تحقیق نواع نيروگاه هاي برق آبي در ايران

تحقیق نواع نيروگاه هاي برق آبي در ايران (docx) 14 صفحه


دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 14 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

نیروگاه بادی در احداث نيروگاه بادي پيدا كردن محل سايت عامل بسيار مهمي است تا حداكثر بهره برداري را از نيروي باد بدست آورد. اطلاعات اوليه براي احداث نيروگاه بادي بينالود توسط ايستگاه هواشناسي حسين آباد آغاز گرديد و كارهاي مقدماتي آن از سال 74 شروع شد. اطلاعات بدست آمده از ايستگاه در اختيار مهندسين قرار داده شد و پس از مطالعات فراوان سر انجام محل فعلي براي احداث انتخاب گرديد. تونل بادي كه در اين منطقه وجود دارد از امام تقي آغاز و تا كوير سبزوار ادامه دارد و محل احداث نيروگاه در دهانه اين تونل است و بيشترين بهره برداري را از نيروي باد ميكند. نكته مهم بعدي پس از انتخاب محل نحوه چيدمان واحدها است تا بتوان حداكثر استفاده را از نيروي باد كرد. از چندين طرح ارائه شده سرانجام چيدمان 10×6 انخاب گرديد. در فاز اول 43 واحد از 60 واحد با يستي به بهره برداري برسد. قدرت هر واحد 660 ولت است. از 43 واحد فوق 5 واحد از خرداد 83 به بهره برداري رسيده و مابقي در حال نصب و راه اندازي است. واحدها با مشاركت ايران و چند كشور خارجي از جمله آلمان و دانمارك به بهره برداري رسيده به طوري كه 60 درصد توليد داخل و 40 درصد توليد خارج است. كل برق توليد شده توسط واحها توسط كابل به پست (132/20) برده ميشود و توسط آن به شبكه اصلي منتقل ميگردد. خروجي هر واحد 600 وتوسط ترانسفورماتورهاي مجزا به 20000 تبديل ميگردد. در سطح سايتهاي شناخته شده در سطح جهان دو سايت متمايز وجود دارد: سايت آلتامونت پاس كاليفرنيا كه بيش از 7000 توربين دارد و حدود 2 مگا ولت انرژي توليد ميكند و ديگري سايت بينالود. وجه تمايز اين دو سايت در اين است كه در تابستان بيشتر باد مي آيد و در نتيجه توليدي اين دو سايت در تابستان كه پيك مصرف است پيك توليد هم است. يك واحد خود از 4 قسمت اصلي تشكيل شده است: 1- امبيدر سيلندر (سيلندر مدنون) 2- برج (تهتاني و فوقاني) 3- نافل (ماشين فونه) 4- نويز كون (دماغه) ژنراتور نيروگاههاي بادي از نوع آسنكرون ميباشند. در ژنراتور آسنكرون بر خلاف سنكرون لغزش ميتواند بين 3 تا 5 درصد باشد و در كار ژنراتور اختلالي بوجود نياورد. ولي نكته مهم در اينجا انژي بسيار متغيير باد است كه دائما در حال تغيير است و متناسب با آن دور تغيير ميكند. لغزش مجاز اين ژنراتورها 10 درصد است. براي كارآيي بهتر لازم است تا ولتاژ القايي در روتور ثابت نگه داشته شود براي اين كار از سه مقومت متغيير 1 اهمي استفاده ميشود به طوري كه اين مقومتها روي هر فاز قرار ميگيرند و توسط يك مدار كنترلي بطور اتومات تغيير ميكنند. براي انتقال انرژي باد به ژنراتور از مين گيربكس استفاده ميگردد. عموما توربين هاي بادي از لحاظ دور به سه دسته تقسيم ميشوند: 1- دور ثابت 