زیاد طول کشیده است؟ صفحه بارگذاری را ببندید.

اساس کار توربین گازی v94.2 چگونه است؟(فیلم+عکس)

0

اساس کار توربین گازی v94.2 چگونه است؟

توربین‌ گازی V94.2 تیپ ۵ با توان نامی ۱۶۲MW و راندمان ۳۴٫۹ درصدی یکی از توربین‌های گازی کلاس سنگین محسوب می‌شود که در نیروگاه‌های حرارتی برای به حرکت درآوردن ژنراتورها، استفاده می‌شود. این توربین که در قالب توربین‌های تک‌محوره می‌گنجد قابلیت استفاده در سیکل‌های ترکیبی را نیز دارد و به همین دلیل بسیار مورد توجه سرمایه‌گذاران نیروگاهی می‌باشد. قابلیت دسترسی، اطمینان بالا از عملکرد و همچنین هزینه کم در مقابل توان تولیدی زیاد از مهم‌ترین فاکتورهای اقتصادی این نوع توربین می‌باشد. دمای مناسب سیال در ورودی به قسمت توربین (۱۰۶۰ درجه سانتی‌گراد) سبب افزایش فاصله‌های زمانی تعمیر و نگهداری، قابلیت دسترسی و از سوی دیگر کاهش هزینه‌های سرویس و نگهداری شده است. همچنین قابلیت استفاده از سوخت‌های گاز و گازوئیل را دارا می‌باشد که خود پارامتر مهمی در قابلیت یک توربین محسوب می‌شود.

توربین های گازی v94.2
شماتیک کلی توریبن گازی V94.2

مشخصات توربین‌ گازی V94.2

مشخصات کلی توربین‌ گازی V94.2 عبارتند از:

۱) تک‌محوره بودن

۲) Cold End Drive

۳) دو سوخته، گاز طبیعی و گازوییل

۴) کارکرد زیاد توربین

۵) فرکانس بهره‌برداری HZ۵۰

۶) سرعت شفت در زمان بهره‌برداری rpm۳۰۰۰

که برای به گردش درآوردن ژنراتور در بار پایه و بار حداکثر مناسب می‌باشد.

دیگر مشخصات توربین‌ گازی V94.2 عبارتند از:

۱) یک ردیف پره ثابت با زاویه متغیر در ورودی کمپرسور به منظور تنظیم دبی هوای ورودی (Inlet Guide Vane)

۲) کمپرسور ۱۶ مرحله‌ای

۳) نسبت فشار ۱۱٫۷

۴) وجود پره‌های راهنمای ورودی قابل تنظیم (تثبیت دمای گاز خروجی در بالاتر از ۵۰ درصد بار پایه)

۵) وجود ۲ خط Blow off در مرحله ۵ و خط دیگر در مرحله ۱۰ (تأمین عملکرد پایدار به هنگام راه‌اندازی توربین و جلوگیری از ناپایداری کمپرسور)

۶) توربین ۴ مرحله‌ای

۷) یاتاقان‌های ژورنال در دو طرف ژنراتور و انتهای توربین و یک عدد یاتاقان ترکیبی تراست و ژونال کمپرسور

۸) دو محفظه احتراق سیلویی عمودی در دو طرف مجموعه توربو کمپرسور

۹) ۱۶ عدد مشعل ترکیبی دوگانه‌سوز

 

توربین V94.2
نقشه کنترل‌کننده‌های توربین V94.2

توان بار پایه خروجی توربین‌ گازی V94.2 در شرایط ISO عبارتند از:

۱) ۱۶۲MW با سوخت گاز

۲) ۱۵۹MW با سوخت گازوئیل

احتراق سوخت گاز با سوخت گازوئیل در دو محفظه احتراق متقارن با چندین مشعل که در دو طرف توربین قرار دارند انجام می‌شود که هر محفظه احتراق دارای ۸ مشعل می‌باشد. ژنراتور از طریق یک محور (شفت) به سمت کمپرسور مجموعه توربو کمپرسور متصل شده است. توان الکتریکی تولیدشده توسط ژنراتور از طریق باس داکت به ترانس‌های Unit، Main منتقل می‌گردد.

گازهای خروجی در دمای تقریبی ۵۴۵ درجه سانتی‌گراد از طریق یک دیفیوزر محوری به فشار اتمسفر می‌رسد. گاز خروجی از طریق یک اگزوز عمودی وارد هوای آزاد می‌گردد (این در صورتی است که واحد سیکل ترکیبی نباشد و در صورت ترکیبی بود وارد بویلر می‌گردد).

