با کلیک بر روی 1+ ما را در گوگل محبوب کنید
X
تبلیغات
نماشا
رایتل

Electrician

توربیـــــن [2]

 توربیـــــن یک سیستم مکـــانیکی اســـت که انــرژی پتانســــیل آب را به انـــرژی مکــانیکی تبدیـــل می کند. مقــــدار انـــرژی تولیـــد شـــده به پارامترهایی از قبیل هـــد، دبی و مقدار تلفــات نشتی بستگی دارد. 

تجهیزات مکانیکی نیروگاه 

 توربیـــــن یک سیستم مکـــانیکی اســـت که انــرژی پتانســــیل آب را به انـــرژی مکــانیکی تبدیـــل می کند. مقــــدار انـــرژی تولیـــد شـــده به پارامترهایی از قبیل هـــد، دبی و مقدار تلفــات نشتی بستگی دارد. 

تجهیزات مکانیکی نیروگاه 

توربین آبی (Hydraulic Turbine)

توربیـــــن یک سیستم مکـــانیکی اســـت که انــرژی پتانســــیل آب را به انـــرژی مکــانیکی تبدیـــل می کند. مقــــدار انـــرژی تولیـــد شـــده به پارامترهایی از قبیل هـــد، دبی و مقدار تلفــات نشتی بستگی دارد.

توربینهای آبی، معمولا" به 3 دسته کلی پلتون، فرانسیس و کاپلان تقسیم می‌گردند که در هر نیروگاه متناسب با هد و دبی آب، توربین متناسب با آن، انتخاب می‌گردد.در بسیاری از نیروگاههای بزرگ و متوسط ایران از توربین نوع فرانسیس عمودی استفاده شده است.

بطور مثال، تــــــوربینهای نیروگاه کـــارون یک،دز،کارون 3 و کرخه،از نوع فرانســـــیس، عکسالعملی و با محــــور عمــودی میباشـــــند کـــه کامــلاً در آب غـــوطهور هستند. آب باعــــــث ایجــــاد کوپل چرخشی در توربـــــین میشــــــود. هر توربــــین شامل اجـــزاء زیر است : محفظــــه حلزونــــــی(Spiral Case) ، حلقــــه ثابت(Stay ring) ، پرههــــــای تنظــــیمکننده جریان آب(Wicket gate) ، رانـــر (Runner)و درافت تیوب(Draft tube).

آب وارد محفظــه حلزونی شــــده و پس از عبور از پرههای ثــابت و پرههـــــای ویکت گیت، با برخورد به رانـــــر، آن را به چرخش درآورده و سپس از طــریق درافــت تیوب و تونـــل پایـــاب (Tail race)خارج میشـــود. بمنظـــور جدا کردن درافت تیـــوب از آب پایـــاب، در مواقــــع لازم (برای تخلــــیه آب درافت تیوب)،در بعضی از طرحها، از استاپ لاگ (دریچه) (Stop-Log) در انتهای درفت تیوپ استفاده می‌شود. دبی آب توربین توسط باز و بستــه شدن پرههای ویکت گیت کنترل میشود. گاورنــــر(Governor) از این طـــریق(با تغییر باز شدگی دریچه‌های ویکت گیت)، قــــدرت خروجی و ســـرعت توربیـن را کنترل میکنـــد. در بالا دست محفظه حلزونی، شیرپروانهای(Butterfly Valve) قـــرار دارد کــــه در مــواقع عادی و اضطـراری برای توقـف جــریان آب از آن اســتفاده میگــردد.باید توجه کرد که شیرپروانه‌ای برای کنترل دبی آب استفاده نمی‌شود و همواره یا کاملا" باز است و یا کاملا" بسته.

بطور مثال نیروگاه کارون یــک، دارای چــــهار واحـــد با محـــور عمــودی است. هــــر دو توربیـــن دارای یــک ورودی و پنســتاک هستــند که هر پنستاک به دو قســــمت تقســیم شـده و هر قســمت آن به یک محفظـــه حلــــــزونی متصل شـــده است. با هــد خالص 160.4 m و دبـــی 171 m3/sce ، قــــــــدرت واحد ، حدود 254MW و راندمان آن حـــدود 94.5% می‌باشد. 

شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve)

شـــیر پروانـــهای معمولا" در بالادســت محفظـه حلزونــــی (spiral case) قـــــرار دارد و بـــرای جـــداسازی تــــوربین از مسیر بالادســـت به‌کار می‌رود. در ضمن به منظـــور قطــــع جریــــان آب در مواقع اضطــراری نیز از شیرپروانه‌ای استفاده می‌شود.

 شیر پروانهای شامل قسمتهای زیر می‌باشد : 

-          بدنه شیر (Valve Body)

-          مکانیزم هیدرولیکی (Hydraulic operating mechanism)

-          آب‌بند(Water sealing)

-          سیستم کنترل

-          مجموعه بای‌پس (By pass valves)

-          اتصال پائیندست (Downstream transition) 

شـــیر پروانــــه‌ای معمولا" توســــط وزنــه بسته می‌شود ولی با عملکرد دو ســــرووموتور هیدرولیکی باز مـیشود. یک سیســـتم هیدرولیکی که شـــامل مخزن تخلیـه روغـن(sump)، دو دستــگاه پمـــــپ روغــــن و مخـزن هــوا –روغــــن است برای شیرپروانه‌ای در نظــرگرفته می‌شود تا روغــــن با فشار مورد نیاز (مثلا"  فشارbar 40) را برای سروومـــــوتورها فراهم کند. شیر‌پروانهای توسط یک قطعه واسطه (expansion joint) به محفظــــه حلزونـــی (Spiral-case) متصل شده و توسط نگهدارنــــدههایی که در مــواقع بسته شدن به آن اجــــازه جابجــــایی طولی میدهنـــد مهـــار شده است.

شــــیر پروانــــهای دارای یک مســـیر کنـارگذر (بای‌پاس) است. قبل از بازشـــــدن شــــیر پروانهای، این شـــیر بای پـــاس محفظه حلزونی را پرآب میکند.

برای راهاندازی شیر پروانهای مراحل زیر به‌صورت متوالی پیشبینی شده‌اند:

-          باز شدن مسیر بای پاس

-          باز شدن شیر پروانهای

-          بسته شدن مسیر بای پاس

شــــیر پروانهای توسط ســـــروموتورها باز مـــیشود. یک پمــپ روغــــن حداقل فشـــار لازم در مخزن هــوا-روغــــن را تأمین مینماید. اگر پمـــپ اصلی دچــــار اشکـــال شده و متوقف شود، پمپ دوم بصورت خودکار روشـــن میشود.

توجه داشته باشید که شیرهای پروانه‌ای یا کاملا" باز و یا کاملا" بسته هستند و حالت میانه ندارند؛ به عبارت دیگر از شیرهای پروانه‌ای برای کنترل جریان آب استفاده نمی‌شود.   

گاورنر هیدرولیکی(Hydraulic governor)  

هر واحد نیروگاهی برای کنترل سرعت و قدرت توربین به یک دستگاه گاورنر (Governor) برای تنظیم جریان آب ورودی به توربین، مجهز می‌گردد. 

گاورنرها به 3 دسته تقسیم می‌شوند:

-          گاورنر مکانیکی

-          گاورنر الکترومکانیکی

-          گاورنر الکترونیکی

در حال حاضر فقط از گاورنر الکترونیکی در نیروگاههای جدید استفاده می‌شود و گاورنرهای مکانیکی و الکترومکانیکی را فقط در نیروگاههای قدیمی می‌توان پیدا کرد. 

گاورنرهای جدید دارای دو قسمت الکترونیکی و هیدرولیکی میباشند. 

1- قسمت الکترونیکی گاورنر

یک کنترلکننده الکترونیکی حلقه بسته (close loop) ، مجهز به PLC ، به‌صورت کاملا” دوتایی (Full redundant)، کنترل سیستم را بر عهده می‌گیرد.

سیگنالهای ورودی این کنترلکننده معمولا" عبارتند از:

-   سیگنال آنالوگ سرعت توربین، از خروجی سنسورهای سرعت توربین (mA20-4)

-   سیگنال آنالوگ نشاندهنده موقعیت ویکت گیت‌های توربین(mA20-4)

-   سیگنال آنالوگ نشاندهنده توان خروجی ژنراتور (-4mA20)

بر اســــاس سیگنـــــالهای ورودی فــوق و پــردازش آن‌ها در کنتـرل‌کننده PLC، سیگنال خروجــی گـــاورنر الکتـــرونیکی (mA20-4) به شـــیر راهنمـــا(Pilot valve)  اعمـــال شـــده و با عمــلکرد این شیـر، فشـــار و دبــی لازم روغـــن برای حرکــــت سـرووموتور و دریچههـــای هـــادی توربیـــن(wicket gates) از طریـق شیـــر کنتـــرل اصـــلی(main valve) گاورنر فراهم میگردد.

کنتـــرلکننده فــوق معمولا" به صـورت دوتــایی بـــه عنــوان گاورنــر اصلی و گاورنر پشتیبان در تابلوی کنترل گاورنر قرار می‌گیرند.

در صـــورت بروز اشکال در گاورنر اصلی(main) ، کنترل سیستم به صورت خودکار، به گاورنر پشتیبان (backup) منتقل میشود. 

سیستم کنترل گاورنر دارای سه حالت عملکرد به شرح زیر است:

-      حـــالت کنتــــرل ســـرعت با کنترلکننده PID (speed control)

-     حالت کنترل مقدار بازشدگی دریچههای هادی(wicket gate)  توربین با کنترلکننده تناسبی (P)(opening control)

-      حالت کنترل توان خروجی ژنراتور با کنترلکننده PID (Power control) 

2- قسمت هیدرولیکی گاورنر

قســـمت هیدرولیکی گاورنر شامل تجهیزات زیر میباشد:

-    عمــلکنندههـــای الکتروهـــیدرولیکی برای تبدیل سیگنالهای الکتریکی به مقـــادیر مکــانیکی متناظر

-     تقویتکننده هیدرولیکی

-     واحد تأمین فشار روغن

از این واحـــد به منظـــور تأمیـــن فشـــار روغــــن بـــرای عمــــلکرد سرومــــوتورهای تـــوربین و نهایتا” باز و بسته شدن ویکت گیت‌های توربین استفاده میشود.

سیستم روغـن گـاورنر شامل مخــزن روغن، تانک فشار روغن/هوا(Air Oil Vessel) ، دو دستگاه پمـپ روغـــن گـــاورنر، شیرهای سولونوئیدی، شیر هیدرولیکی، سیستم خنککن روغن (شامل دو دستگاه پمپ، کولر و فیلتر دوتایی مربوطه)، تجهیزات کنترل و اندازهگیری، لولهکشی و غیره میباشد.برق سیســـتم کنتــــرل گـــاورنر از دو فیـــدر مجــزا،از سیستم DC نیروگاه تأمین میشود.