2- دور متغيير 3- دو دوره توربين هاي اين نيروگاه از نوع دور ثابت هستند. دور پره 28 دور در دقيقه و دور ژنراتور 1600 دور در دقيقه است. گيربكس طوري طراحي گرديده است كه ورودي آن متغيير ولي خروجي آن ثابت باشد. اگر باد از مقدار معيني بيشتر گردد توليد برق بطور اتومات قطع ميگردد بطوري كه اگر سرعت باد 5 متر در ثانيه باشد توليد شروع ميگردد و در 16 متر بر ثانيه توليد حداكثر است و نهايتا در 25 متر در ثانيه توليد بطور اتومات قطع ميگردد تا به اجزا واحد آسيب نرسد. البته شرايط بالا با شرط ايزو ميباشند (فشار 1 اتمسفر و دماي 25 درجه) و در جوي سايت بينالود ( 1550 متر ارتفاع از سطح دريا) فول توليد در سرعت 14 متر در ثانيه بدست مي آيد. شرايط راه اندازي و توليد: در زمان راه اندازي ژنراتور ابتدا بصورت موتور به را مي افتد و تا زماني كه سرعت آن به سنكرون برسد ادامه دارد. در اين زمان تغذيه موتور قطع ميگردد و به صورت ژنراتور به كار خود ادامه ميدهد. پره ها: پره ها طوري طراحي شده اند كه بطور اتومات تا 90 درجه تغييرپيدا ميكنند (پيچ كنترل) كلا براي توقف و ترمز واحدها دو روش وجود دارد: 1- در نوك پره ها پره اي ديگر موجود است (پره آيروديناميكي) كه از نوك پره اصلي فاصله دارد و تغيير حالت آن موجب توقف پره هاي اصلي ميگردد ( ترمز ديناميكي) 2- پيچ كنترل: در اين سيستم تمام پره تغيير وضعيت ميدهد و نسبت به روش قبلي مدرنتر است. براي بهره برداي كامل پره طوري قرار ميگيرد كه بيشترين سطح تماس را باد داشته باشد و همچنين در مواقعي كه طوفان است و يا به خاطر سرويس نباي واحد به كار خود ادامه دهد پره ها طوري قرار ميگيرند كه كمترين سطح تماس را باد داشته باشند. در نيروگاههاي بادي بر خلاف نيروگاه گازي انژي ورودي در اختيار ما نيست بلكه براي كنترل شرايط بايستي از وضعيت پره ها استفادده كنيم. اتاقك يا ژنراتور ميتواند 360 درجه به دور خود گردش كند و كابل ارتباط دهنده آن طوري است كه ميتواند تا 4 دور به دور خود بپيچد و پس از آن بطور اتومات باز ميگردد. تمام فرمانهاي اجرايي به واحد توسط واحد كنترلي كوچكي كه در بالاي اتاقك است انجام ميگيرد و از سنسورهاي مختلفي تشكيل شده است و پارامترهاي مختلف را تحت كنترل دارند. در هنگام طوفان كه سرعت باد بسار زياد است واحد كنترل به ياو موتورها فرمان داده و آنها با چرخش ژنراتور به حول خود باعث ميشوند تا ژنراتور در حالت پشت به باد قرار گيرد و از طوفان در امان باشد. تمام قسمتهاي كنترلي به صورت اتومات انجام ميگردد و اپراتور فقط بر كاركرد قسمتها نظارت دارد و تمام اطلاعات به طور لحظه اي ثبت ميگردد و در حافظه كامپيوتر ذخيره ميگردد. تغيير دور ژنراتور بين 1500 تا 1650 دور است و تغيير دور پره بين بين 28 تا 30 دور است. طول پره ها 23.5 و طول برج 40 متر است و وزن هر پره 1.5 و وزن برج 40 وناسل 21 تن است. نیروگاه سیکل ترکیبی(چرخه سیکل ترکیبی) نیروگاه به نيروگاهي گفته مي‌شود كه در آن هم در توربين گازي و هم در توربين بخار قدرت توليد مي‌شود. فكر چرخه تركيبي به منظور بهبود بازده نيروگاه از طريق بهره‌گيري از انرژي گازهاي خروجي توربين، مطرح شد. اين كار را نيز به وسيلة بازيافت گرما مي‌توان انجام داد. بازيافت گرما، انرژي هدر رفته از دودكش را از 70 به 60 درصد انرژي داده شده مي‌رساند. استفاده از مبادله كن گرما منحصراً موجب افزايش بازده مي‌شود و توان خروجي را افزايش نمي‌دهد. در حقيقت، به دليل افت فشار بيشتري كه مبادله كن گرما به چرخه تحميل مي‌كند، استفاده از مبادله كن موجب كاهش نسبت فشار توربين و در نتيجه كاهش توان خالص خروجي به مقدار چند درصد مي‌شود. صرف نظر از اين كاهش اندك در توان خروجي، استفاده از مبادله‌كن گرما به دليل سطح تبادل گرماي زياد آن و لوله‌هاي بزرگ هوا و گاز درآن سبب گرانتر شدن نيروگاه مي‌شود. اثر ديگري كه به كارگيري مبادله‌كن گرما مي‌گذارد اين است كه نسبت فشار بهينه‌اي كه منجر به بيشينه شدن بازده مي‌شود به مقادير كوچكتر ميل مي‌كند و اين امر، توان را كاهش مي‌دهد. چرخه‌هاي ساده در نزديكي توان بيشينه كار مي‌كنند زيرا در مواردي مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه بازده در آنها از اولويت عمده برخوردار نيست. در مقابل، استفاده از چرخه‌هاي بازيابي تنها هنگامي منطقي است كه در نزديكي بازده بيشينه عمل كنند. از اين رو توان خروجي چرخة بازيابي نسبت به توان چرخه ساده به مقدار بيشتري در حدود 10 تا 14 درصد كمتر است. همانطور كه گفته شده بالا بردن بازده نيروگاه توربين گازي به وسيلة بازيابي روش پرهزينه‌اي است. بنابراين بايد به دنبال روشي بود كه با به كارگيري آن بتوان هر دو مقدار بازده و توان را افزايش داد. راه حلي كه براي اين منظور پيدا شده است، استفاده از انرژي بسيار زياد گازهاي خروجي توربين براي توليد بخار جهت استفاده در يك نيروگاه بخار است. اين يك روش طبيعي است چرا كه توربين گاز يك ماشين با دماي نسبتاً بالا (1100 تا ) و توربين بخار يك ماشين با دماي نسبتاً پايين (540 تا ) است. اين كاركرد توأم توربين گازي «در طرف گرم» و توربين بخار در «طرف سرد» را نيروگاه چرخه تركيبي مي‌نامند. چرخه‌هاي تركيبي علاوه بر داشتن بازده و توان بالا، از مزاياي ديگري نيز مانند انعطاف‌پذيري، راه‌انداز سريع، مناسب بودن براي تأمين بار پايه و عملكرد دوره‌اي و بازده بالا در محدود گسترده‌اي از تغييرات بار برخوردار است. در نيروگاههاي تركيبي امكان استفاده از زغال سنگ، سوختهاي سنتزي و انواع ديگر سوختها وجود دارد. عيب بارز چرخه تركيبي، پيچيدگي آن است، زيرا اساساً در چرخه تركيبي از دو نوع تكنولوژي متفاوت استفاده مي‌شود. ايده چرخ تركيبي يك ايدة تازه نيست ودر اوايل اين قرن پيشنهاد شد. اما در سال 1950 بود كه اولين نيروگاه تركيبي ساخته شد. بعداز آن تاريخ تعداد نيروگاههاي تركيبي نصف شده، به ويژه در دهة 1970، به سرعت افزايش يافت، تخمين زده مي‌شود كه تا انتهاي دهة 1970 در حدود 100 واحد نيرواه تركيبي با