تجهیزات نیروگاه گازی
نیروگاه گازی نیروگاهی است که برمبنای سیکل گاز کار می کند. این نیروگاه به دلیل سرعت بالای آن ها در راه اندازی، برای ساعات پیک مصرف مناسب هستند.
و اما تجهیزاتی که در نیروگاه گازی لازم است؛ به صورت زیر می باشند:
- توربین گاز
- اتاق کنترل نیروگاه
- یو پی اس و باتری خانه
- مرکز کنترل موتور (MCC)
- پست داخلی نیروگاه گازی
- ترانسفورماتور قدرت نیروگاه
در ادامه به طور مختصر با تجهیزات نیروگاه گازی نیز آشنا می شوید:
توربین گاز
توربو ژنراتور، توربین های گاز صنعتی مولد توان الکتریکی می باشند. این توربین ها نیز توربین هایی هستند که توان تولید شده آن ها به صورت مستقیم و یا بعد از تغییر سرعت دوران در جعبه دنده، به ژنراتور منتقل شده ودر آن جا به توان الکتریکی تبدیل می شود. توربینگاز نیز به دو صورت سیکل ساده یا سیکل ترکیبی است. در قسمت سیکل ساده گاز های خروجی که دای آن ها تا 600 درجه سانتی گراد می باشد، از اگزوز توربین مستقیما وارد هوا شده و انرژی باقیمانده در آن نیز هدر می شود.
همچنین در سیکل ترکیبی، یکیادوتوربینگاز با یک توربینبخار کوپل می شوند و گاز های خروجی از توربین گاز در بخشی به نام بویلربازیاب آب بازگشتی از کندانسور توربین بخاررا که توسط پمپ فشرده شده به بخار تبدیل می کنند. در نهایت سیکل ترکیبی از انرژی موجود در گاز های خروجی از اگزوز توربین گاز استفاده شده و بویلر توربین بخار بدون نیاز به سوخت، بخار آب تولید می‌کند. بنابراین، به کمک این، بازده سیکل زیاد می‌شود. از توربو ژنراتورها می‌توان به صورت مولد همزمان برق و حرارت استفاده کرد که در این ترکیب، گاز خروجی برای تولید آب گرم و یا هوای گرم ساختمان‌ها و کارخانه‌ها استفاده می‌شود.
عملکرد توربین گاز
همانطور که گفته شد چرخه برایتون، اساس کارکرد توربین گاز می باشد. در این صورت که کمپرسو با سرعت دور زیاد در حال چرخیدن است، هوای محیط را مکیده و فشار آن را به چندین برابر فشار محیط می رساند. با این حال درجه حرارت آن نیز زیاد می شود. همچنین هوای فشرده شده از کمپرسور خارج شده و به درون محفظه یا محفظه های احتراق هدایت می شود.
اتاق کنترل نیروگاه
مهمترین بخش‌های کنترل و مانیتورینگ توربین و نیروگاه گازی در اتاق کنترل انجام می‌شود. کنترل واحد، کنترل تحریک ژنراتور، کنترل و حفاظت ژنراتور و مدیریت توان از مهمترین تابلو هایی می باشند که در اتاق کنترل وجود داشته و هر واحد نیز دارای تابوی مخصوص به خود می باشد. همچنین در این اتاق راه اندازی و توقف توربین و دسترسی به سایر اعمال کنترلی توسط اپراتور و با واسطی به نام انسان-ماشین نیز انجام می شود. اتاق کنترل نیز دارای چند بخش می باشد که عبارتند از:
- تابلوی کنترل واحد (cpu)
- واسط انسان- ماشین (hml)
- سیستم مدیریت توان (PMS)
- تابلوی کنترل و حفاظت ژنراتور(GCPP)
- تابلوی تحریک ژنراتور (GEP)
یو پی اس و باتری خانه
نوسان های شدید لحظه ای از جمله مشکلات برق شهر می باشد.
این رخداد دلایل گوناگونی از جمله صاعقه و القای کابل های ارتباطی دارد، موجب صدمات جدی به تجهیزات الکتریکی می شود. با ید در نظر داشت که ممکن است کوچک ترین نوسانات برق برای پردازنده مضر باشد و سبب سوختن و یا نیم سوز شدن ترانزیستور های موجود در رایانه شود. این مورد نیز برای دیگر وسایل و تجهیزات مهم کنترلی نیروگاه گازی مانند رله ها، واسط ماشین -انسان و ... به همین صورت عمل می کند.
به همین دلیل برای جلوگیری از صدمات ناشی از اختلالات برق شهر نام منبع تغذیه بدون وقفه یا UPS به میان می آید. این UPS های کوچک در درون خود باتری دارند که در زمان وجود برق در حالت عادی آن ا شارژ کند. برخی از آن ها در در مواقعی برای مدت کوتاهی برق رسانی می کنند.
