شود تا خاصیت مناسب را برای وارد شدن آب به سیکل پیدا کند همانطور که در گذشته هم گفته شد آب سیکل مراحل تصفیه جدای از آب گردشی دارد و برای آب گردشی تنها گرفته شدن سختی کافی می باشد.

7-3:سیستم روغن کاری:
سیستم روغن کاری برای سیل بندی و خنک کاری یاتاقان و ایجاد فیلم روغن بین یاتاقان و شفت علی الخصوص در توربین که ضخامت لایه باید حد معینی در حد 10/1 میلیمتر باشد بسیار اهمیت دارد. ابتدا روغت در یک مخزن ریخته می شود که از صافی میگذرد و بعد از گذر از انواع صافی ها (که اکثرا به صورت پارچه ای هستند) به مخزن استوریج تانک روغن فرستاده می شود و از آنجا به مکان هایی که روغن نیاز است فرستاده می شود و سپس بعد از،از گرم شدن و از دست دادن ویسکوزیته خود دوباره برای خنک کردن می رود و پس از آن مجددا به استوریج تانک بر میگردد

8-3 سایر سیستمها:
1)سیستم بوستر پمپ ها: بوستر پمپ ها نوعی از پمپ های شعاعی است که برای بالا بردن موضعی فشار آب استفاده می شوند نمونه ی آن را میتوان در زیر کندانسور دید که خروجیی از کندانسور برای خنک کردن روغن ابتدا وارد این پمپ ها شده و فشارش بالا می رود و پس از خنک کاری روغن ها و یاتاقان هایی که با روغن و هیدروژن خنک کاری نمی شوند به کندانسور بر میگردد.
4)نیروگاه سیکل ترکیبی
با توجه به دو مشکل اساسی نیروگاههای گازی یعنی بازده کم آن و تلفات حرارتی زیاد
( ناشی از هوای داغ خارج شده از توربین گازی ) استفاده از نیروگاههای سیکل ترکیبی مفید به نظر می رسد. در واقع عموماً سیکل های نیروگاههای چرخه ترکیبی از دو سیکل گازی و بخاری تشکیل شده اند تا با استفاده از انرژی حرارتی هوای خارج شده از توربین نیروگاه گازی در دیگ بخار بازیاب سیکل بخاری ، بخار مناسبی برای به چرخش در آوردن توربین بخاری مهیا شده در نتیجه بازده این نیروگاه ها و تلفات حرارتی آنها نسبت به نیروگاههای گازی بهبود می یابد . همان طوری که ذکر شد یکی از راههای بسیار مناسب در بالا بردن بازده نیروگاههای گازی و افزایش کار سیکل ، استفاده از انرژی بسیار زیاد موجود در گازهای خروجی از توربین های گازی ( برای تولید بخاری ) می باشد . به چنین نیروگاههایی که ترکیبی از توربین های گازی و توربین های بخاری است نیروگاههای سیکل ترکیبی می گویند.
اجرای چنین سیکل ترکیبی امکان پذیر می باشد . زیرا دمای سیال ورودی به توربین های گازی با قدرت زیاد، بسیار بالا ( بین 1100 تا 1450 درجه سانتیگراد ) است و این در حالی است که دمای سیال ورودی به توربین بخاری ، نسبتاً پایین ( تا 650 درجه سانتی گراد ) می باشد پس امکان انتقال حرارت ازگازهای خروجی ازتوربین گازی به سیال سیکل بخاری امکان پذیر می باشد.
این سیکل ها علاوه بر داشتن بازده و توان بالا ، دارای مزایای دیگری از قبیل انعطاف پذیری در تولید، راه اندازی سریع قسمتی از تولید ، مناسب بودن برای بارهای پایه و عملکرد دوره ای می باشد. البته این نوع نیروگاهها دارای مشکلات و معایبی هم می باشد که از جمله می توان با وابستگی تولید واحدهای بخاری آن به واحدهای گازی و تفاوت طول عمر هر دو نوع واحد اشاره نمود. در این جا به راحتی می توان نتیجه گرفت که بازده نیروگاه سیکل ترکیبی از نیروگاه بخاری بیشتر است و بازده نیروگاه بخاری از نیروگاه گازی بیشترمی باشد . بنابراین بازده نیروگاه سیکل ترکیبی از هر دو نیروگاه بخاری و گازی بیشتر می باشد .
همان طور که می دانیم نیروگاه سیکل ترکیبی منتظرقائم از شش واحد گازی و سه واحد بخار تشکیل شده است . که هر دو واحد گازی تشکیل یک واحد بخار را می دهند به هر دو واحد گازی یا یک واحد بخار یک استیج (Stage ) یا یک مدول (Module) می گویند
توضیحاتی کوتاه در باره نیروگاه گازی و بخاری واحد سیکل ترکیبی به شرح ذیل میباشد:

تجهیزات نیروگاه گازی
تجهیزات اصلی نیروگاه گازی عبارتند از :
1-کمپرسور
2-محفظه های احتراق
3-توربین گازی
4-ژنراتور
نحوهعملکرد توربین گاز
هوا از طریق کمپرسور مکیده می شودبنابراین فشارهوا در هر مرحله زیاد می شودودرمحفظه احتراق سیال هوابا فشارزیاد با سوخت مخلوط شده و مشتعل می شود و هوا منبسط می گردد.سیال خروجی از محفظه احتراق گاز داغ با دما وفشار زیاد می باشد برای اینکه گاز داغ ورودی، توربین را به حرکت در آورد باید گاز داغ با فشار زیاد تبدیل به گاز داغ باسرعت زیاد شود .این کار توسط نازل ابتدای توربین انجام می شودسپس سرعت زیاد گاز داغ باعث چرخش روتورتوربین می شود وحرکت دورانی محور چرخنده تولیدانرژی مکانیکی می کند البته تجهیزات جانبی دیگری برای هر کدام از این مراحل وجود دارد که در قسمتهای بعدی به تشریح تجهیزات مذکور خواهیم پرداخت.

1-فیلتر ها
در ورودی هر کمپرسور سه طبقه فیلتر وجود دارد که در هر ردیف حدود 360 عدد فیلتر قرار دارد که وظیفه اصلی آنها تصفیه هوای ورودی به کمپرسور می باشد.بنابراین در ورودی هوای کمپرسور تعداد 1080 عدد فیلتر وجود دارد تا هوای ورودی به کمپرسور همیشه پاک و تمیز و بدون ذرات اضافی داشته باشد.با توجه به اینکه حجم هوای لازم در کمپرسور بالا می باشد اتاق فیلتر مربوطه حجم بزرگی از کل واحد را به خود اختصاص می دهد. فیلترهای کمپرسور ازنوع کاغذی می باشند که از کاغذ 5 میکرونی تهیه شده است. در زیراین طبقات فیلتر، سیستمی تعبیه شده برای تمیزکاری فیلترها وجداشدن گرد وغبارهوا ،این سیستم به این صورت عمل می کند که از هوای فشرده شده کمپرسور لوله کشی انجام شده وبه وسیله ولوهایی که در مسیر تعبیه شده است هوا به صورت پالسی در بالای فیلترها بسمت داخل فیلتر هدایت می شود که با این کار، گردوغبار ازروی فیلترهاریخته می شود بعبارت دیگر وظیفه این سیستم تمیزکاری فیلترها درحین کار واحد می باشد.
2- کمپرسور
کمپرسور بکار رفته در نیروگاه از نوع جریان محوری می باشد بدین معنی که هوا در امتداد محور کمپرسور به جلو رانده می شود. بنابر ساختار کمپرسور با کم شدن سطح مقطع میزان فشردگی هوا بیشتر می گردد. هوای تمیزشده بعداز عبور ازفیلترهای هوا کمپرسور می شود وطی17 مرحله در کمپرسور فشرده می شود . چون هوای ورودی به کمپرسور باید فشرده شود پس کمپرسور را به صورت شیپور واگرا نشان می دهند. نسبت تراکم در کمپرسور 1به 9است یعنی فشار هوای خروجی از کمپرسور 9 برابرفشار ورودی می باشد. هوا در طول مسیر خود از میان پره های ثابت و متحرک عبور نموده تا فشار آن به مقدار مطلوب برسد. وظیفه پره های ثابت دادن زاویه مناسب به هوا و تبدیل سرعت به فشار می باشد در صورتی که پره های متحرک وظیفه سرعت دادن به هوا و راندن هوا به جلوی کمپرسور می باشد. در ابتدای راه اندازی و ازکاراندازی به منظور حفاظت ازضربه های ناگهانی ناشی از عبور حجم زیاد هوا،که در راه اندازی و از کاراندازی بوجود می آید از مرحله یازدهم کمپرسور4 انشعاب می گیرند وقسمتی از هوای مرحله 11 را به بیرون انتقال می دهند

نمایش پره های کمپرسور
یعنی از طریق این چهار انشعاب قسمتی از هوایی که در حال متراکم شدن است رابه اگزوز انتقال می دهند این4انشعاب دارای چهار عدد ولو نیوماتیکی می باشندکه اصطلاحاً به آن Bleed valve می گویند. بعد از رسیدن کمپرسور به دورنامی (3000دور) و پس از اینکه کلید تحریک ژنراتور بسته شد این چهار تا والو بسته می شوند ولی تاقبل از رسیدن به دور نامی مقداری ازهوای فشرده از این 4 عدد والو خارج می شود. هوای فشرده از طریق خروجی کمپرسور به سمت اتا ق های احتراق هدایت می شود ازمرحله پنجم کمپرسور مقداری هوای فشرده جهت آب بندی یاتاقان ها انشعاب گرفته می شود
3- گایدون
در کمپرسور تعدادی پره های کنترلی متحرک وجود دارد که با تغییر زاویه اشان باعث تغییر دبی هوا می شود . در حالت بسته پره های گایدون 34 درجه باز هستند. گایدون ها شامل سه سطح هستند.84 , 56 , 34 صفر گایدون 34 می باشد که این حالت بسته به شمار می آید. این پره ها دارای محرک هیدرولیکی هستند. این پره ها در 35 مگاوات شروع به باز شدن می کند و در 65 مگاوات به حداکثر زاویه یعنی 84 درجه می رسد.
با توجه به اینکه اگر دمای بخار توربین بخار در دمای 490 درجه برسد آلارم و در دمای 460 درجه تریپ می کند. بنابر این در صورتی که بخواهیم بار واحد بخار را کاهش دهیم برای اینکه دما پایین تر از حد مجاز نشود، فلوی هوای ورودی را بوسیله گایدون ها کاهش می دهیم.
برای دسترسی به دمای مطلوب (540- 520 ) حداقل زاویه گایدون به 57 درجه می رسد که حداقل باری معادل 70 مگاوات ایجاد می نماید.
4- سیستم احتراق
سیستم احتراق از نوع جریان معکوس می باشد باچهارده اتاق احتراق که درمحیط دایره ای پوسته Discharge کمپرسور کنار هم قرار گرفته اند.که در شکل1-13 دیده می شود.