ظرفيت كل MW150000 در سراسر جهان ساخته شود. چرخه‌هاي تركيبي به صورت‌هاي متعددي پيشنهاد شده‌اند كه مهمترين آنها عبارتند از: 1) ديگ بازيافت گرما با احتراق اضافي يا بدون آن 2) ديگ بازيافت گرما مجهز به بازيابي و يا گرمايش آب تغذيه 3) ديگ بازيافت گرما با فشار بخارچندگانه 4) چرخه بسته توربين گازي با گرمايش آب تغذيه در چرخة بخار در اين تحقيق، چرخه‌هاي تركيبي بسته توربين گازي با گرمايش آب تغذيه در چرخه بخار توضيح داده شده است. در اين تحقيق كه شامل دو قسمت كلي است، در ابتدا طرح كلي چرخة تركيبي (سيكل تركيبي) به صورت كلي مورد بحث قرار گرفته و در قسمت دوم، نحوة كاركرد دقيق و انواع مختلف قسمت‌هاي چرخه به صورت جداگانه مطرح گرديده است. نيروگاه هاي گازي نيروگاه هاي گازي ، كاربردهاي ويژه اي دارند. نيروگاه گازي به نيروگاهي مي گويند كه برمبناي سيكل گاز( سيكل برايتون) كارمي كند ؛وازسيكل هاي حرارتي مي باشد، يعني سيال عامل كاريك گاز است.( عامل انتقال وتبديل انرژي گازي است ، مثلا هوا ) درنيروگاه هاي بخارعامل انتقال : بخارمايع مي باشد. نيروگاه گازي داراي توربين گازي است ،يعني باسيكل رايتون كارمي كند.ساختمان آن درمجموع ساده است: 1. كمپرسور: وظيفه فشردن كردن هوا . 2. اتاق احتراق : وظيفه سوزاندن سوخت درمحفظه . 3. توربين : وظيفه گرداندن ژنراتور . كمپرسور به كاررفته درنيروگاه هاي گازي شبيه توربين است ، داراي رتوري است كه برروي اين رتور پره متحرك است ، هوا به حركت درآمده وبه پره هاي ساكني برخوردكرده ، درنتيجه جهت حركت هوا عوض شده واين هوا بازبه پره هاي متحرك برخورد كرده واين سيكل ادامه دارد ودرهرعمل هوا فشرده ترمي شود. كمپرسور مصرف كننده عظيم انرژي است . هواي فشرده گرم است . هواي فشرده كمپرسور وارد اتاق احتراق كه داراي سوخت گازوئيل است مي شود . چون هواي فشرده شده گرم است ودراتاق احتراق سوخت آتش گرفته وهوافشرده وداغ مي شود . هواي داغ فشرده كارهمان بخارداغ فشرده توربين هاي بخار راانجام مي دهد . هواي داغ فشرده رابه توربين مي دهيم ؛ توربين داراي پره هاي متحرك وساكن است . پره هاي ثابت چسبيده به استاتور مي باشد ؛ پره هاي متحرك چسبيده به رتور مي باشد. حال ژنراتور رامي توان به محور وصل كرده واز ترمينال هاي ژنراتور مي توان برق گرفت ؛ طول نيروگاه ممكن است به m 20 است . ژنراتور را مي توان به محل B ويا A متصل نمود ؛ اما محل A بهتراست . قدرت نيروگاه هاي گازي از 1 M w وتا بالاي 100Mw نيز ساخته مي شود . نحوه راه اندازي واستارت نيروگاه چگونه است ؟ درابتدا نياز به يك عامل خارجي است تا توربين رابه سرعت 3000 دوربرساند. حسن نيروگاه : 1. سادگي آن است –تمام آن روي يك شافت سواراست . 2. ارزان است – چون تجهيزات آن كم است . يكي از عواملي كه برروي راندمان تأثيرمي گذارداين است كه هواي ورودي چه دمايي دارد. 3. سريع النصب است . 4. كوچك است . درسكوهاي نفتي كه نياز به برق زيادي مي باشد بايدازنيروگاه گازي استفاده كرد، تاجاي كمتري بگيرد. 5. احتياج به آب ندارد. ( درسيكل اصلي نيروگاه نياز به آب نيست ) اما درتجهيزات جنبي نيازبه آب است براي خنك كردن هيدروژن به كاررفته جهت سردكردن ژنراتور درسرعت هاي بالا . 6. راه اندازي اين نيروگاه سريع است . 7. پرسنل كم . زماني نيروگاه گازي خاموش است كه دراتاق احتراق سوخت نباشد . يك نيروگاه بخار رابعد از راه اندازي نبايد خاموش كرد . اما نيروگاه گازي بدين صورت است كه صبح مي توان روشن كردوآخرشب خاموش نمود . نيروگاه گازي بسيارمناسب براي بارپيك است ونيروگاه بخاربراي بارپيك نامناسب است . معايب : 1. آلودگي محيط زيست زياد است . 2. عمرآن كم است .( فرسودن توربين وكمرسور) سوخت مازوت به علت آلودگي بيشتري كه نسبت به سوخت گازوئيل دارد، كمتربه كارمي رود . 3. استهلاك زياداست . ( پره توربين ، پره كمپرسور ) 4. راندمان كم است . ( مصرف سوخت آن زياد است ) ؛ اين نقيصه اي است كه كشورهاي اروپايي باآن مواجهند . دلايل راندمان پايين : الف ) خروج دود بادماي زياد ب ) حدود 3/1 توان توربين صرف كمپرسور مي شود . بنابراين درنيروگاه گازي براي استفاده درازمدت اصلا جايزنيست چراكه هزينه مصرف سوخت گران است . 5. امكان استفاده ازسوخت جامد فراهم نيست . ( مانند زغال سنگ ) چراكه بلافاصله پره هاي رتورپرازدود مي شود . نيروگاه هاي گازي رااگربخواهيم براي مدت طولاني استفاده كنيم ، هزينه نيروگاه گازي بالا ست . نيروگاه گازي راازجايي استفاده كنند كه امكان بهره برداري زمان بهره برداري زير2000 ساعت باشد . اگرزمان بهره برداري بالاي 2000 ساعت باشد (رسال) نيروگاه بخار اگرزمان بهره برداري درسال بالاي 5000ساعت باشد ، نيروگاه آبي استفاده مي شود. دركشورما برق عمده مصرفي برق خانگي است ( 60% ) وحدود 30 % برق صنعتي است . درنتيجه 50 % نيروگاه هاي كشوربايد هرشب روشن شود ؛ بنابراين قسمت عمده برق توليدي مابايد ازنوع نيروگاه گازي باشد. نيروگاه گازي رابه دليل ارزاني دركارخانجات نيز مي توان به كاربرد .نيروگاه گازي را درنيروگاه اتمي نيزاستفاده مي شود جهت سردكردن رآكتور به كارمي رود كه درنتيجه هواداغ وفشرده مي شود ودرنتيجه به نيروگاه گازي داده وبرق مصرفي نيروگاه اتمي راتأمين مي كنند . درنيروگاه هاي گازي جهت افزايش راندمان روش هايي رااتخاذ مي كنند. 1- دود خروجي هواي ورودي به اتاق را گرم مي كند .( سيكل پيچيده ترشده اما راندمان بالا مي رود. ) حالت اول : دودباهواب ورودي كمپرسوركناريكديگرقرارداده دراين صورت راندمان تجهيزات به شدت افت مي كند. حالت دوم : باروش ذيل راندمان 1 الي 2 درصدقابل افزايش است ؛ ( هواي ورودي به اتاق احتراق گرم مي شود ) 2 – استفاده از توربين هاي دو مرحله اي : زياد شدن راندمان مستلزم مخارج وصرف هزينه نيز مي باشد . 2. استفاده از كمپرسور دومرحله اي هر چه دماي ورودي كمپرسور پايين ترباشد ؛ راندمان بيشتراست . بااين روش دماي ورودي كمپرسور به طورمصنوعي پايين نگه داشته مي شود درمرحله L p به دليل بالارفتن فشارهواگرم مي شود كه ازكولراستفاده مي كنند ؛ آب سرد برروي لوله فشارهوا ريخته وهواخنك كرده آب گرم مي شود وخارج مي شود . بالاترين راندمان چيزيث درحدود 35% است كه نيروگاه داراي كمپرسور دومرحله اي توربين دومرحله اي وپيش گرم كن مي باشد. نيروگاه گازي به اين معنا نيست كه سوخت ان گازاست ، بلكه توربين آن گازي است وسوخت آن مايع است يا گازوئيل است كه اكثرا گازوئيل است . دركشورما به دليل زيادبودن سوخت گازوئيل ، نيروگاه گازي باسوخت گازوئيل نيروگاه گازي باسوخت گازوئيل به كار ميرودومرسوم است اما دركشورهاي اروپايي به دليل زيادبودن سوخت جامد ، نيروگاه گازي به نحو ديگري طراحي شده كه باسوخت جامد كارمي كند ، به اين نيروگاه ها ، نيروگاه گازي سيكل بسته مي گويند. هواي داغ ناشي ازاحتراق راداخل گرم كن مي چرخانيم وبعد هوارابيرون مي فرستيم . ملاحظه مي شودكه هواي داغ ناشي از احتراق داخل توربين مي شود .لذامي توان ازسوخت جامد استفاده كردكه اين نوع ساده ترين نوع نيروگاه گازي سيكل بسته مي باشد. مي توان سيكل فوق راكامل تركرد. اگرهواي ورودي به كمپرسورتصفيه شده باشد ، پره هاي توربين داراي عمرزيادي خحواهدبود. مشكل ايجاد اين است كه هواي خارج شده ازتوربين به دليل تصفيه بودن بايداستفاده شود ، پس هواس خروجي ازتوربين رااستفاده مي كنيم ، اما اين هوا داغ است وگاز وارد كمپرسور شود راندمان افت مي كند ؛ لذااز كولراستفاده مي كنيم وهواراسرد مي كنند . در نيروگاه گازي هرچه هواي ورودي به كمپرسور سردتر باشد، راندمان افزايش مي يابد. لذا نيروگاه هاي گازي درزمستان راندمان بهتري دارند. محاسن نيروگاه هاي گازي سيكل بسته : 1. امكان استفاده ازسوخت جامد فراهم مي شود. 2. عمرزياد ( خوردگي پره ها كم است ) 3. چون سيكل بسته است ، لذاضرورت نداردكه فشارهواي خروجي توربين 1 Atm باشد، پس مي توان سطح كارفشار هوارابالا برد، به جاي 1 Atm از 10 Atm كه چون هواي فشرده ترشده ، جاي كمتري گرفته وحجم كمپرسور وتوربين درنهايت كوچك ترمي شود. معايب : 1. راندمان درمقايسه باسيكل بازكمتر است . 4 الي 5 درصد راندمان كاهش مي يابد. 2. هزينه زياداست . درسوخت مايع نيروگاه هاي گازي سيكل بسته ، اجازه داريم توربين رادوقسمتي بسازيم . كمپرسورهواراگرفته وداخل اتاق احتراق مي سوزاند ، هواي خروجي آن راوارد گرم كن مي كنيم كه خود گرم كن يك سيكل بسته راتشكيل مي دهد. توربين كمكي قدرت لازم ازژنراتور كوچك درقسمت توربين كمكي به كاربرد . درنيروگاه گازي سيكل بازداراي معايب زيراست : قدرت كمپرسور خيلي ازانرژي توربين رامي گيرد وهمچنين دود خروجي داغ است 3 00 C درنتيجه سوخت ايجاد شده به هدرمي رود ؛ لذا راندمان كاهش مي يابد. استفاده از نيروگاه سيكل تركيبي ( نيروگاه گازي دركنار نيروگاه بخار) هواي گرم خروجي ازتوربين رابال اضافه كردن اكسيژن به آن به طرف بويل نيروگاه بخار برده مي شود . راندمان اين قبيل نيروگاه ها50 % مي باشد.

نظرات کاربران

نظرتان را ارسال کنید

captcha

فایل های دیگر این دسته