بخش های اصلی فرایندی توربین گازی v94.2 از دیدگاه مکانیک

سیستم ورودی هوا توربین گازی v94.2

 

توربین گازی v94.2

سیستم ورودی هوا توربین گازی v94.2 وظیفه تامین هوای تمیز و خشک و هدایت آن به کمپرسور را به عهده دارد.

توربین گازی v94.2

ورودی هوا در ارتفاعی بین ۱۰ تا ۲۲ متر از سطح زمین قرار میگیرد. هوا از طریق یک دهانه بزرگ هود مانند وارد این سیستم میگردد. در اولین مرحله اجسام درشت از هوا جدا میشوند.

توربین گازی v94.2

بعد از این مرحله سیستم یخ زدایی یا آنتی آیسینگ قرار دارد که این سیستم در هوای سرد، هوای گرم و فشرده را از آخرین مرحله کمپرسور گرفته و با هوای ورودی مخلوط می کند.

توربین گازی v94.2بعد از آن سندترپ و بعد از آن فیلتر های اصلی قرار گرفته اند.

توربین گازی v94.2هوای تمیز بعد از فیلتر ها از قطعه تبدیل، صدا گیر، خم، و داکت انتقال هوا به کمپرسور عبور می کند. وزن این سیستم در حدود ۲۲۰ تن است.

توربین گازی v94.2

سیستم توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

 

توربین گازی v94.2 از نوع تک شفت Single shaft با محفظه یک تکه می باشد یعنی پره های توربین و کمپرسور همگی بر روی یک چرخ و درون یک محفظه یا کیسینگ قرار می گیرد. این سیستم دارای کمپرسور ۱۶ مرحله ای و توربین ۴ مرحله ای است.

توربین گازی v94.2به منظور جلوگیری از تشکیل امواج ضربه ای در حین راه اندازی و خاموش کردن سیستمی تحت عنوان سیستم blow off در نظر گرفته شده است.توربین گازی v94.2

این سیستم هوای فشرده را در هنگام استارت و استاپ از مراحل مختلف کمپرسور به دیفیوزر خروجی توربین گازی v94.2 تخلیه می کند.

توربین گازی v94.2

هر توربین گازی v94.2 دارای دو محفظه احتراق از نوع سیلویی (silo combustion chamber ) است.

توربین گازی v94.2

این محفظه ها به صورت متقارن به وسیله فلنج هایی در دو طرف محور توربین به بدنه توربین متصل شده اند.

در هر یک از این محفظه های احتراق هشت مشعل burner از نوع هیبریدی قرار دارد.

توربین گازی v94.2

این مشعل ها قابلیت کارکرد با دو نوع سوخت مایع و گاز طبیعی را دارد.

توربین گازی v94.2دیفیوز خروجی توربین گازی v94.2 بین بدنه خروجی توربین و سیستم اگزوز قرار میگیرد و خروجی سیستم blow off نیز وارد این قسمت می شود. وزن سیستم توربین و متعلقات آن در حدود ۲۷۰ تن است.

توربین گازی v94.2

سیستم های سوخت توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

سیستم های سوخت مایع و گاز توربین گازی v94.2  وظیفه رساندن سوخت به مشعل ها و تنظیم میزان سوخت تزریق شده به محفظه احتراق را بر عهده دارند.

هر توربین گازی v94.2 در شرایط ISO در هر ساعت ۴۵۰۰۰ لیتر گازوئیل مصرف می کنند.

توربین گازی v94.2

در صورتی که توربین با سوخت گاز درحال بهره برداری باشد در شرایط ISO مصرفی برابر با ۴۵۰۰۰ نرمال مترمکعب گاز در ساعت دارد.

توربین گازی v94.2

سیستم سوخت گاز توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

ابتدا فشار گاز مورد نیاز نیروگاه در ایستگاه تقلیل فشار کاهش میابد.

توربین گازی v94.2

گاز طبیعی با خروج از ایستگاه تقلیل فشار گاز پس از عبور از اسکرابر اصلی وارد خط لوله انتقال گاز به سالن توربین می شود.

توربین گازی v94.2

غالباً خط لوله تا ابتدای سالن توربین بر روی اسلیپر قرار گرفته و از ابتدای سالن توربین به روی پایپ رک منتقل می شود. در طول مسیر پایپ رک گاز مورد نیاز هر واحد توسط یک انشعاب با قطر ۲۰۰ میلی متر  از مسیر اصلی تامین می شود.

توربین گازی v94.2

سیستم گاز طبیعی در هر توربین گازی v94.2 به دو بخش تقسیم می شود. بخش اول اسکید جداسازی یا اسکرابر در خارج از سالن توربین و در کنار اگزوز قرار دارد.

توربین گازی v94.2

بخش دوم اسکید گاز در داخل سالن توربین است. بخش جداسازی وظیفه تصفیه گاز و اسکید گاز وظیفه تنظیم میزان گاز ورودی به مشعل های اصلی و شمعک ها را به عهده دارد.

توربین گازی v94.2

 سیستم سوخت مایع توربین گازی v94.2

سیستم سوخت مایع به عنوان سیستم سوخت پشتیبان در نیروگاه به کار گرفته می شود. این سیستم گازوئیل را از تانکرهای حمل سوخت در محوطه تخلیه سوخت مایع تحویل گرفته و در مخازن سوخت مایع ذخیره می نماید. گازوئیل ذخیره شده در زمان بهره برداری با سوخت مایع به سمت اسکید گازوئیل پمپ می شود. این سیستم شامل بخش های تخلیه سوخت Unloading، ذخیره سازی سوختStorage tanks و رانش سوخت forwarding است.

توربین گازی v94.2

سوخت از هدر محوطه تخلیه سوخت وارد یک مخزن زیرزمینی با ظرفیت ۱۰۰ متر مکعب می شود.

توربین گازی v94.2

سوخت ورودی به سمت مخازن سوخت مایع پمپ می شود. ظرفیت این مخازن بین ۱۵۰۰۰ تا ۳۳۰۰۰ متر مکعب متغیر است اما معمولا از مخازن ۲۰۰۰۰ مترمکعبی استفاده می شود.

توربین گازی v94.2

به ازای هر توربین گازی v94.2 دو پمپ صد در صد در ساختمان رانش سوخت در نظر گرفته شده است. لوله ها سوخت پمپ شده از سیستم رانش سوخت را با عبور از روی پایپ رک به اسکید گازوئیل می رساند.

توربین گازی v94.2

سوخت از طریق فلش ورودی با فشار ۳bar تا ۷Bar بار وارد اسکید گازوئیل می شود. سوخت ورودی به ترتیب از سیستم تصفیه نهایی، هواگیری و پمپ تزریق گذشته و با فشاری نزدیک به  ۷۰Bar به سمت مشعل ها پمپ می شود.

سیستم جرقه زنی توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

در هنگام راه اندازی توربین گازی v94.2 با سوخت مایع، سیستم جرقه زنی با استفاده از گاز و ایجاد جرقه، شرایط لازم را برای آغاز اشتعال مشعل ها تامین می کند. گاز مورد نیاز این بخش از جنس پروپان و یا مخلوط پروپان و بوتان می باشد.

توربین گازی v94.2

 

سیستم اگزوز توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

این سیستم در نیروگاه های گازی وظیفه انتقال گازهای خروجی به نزدیک ترین محل ایمن در اتمسفر را به عهده دارد، گاز خروجی از طریق دیفیوزر  به دایورتر باکس هدایت شده و از آنجا به سمت دودکش می رود. در صورتی که نیروگاه به سیکل ترکیبی تبدیل شود، گاز های خروجی  از طریق دایورتر دمپر به HRSG  هدایت خواهد شد. دودکش روی دایورترباکس قرار گرفته و به دو بخش مکعب شکل پایین و استوانه ای شکل بالا تقسیم می شود که بخش پایینی نقش صداگیر را در سیستم ایفا می کند.

توربین گازی v94.2ارتفاع انتهای دودکش از سطح زمین ۲۵ متر است. انتقال وزن دودکش و متعلقات آن به فنداسیون توسط یک سازه انجام می­شود. وزن این سیستم در حدود ۲۳۰ تن است.

توربین گازی v94.2

سیستم روغن کاری و بالا بری توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

 این سیستم روغن مورد نیاز روان کاری در یاتاقان های توربین و ژنراتور، ترنینگیر و سیستم بالابری توربین و ژنراتور را تامین می کند. در حین انجام روان کاری روغن موجود در یاتاقان ها حرارت تولید شده در هر بخش را نیز منتقل می کند. روغن این بخش با عبور از مبدل های حرارتی متصل به سیستم خنک کاری خنک می شود.

توربین گازی v94.2

سیستم روغن هیدرولیک توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

سیستم روغن هیدرولیک فشار بالا به منظور اعمال کنترل بر شیرهای قطع در سیستم سوخت رسانی  در نظر گرفته شده است. اسکید تامین کننده روغن هیدرولیک شامل فیلتر ها، پمپ ها و مخزن ذخیره است.

توربین گازی v94.2

سیستم خنک کاری توربین گازیv94.2

توربین گازی v94.2

 

وظیفه اصلی این سیستم، خنک کردن ژنراتور و همچنین روغن موجود در سیستم روغن کاری توربین و کمپرسور است. فین فن کولر در حقیقت یک مبدل حرارتی هوا-آب می‌باشد که برای خنک کردن توربین و ژنراتور مورد استفاده قرار می‌گیرد، در این سیستم آبی که جهت خنک­ کاری توربین و ژنراتور در اطراف آن‌ها در جریان می‌باشد در یک سیکل بسته به مبدل حرارتی منتقل شده و در آنجا با استفاده از مبدل‌ها و فن‌های بزرگ توسط جریان هوا خنک شده و توسط پمپ‌های CCW این بخش در سیکل خنک­کاری توربین و ژنراتور مجدداً به گردش در می‌آیند.

CCW توربین گازی

به عبارت دیگر حرارت آب موجود در این سیستم ها توسط مبدل های حرارتی به آبی که در سیکل خنک کاری جریان دارد منتقل می شود. این آب حرارت جذب شده را توسط مبدل های حرارتی تعبیه شده در فین­فن کولر به محیط دفع مینماید. دو پمپ گریز از مرکز با ظرفیت ۴۱۰ متر مکعب بر ساعت آب را در سیستم به گردش در می آورند.

توربین گازی v94.2

 

بخش های جانبی فرایندی توربین گازی v94.2 از دیدگاه مکانیک (BOP)

توربین گازی v94.2

سیستم بخار کمکی

توربین گازی v94.2

در نیروگاه های طرح نیام مپنا، برای مناطق سرد و معتدل استفاده از بویلر کمکی و تولید بخار برای گرم کردن سوخت درون مخازن ذخیره و گرمایش ساختمان های نیروگاه پیش بینی گردیده است.

توربین گازی v94.2

سیستم اطفاء حریق توربین گازی v94.2

توربین گازی v94.2

برای اطفاء در بخش های مختلف نیروگاه از آب، فوم و دی اکسید کربن بهره گرفته می شود.

توربین گازی v94.2

آب آتش نشانی به عنوان یک سیستم عمومی اطفاء در تمام نیروگاه توزیع شده است. این سیستم در اطراف ترانسفورماتورهای اصلی و واحد به صورت سیستم دیلوج  یا پاشش مستقیم مستقیم در نظر گرفته شده است

توربین گازی v94.2

همچنین در زمان آتش سوزی مخازن گازوئیل و بر روی جداره مخازن سوخت برای خنک کاری مورد استفاده قرار می گیرد.

توربین گازی v94.2

سیستم CO2 برای اطفاء در فضای محصور ژنراتورها و کانتینر های کنترل محلی LCC در نظر گرفته شده است. برای مهار آتش در مخازن سوخت و بخش های اتاق احتراق اسکید گاز و گازوئیل سالن توربین از سیستم پمپ استفاده می شود.

توربین گازی v94.2

سیستم تصفیه آب

توربین گازی v94.2

آب نیروگاه از طریق چاه و یا در صورت امکان از رودخانه تامین شده و در مخزن آب خام  ذخیره می شود تا برای مصارف مختلف از آن استفاده شود. سیستم تصفیه آب خام با توجه به خواص فیزیکی منبع تامین آب و موارد مصرف طراحی می شود. تصفیه خانه آب خام با توجه به TDS آب ممکن است از مراحل مختلفی نظیر تصفیه اولیه شامل کلرزنی، فیلتر شنی و سختی گیر، تصفیه نهایی شامل سیستم RO و تنظیم کیفیت آب تشکیل شده باشد. در این سیستم از تجهیزاتی شامل پمپ های تغذیه آب، خام فیلتر شنی، فیلتر کربنی ، سختی گیر ، فیلتر کاتریج ، پکیج RO ، تانک های ذخیره و مخلوط سازی و پمپ های انتقال استفاده می شود.

سیستم تصفیه پسآب

پسآب های نیروگاه به سه دسته پسآب های روغنی، پسآب های بدون آلاینده و پسآب های انسانی تقسیم شده و برای هر یک از این پسآب ها یک سیستم جمع آوری جداگانه در نظر گرفته شده است. روغن موجود در پسآب های روغنی در اُیل­سپریتور از آب تفکیک شده و خروجی این بخش همراه با پسآب های بدون آلاینده عمدتاً به مصرف آبیاری فضای سبز می رسد. برای این تصفیه پسآب های انسانی نیز از یک پکیج تصفیه استفاده می شود.

سیستم گرمایش و سرمایش

توربین گازی v94.2

گرمایش ساختمان های نیروگاه در مناطق سرد و معتدل به جز ساختمان های اداری، رستورن و کانتین و CCB و اتاق کنترل، عموماً از طریق سیستم های موجود در ساختمان گرمایش مرکزی تامین می شود. برای سرمایش این ساختمان ها عمدتاً از کولرهای اسپلیت و بسته به شرایط منطقه از پکیج های هواساز بهره گرفته می شود.

جرثقیل ها

توربین گازی v94.2

برای نصب تجهیزات و تعمیر و نگهداری آنها در سالن توربین گازی v94.2 از یک جرثقیل سختی با سه هوک  ۶۵ تن، ۱۶ تن و ۱۰ تن بهره­گرفته شده است. در ساختمان های دیگر نیز بسته به نیاز از جرثقیل سقفی یا مونوریل استفاده شده است. در طرح جدید جهت سهولت و تسریع در نصب، سیستم های رانش سوخت، تصفیه آب ، دیزل ژنراتور و پمپ خانه آتش نشانی به صورت پکیج آماده نصب و اجرا خواهد شد.

حالت‌های تریپ توربین گازی V94.2 در شرایط مختلف

تریپ‌های توربین‌ها به دو صورت یا به درخواست سیستم و یا به دلیل بی‌برقی از سمت پست و یا خاموشی سراسری (blackout) به وجود می‌آید که به شرح ذیل قابل معرفی می‌باشد:

۱- تریپ توربین گازی V94.2 در وضعیت Normal

در این حالت پس از Shut Down واحد سریعاً دور توربین از ۳۰۰۰rpm نزول کرده و پمپ اصلی روغن‌کاری به تنهایی عمل روغن‌کاری و روانکاری را انجام می‌دهد پس از رسیدن به دور تقریبی ۶۰۰rpm پمپ‌های جکینگ وارد مدار شده و لیفت شفت را انجام خواهند داد، در دور ۱۵۰rpm ولو ترنینگیر باز شده و با استارت پمپ کمکی روغن‌کاری شفت با دور تقریبی ۱۰۰rpm به چرخش خود ادامه می‌دهد، پمپ‌های اصلی و کمکی و جکینگ­ها به مدت حدود ۲۴ ساعت در مدار می‌باشند که وظیفه روانکاری و خنک­کاری را انجام می‌دهد تا دمای شفت نزدیک دمای محیط برسد. پس از خنک شدن دمای شفت توربین تمامی پمپ‌ها از مدار خارج و سرعت توربین به دور صفر یا Stand Still می‌رسد.

 تریپ توربین گازی V94.2
نمودار تریپ توربین گازی V94.2 در حالت Normal

 

۲- تریپ توربین گازی V94.2 در وضعیت Blackout

در این حالت با ارسال یکی از سیگنال‌های زیر سریعاً پمپ اضطراری (پمپ DC) وارد مدار شده و ظرف کمتر از ۷ دقیقه توربین دور توربین از ۳۰۰۰RPM به دور صفر یا Stand Steel خواهد رسید

  • دریافت سیگنال افت فشار از ترانسمیتر MBV26CP101 کمتر از ۳BAR
  • دریافت سیگنال افت فشار روغن به ‌صورت سخت‌افزاری از طریق سوئیچ MBV26CP003
  • افت ولتاژ باس BME

در این حالت احتمال آسیب‌دیدگی شفت توربین به دلایلی همچون عدم خنک­کاری و همچنین روغن‌کاری و وزن بسیار بالای شفت بسیار زیاد می‌باشد و در صورت عدم استارت پمپ DC به دلیل خطاهای سیستمی و یا حتی انسانی در کانکشن کابل‌ها همانند نیروگاه بخار کرمان که موجب خسارت‌های چندین میلیارد تومانی گردید.

تریپ توربین
نمودار تریپ توربین در حالت Blackout

 

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.