نمایش جهت حرکت گار داغ در داخل لاینر
این سیستم همچنین دارای نازل های سوخت، سیستم جرقه زن ،آشکارهای شعله
ولوله های انتقال شعله می باشد.گازهای داغ ایجاد شده دراثر اشتعال سوخت دراتاق احتراق جهت گرداندن توربین استفاده می شود.هوا بافشار بالا ازکمپرسور خارج شده و مستقیماً بدور Transition piece ها وبه داخل Liner ها (اتاق احتراق) وارد می شود. این هوا ازطریق سوراخهایی دایره مانند وارد منطقه اشتعال می شود جهت یابی هوای خروجی کمپرسور بدور محیط اتاق های احتراق درشکل1- 13 نشان داده شده است.اتاق های احتراق درخلاف جهت عقربه های ساعت شماره گذاری شده اند هنگامی که در جهت پایین جریان ایستاده واتاق احتراق را نگاه کنیم شماره از بالا شروع می شود وموقعیت Flame detector , spark plug درشکل نشان داده شده است.تذکر شود که هوا ازطریق نازل هایی جهت اسپری ومخلوط شدن باسوخت به میزان مطلوب وارد اتاق احتراق می شود.همچنین درشکل1- 14 مشاهده می شود که جرقه زن ها دربین اتاق های 13و14 قرار دارد.

نمایش نحوه قرار گرفتن محفظه های احتراق
1-4- نازل های سوخت
هر اتاق احتراق مجهز به یک نازل سوخت شده که مقداری سوخت معین واندازه گیری شده را به داخل لاینرهای اتاق احتراق بپاشد.

نمایش نازل سوخت
سوخت گاز مانند، مستقیماً از بین سوراخ های دقیقی که در داخل دیواره های خارجی Swirl tip ایجاد شده است بداخل هر اتاق وارد می شود هنگامیکه از سوخت مایع استفاده می شود این سوخت در داخل محفظه نازل (Nozzle swirl ) توسط هوای فشار بالا آتمایز (به ذرات ریز تقسیم) می شود.مخلوط هوا وسوخت وهوای آتمایز شده در محفظه احتراق اسپری می شود.عملکرد Swirl tip حالت چرخشی دادن به هوای احتراق می باشد تا نتیجه خیلی کاملی از احتراق بدست آید.ودر اصل از دود کردن واحد در حین بهره برداری ممانعت بعمل آورد.باملاحظه شکل1-21 جزئیات نازل سوخت را می بینیم
5- توربین گاز
بخش سه مرحله ای توربین بخشی می باشد که در آن گاز داغ باانرژی، به فرم فشاردار و بادرجه حرارت بالا که در کمپرسور واتاق احتراق تولید شده تبدیل به انرژی مکانیکی می شود.
5-1- روتورتوربین
روتور توربین شامل دو شفت چرخ،اولین،دومین،سومین مراحل چرخ توربین با پره های مر بوط به دو Spacer توربین می باشد اجزاء روتور به نحوی انتخاب ودر وضعیتی قرار می گیرند که حداقل تصحیح بالانس را نیاز داشته باشد.

5-2- پره های متحرک توربین
پره های توربین همانطور که درشکل ملاحظه می شود اندازه طولی شان از اولین تا سومین مرحله افزایش پیدا می کند.بعلت افت فشار ناشی از تبدیل انرژی درهر مرحله لازم است تا فضای بعدی دریک سطوح دایره ای متحدالمرکز جهت پذیرفتن جریان گاز افزایش یابد .بنابراین بالاجبار اندازه پره ها می با یستی افزایش پیدا کند. این افزایش طول پره رادر شکل نیز می توان دید.یا بعبارت دیگر پره های توربین از مرحله اول تا مرحله سوم باید به تناسب ویکسان انرژی کسب کنند تادر شفت توربین پیچش ایجاد نشود.
پره های مرحله اول توربین در تماس با هوا با بیشترین دما وفشار می باشد بنابراین این پره ها کوچکتر وسطح کمتری دارند تا مقدار انرژی که کسب می کنند باپره های مرحله دوم که درتماس باگازهایی با دما وفشار کمتری نسبت به پره های مرحله اول می باشد برابر باشدبه همین دلیل پره های مرحله دوم توربین بزگتر وسطح تماس این پره ها باگازها نسبت به پره های مرحله اول بزرگتر می باشند همینطور پره های مرحله سوم توربین از پرههای مرحله دوم و اول بزرگتر می باشند .به طور کلی نتیجه می گیریم که انرژی کسب شده توسط پره های توربین در هرسه مرحله باید یکسان باشد .
پره های مرحله اول (منظور همان پره های متحرک مرحله اول )اولین سطوح گردانی هستند که در مقابل گاز های بسیار داغی که ازنازل های مرحله اول خارج می شوند مواجه می شوند .

نمایش شماتیک پره متحرک مرحله اول
– سیستم روغن کاری
اجزای سیستم روغن روان کاری :
1-تانک اصلی روغن به ظرفیت 3300 گالن (12492 لیتر ) که در زیر کوپهاکسسوری قرار دارد. لازم به ذکر است که برای همهکارها وهمه قسمتهااز این روغن استفاده می شود.
2- پمپ اصلی وکمکی روغن
3- فیلترها (دو عدد فیلتر )
4- کولرها (مبدل حرارتی آب وروغن )
اهداف سیستم روغن کاری :
سیستم روغن در واحد گازی دارای وظایف زیر است :
1- روانکاری یاتاقانها و اجزای چرخنده مانند چرخدنده های گیربکس
2- جکینک شفت توربوژنراتور ( یاتاقانهای دو طرف ژنراتور قابلیت جکینگ دارند )
3- تامین روغن مکانیزم هیدرولیکی گایدونهای کمپرسور
4- تامین روغن سیستم مبدل گشتاور(Torque Convertor)
5- خنک کاری یاتاقانها و اجزای چرخنده واحد با جریان سیال روغن
6- تامین فشار هیدرولیکی دمپ والوها (Dump valve) ،کنترل والوهای سوخت و سایر والوهای دیگر.
7- تریپ اویل دادن واحد گازی در شرایط اضطراری
در زمان Start و یا Stop دادن واحد جکینگها در دور 900r.p.m وارد مدار می شوند که وظیفهآنها بلند کردن شفت از روی یاتاقان ها تافیلم روغن زیر شفت درمحل یاتاقان ها تشکیل شود.توجه شود که جکینگها فقط زیر یاتاقان های ژنراتور قرار دارند.

توربین بخار
وظیفه اصلی توربین تبدیل فشار زیاد بخار ورودی به سرعت و سپس تبدیل این سرعت به کار از طریق برخورد سیال به پره های طوربین و انتقال مومنتم میباشد
توربین های بخار معمولا در انواع فشار بالا ، فشار متوسط و کم فشار میباشد که توربین بخار نیروگاه شهید منتظر قائم دارای دو بخش فشار بالا و کم فشار میباشد
انواع توربین بخار
توربین های بخار را در یک دسته بندی کلی می توان به دو دسته ی واکنشی و ضربه ای تقسیم نمود.
توربین ضربه ای: در این نوع توربین بخار ورودی توسط نازل های ثابت(پره های ثابت) انبساط می یابد و انرژی جنبشی حاصل از انبساط صرف به حرکت دراوردن پره های متحرک میشود
توربین واکنشی: توان لازم برای به حرکت درآوردن پره ها توسط جت بخاری به پره های متحرک را ترک میکند
در یک دسته بندی جزئی تر توربین های بخار را میتوان به شکل زیر طبقه بندی کرد:
الف) ضربه ای ساده: این گونه توربین شامل یک طبقه(stage) نازل و یک طبقه پره متحرک تشکیل شده است.
این نوع توربین دارای معایبی از جمله افت زیاد آنتالپی و درو بالای شافت میباشد که بخاطر کاستی های از این دست در صنایع نیروگاهی کاربردی ندارد .
ب)ترکیبی- سرعتی: این دسته از توربین شامل یک طبقه نازل و چندین طبقه پره متحرک میباشد ویژگی این گونه افت کم آنتالپی میباشد ولی ایراد اساسی آن بازده پایین آن است
ج)ترکیبی- فشاری: این نوع از توربین های بخاری در هر طبقه ی خود دارای نازل و پره های متحرک میباشد که باعث بالا رفتن بازده توربین می شود به طوری که در بین توربین ها بالا ترین بازده متعلق به این نوع است
اجزای توربین بخار:
یک توربین بخار از اجزای زیر تشکیل شده:
1. پوسته ی بیرونی
2. بوسته ی درونی
3. روتور
4. درین
5. یاتاقان
6. سیستم سیل کاری

1. پوسته ی بیرونی:

این پوسته که قبل از پوسته درونی قرار دارد تماماً ریخته گری شده و دارای ضخامت زیادی به دلیل تحت فشار بودنش می باشد از جمله معایب ضخامت زیاد این پوسته می توان به دیر گرم شدن و ایجاد تنش حرارتی در اثر عدم گرم شدن اشاره کرد.

2. پوسته درونی:
این پوسته شامل پره های ثابت یا همان نازل ها میباشد
این پره ها بخار را برای برخورد با پره های متحرک آماده میکنند
3. روتور:
روتور که همان شفت توربین می باشد چره های متحرک را روی خود قرارا داده است که این پره ها با دریافت ممنتم بخار ورودی باعث چرخش شافت میشوند
4. درین:
وظیفه ی اصلی این سیستم جلوگیری از تجمع بخارات تقطیر شده در طی راه اندازی ویا در زمان کار توربین با دور کمتر از بار نامی میباشد به تور تفصیل وظایف درین را می توان به صورت زیر بیان کرد:
الف) جمع آوری تقطیرات بخار و هدایت آن به سیکل آب و بخار
ب) درین دادان بخارات در طی راه اندازی یا توقف توربین یا کارکرد با دور پاین
ج) گرم کردن تجهیزات، لوله ها، و والوها تا رسیدن به دمای بهره برداری در طی راه اندازی با استفاده از آب درین شده

5. یاتاقان:
در نیروگاه منتظر قائم برای شافت توربین یک یاتاقان ژرنال و یک یاتاقان تراست در نظر گرفته شده است
وظیفه یاتاقان ژرنال نگه داشتن شفت و جلوگیری از افتادن(نشست) آن میباشد که این یاتاقان در داخل کندانسور و انتهای شافت قرار کرفته است
یاتاقان تراست توربین که بین توربین و ژنراتور قرارا گرفته است علاوه بر کارکرد نوع ژزنال برای جلوگیری از حرکت طولی شفت توربین در اثر نیروی تراست ایجاد شده در حین انتقال ممنتم بخار به پره ها نیز استفاده میشود
هر دو این یاتاقان ها برای کاهش اصطکاک از روغن استفاده میکنند که این فیلم روغن در گذر زمان داغ میشوند که برای جلوگیری از غیر لزج شدن روغن و تغییر دانسیته آن که موجب حرکت شفت و آسیب توربین میشود از دو پمپ (یکی به حالت stand by ) جهت چرخش روغن در یاتاقان ها استفاده میشود
6. سیستم سیل کاری:
جهت جلوگیری از برخورد قطعات ثابت و متحرک توربین مقداری لقی بین قطعات آن وجود دارد که باعث نشت بخار از قسمت HP به بیرون میشود جهت قطع نشتی در قسمت خروج شفت از پوسته توربین از لامینت های استفاده میشود که در این بخش برای قطع کامل نشتی از بخار HP استفاده میشود. اصطلاحاً به این سیستم گلند و به بخار آن gland steam گفته میشود.
در هنگام راه اندازی توربین از سیستم بخار کمکی(auxiliary ) برای سیل کاری استفاده میشود
ژنراتور:
قسمت دیگر واحد تولید توان زنراتور است که قبل از اکسایتر(exciter) و بعد از توربین قرار دارد و به شفت توربین کوپل است .
زنراتور نیروگاه شهید منتظر قائم ساخت شرکت Siemens آلمان و دارای مشخصات زیر است:

10500v ± 5%
125000 kvA
External excitation
Insulation: F
Air cooling 40◦ c
Stator weight 14 Mg
Rotor weight 34.2 Mg
50 Hz
Cosφ = 0.8

کندانسور:
طبق قانون دوم ترمودینامیک برای دریافت کار از سیکل آب و بخار مجبور به تبادل حرارت با محیط (پرت انرژی) هستیم این اتلاف نامطلوب از طریق کندانسور نیروگاه که بعد از قسمت کم فشار توربین قرارا دارا انجام می گیرد
وظیفه اصلی کندانسور تبادل حرارت و تقطیر بخار خروجی از توربین می باشد

در کندانسور هرچه سطح انتقال دما بیشتر باشد اختلاف دمای وردی و خروجی بیشتر است اما در عمل به دلایل اقتصادی اندازه کندانسورها محدود است
از عوامل تاثیر گذار در عملکرد کندانسور یکی اختلاف دمای ورودی و خروجیست که در بالا ذکر گردید و دیگری فشار کندانسور است به طوری که هرچه فشار داخل کندانسور کمتر باشد سطح زیر نمودار T-S بیشتر شده و بازده سیکل بالاتر می رود به همین منظور سعی میشود تا در درون کندانسور خلاء ایجاد شود تا هم مورد بالا ارضاء شود و هم به خروج بخار از توربین کمک شود زیرا در صورت عدم جریان بخار، بخار در خروجی توربین جمع میشود و این یکی از بزرگترین خطرات برای سیتم طراحی شده می باشد. در نیروگاه منتظر قائم گر فشار کندانسور به 0.33 بار برسد آلاررم فعال میشود و درصورت افزایش آن به 0.45 بار واحد تریپ می کند. حداقل فشار قابل تحمل برای کندانسور 0.075 بار می باشد.
کندانسور نیروگاه از نوع تماس مستقیم است یعنی آب خنک شده در برج خنک کن با پاشیده شدن روی بخار خروجی از توربین باعث تقطیر آن می گردد. برج خنک کن نیروگاه از نوع خشک بوده و آب تقطیر شده به همراه آب خنک کن پس از جمع شدن در چاهکی به نام hot wheel توسط دو پمپ به نام cw به این برج باز می گردد وپس از خنک شدن با اختلاف دمای حدود 10 درجه برای کندانس کردن آب مجدداً به سمت واحد باز می گردد.
مقدار کمتری از آب درون hot wheel توسط پمپ extraction به سمت خط اصلی و بویلر می رود.
اگر در هنگام راه اندازی واحد HRSG شرایط بخار (X=1) برای ورود به توربین مناسب نباشد از یک مسیر Bypass قبل از توربین وارد کندانسور می شود ولی قبل از ورود آب خنک روی آن اسپری می شود تا فشار آن برای ورود به کندانسور مناسب گردد.
بعد از خروج بخار از توربین آب توسط نازل هایی بر روی بخارات خارج شده اسپری می شود با این کار بیشتر انرژی بخار گرفته می شود و از ایجاد ضربه در انتهای کندانسور جلوگیری به عمل می آید.
اگر به هر دلیلی خنک کاری توسط برج به خوبی صورت نگیرد آب اسپری شده توانایی کندانس کردن بخار را نداشته و فشار بخار در خروجی توربین بالا می رود و صدمات جبران ناپذیری به توربین وارد می کند.
آب اصلی سیکل بعد از مکش توسط پمپ extraction وارد واحد cpp (کنترل شیمیایی آب) می شود در این واحد به علت عبور از فیلترهای متعدد دچار افت فشار زیاد می شود. برای جبران هد ، از بوستر پمپ در مسیر آب استفاده می شود پس از این پمپ، آب وارد مبدل حرارتی ejector condenser و سپس مبدل gland condenser می شود و در آخرین مرحله به سمت دی اریتور می رود.

5)منابع:
1)کتاب جناب آقای توفیق پور
2)نقشه های ساندرسن و پورتر
3)نقشه ی ترمودینامیکی نیروگاه منتظر قائم

1