مرکز کنترل موتور
اتاقی می باشد که شامل تابلو های برق برای مواردی همچون راه اندازی و کنترل موتور ها است که مورد استفاده در نیروگاه ها است. این روش نیز برای راه اندازی موتور های AC نیز به کار می روند.
پست داخلی نیروگاه گازی
مهمترین ساختمان برقی، پست داخلی نیروگاه گازی است. برق همه ساختمان ها از این ساختمان ها توزیع می شود. برق سراسری و برق تولیدی واحد های نیروگاه گازی پس از تبدیل به ولتاژ مشخص وارد این ساختمان نیز می شوند.
ترانسفورماتور قدرت نیروگاه
ترانسفورماتور های قدرت تجهیزاتی می باشند که سطح ولتاژ را تغییر می دهند و این تغییر ولتاژ در نیروگاه های برق به صورت افزایش آن است. ولتاژ برق تولیدی زنراتور های هر واحد توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش داده می شود.
بخش اول نیروگاه گازی
نیروگاه گازی و چگونگی کار آن
جان بر نام مخترع انگلیسی می باشد که در سال 1971 ماشینی ساخته است که کار آن ها مشابه توربین های گازی امروزی بوده است. همچنین در سال 904 فردی به نام فرانتس استولز در برلین توربین گازی را می سازد که شامل نخستین کمپرسور محوری جهان بود، اما این اختراع وی نیز با موفقیت رو به رو نشد.
بعد از این دو مخترع افراد زیادی فعالیت خود را در زمینه توربین آغاز کردند که اولین آن ها توسط فردی به نام براون، باوری و سی در سال 1939 و در کشور سوئیس ساخته شد. این توربین نیز دارای ظرفیتی معادل 4 مگاوات بود. امروزه در جهان بزرگترین تولید کننده توربین گاز نیروگاه گازی شرکت جنرال می باشد.
نیروگاه گازی
امروزه نیروگاه گازی از چند صد کیلووات تا 200 مگاوات ساخته می شود. این نیروگاه تا حد امکان در کارخانه سازنده بر روی شاسی قرار می گیرد و سپس برای نصب به محل انتقال داده می شود.
نیروگاه گازی نیز دارای مزایایی است که عبارتند از:
۱ – این نیروگاه ها به آب نیاز ندارند .
۲ – زود ساخته می شوند .( حدوداً ساخت یک نیروگاه گازی ۶ ماه زمان می برد )
۳ – این نیروگاه ها سرعت مانور بالایی دارند.( کم و زیاد کردن تولید نیروگاه را مانور کردن نیروگاه می گویند)
۴ – این نیروگاه ها را خیلی زود راه اندازی می شوند.
۵– پرسنل کم
معایب نیروگاه گازی:
۱ – راندمان این نیروگاه ها پایین است .
۲ – عمر این نیروگاه ها کوتاه است .
۳ – هزینه برق تولیدی آنها بالاست .
۴ – رنج تولید انرژی این نیروگاه ها پایین است .
برای دیدن مقاله نیروگاه CHP بر روی اینجا کلیک کنید.
چگونگی کار نیروگاه گازی
این نیروگاه براساس چرخ برایتون کار می کند. سیال در توربین گازی یک گاز به شمار می رود، به همین دلیل به آن تورین گازی گفته می شود. به عبارتی دیگر گازی همچون هوا، عامل انتقال و تبدیل انرپزی می باشد. هوا به صورت بی‌دررو یا آدیاباتیک فشرده شده، احتراق در فشار ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ، به صورت بی‌دررو انجام می‌شود و هوا به فشار اولیه می‌رسد.
در چرخه برایتون، تحول حرارت به جای تحول احتراق در نظر گرفته می شود. همچنین با هدایت گاز های خروجی به یک مبدل حرارتی فرضی، دمای آن را به به شرایط محیط می رسانند تا به این ترتیب چرخه بسته در نظر گرفته شود.
فرض می‌کنیم هوای این چرخه گازی را کامل (با گرمای ویژه و دبی جرمی ثابت) و تحول‌های تراکم و انبساط را برگشت پذیر و آدیاباتیک پخش شده است. در این شرایط، می‌توان گفت که سیال گاز، یک چرخه ترمودینامیکی بسته را طی می‌کند. اهمیت این چرخه استاندارد آن است که می‌توان اثر بعضی از متغیرها را روی عملکرد چرخه به طور کمی و کیفی مطالعه کرد. البته با اعمال اصلاحاتی می‌توان چرخه برایتون را بهبود داد.
بخش دوم نیروگاه گازی
منابع: