نیروگاه
عملکرد
تجهیزات و ابزار اندازه گیری در هر چمبر ، برای آشکار کردن افت فشار در چمبر و از دست دادن شعله ها ، بکار می رود. نسبت ما بین هوای اولیه و ثانویه چمبر ، در هنگام استفاده از روزنه هوای رقیق کننده قابل تنظیم ، قابل تغییر می باشد.
سیستم کنترل شعله ها
سوخت ، در صورت نبود اشتعال ، نباید به چمبرها تزریق گردد. هدف از بکار بردن سییستم کنترل شعله ها ، اطمینان از سوختن سوخت در هر کدام از چمبرها می باشد. اگر شعله ها تشکیل نگردد ، فرمان تریپ واحد صادر گردیده و تغذیه سوخت قطع می گردد.
برای کنترل شعله ها در هر چمبر ، دو سنسور شعله وجود دارد که در مجموع 4 شعله بین MBM10CQ011 و MBM10CQ012 ، MBM20CQ011 و MBM20CQ012 ، وضعیت شعله های چمبرها را کنترل می کنند. انرژی تشعشعی ( در رنج UV تا IR ) انتشار یافته از شعله ها ، بوسیله شعله بین ها آشکار گردیده و سیگنالهای ارسالی از شعله بین ها بوسله ماژول آنالوگ واقع در کابینت کنترل ( TSI ) پردازش می شود. ماژولهای پردازشگر به گونه ای تنظیم شده اند که میزان پایین انرژی تشعشعی انتشار یافته از شعله های Ignition را به عنوان شعله های اصلی ثبت نکنند.
ارسال سیگنال " Flame OFF " توسط یکی از شعله بین ها فقط منجر به صدور آلارم می گردد ، ولی در صورت ارسال سیگنال " Flame OFF " توسط هر دو شعله بین یک چمبر ، فرمان تریپ واحد صادر می شود.
سیستم سنجش افت فشار
افت فشار نسبی چمبر عموما می تواند به عنوان یک اندازه ومقدار برای هوای اشتعال و هوای خنک کاری چمبر ، مطرح شود. این مورد به شکل هندسی چمبر وابسته بوده و اصلا به توان خروجی واحد وابسته نیست. تغییرات افت فشار نسبی چمبر نشانه خوردگی و خسارت چمبر باشد ( تغییرات در شکل هندسی و سطح مقطع فلو چمبر ). کنترل طولانی مدت ، افت فشار نسبی چمبر ، ابزاری برای ارزیابی شرایط چمبر می باشد.
برای کنترل افت فشار نسبی ، ترانسدیوسرهای اختلاف فشار MBM11CP101 و MBM21CP101 برای هر چمبر در نظر گرفته شده است.
برای هر چمبر ، مقدار اختلاف فشار ( DPcc ) با فشار مطلق خروجی کمپرسور MBA12CP101 ( Pcomp ) مطابق فرمول زیر مقایسه می گردد :
DPccrelative = ( DPcc/Pcomp ) * 100 %
نتیجه حاصل از مقدار این فرمول برای حالتهای زیر عبارت است از:
- مد پرمیکس سوخت گاز طبیعی : در صورتیکه ، به مدت بیش از 30 ثانیه ، DPccrelative < 1% باشد ، تغییر از مد پرمیکس به مد دیفیوژن صورت می گیرد.
- فقط در صورتیکه DPccrelative > 1.1% است ، تغییر از مد دیفیوژن به مد پرمیکس صورت گیرد.
- در حالت استفاده از سوخت مایع ، مقدار فرمول فوق هیچ تاثیری ندارد.
کنترل هوای ثانویه
به منظور دست یابی به اشتعال پایدار و آلایندگی کمتر در توربین گازی با مشعلهای هایبریدی ، مقدار هوای احتراق تامین شده بوسیله کمپرسور و مقدار سوخت ، بایستی دارای نسبت مناسبی باشد. فقط یک مقدار کمی از هوای احتراق در طول استارت واحد و در بارهای پایین ، مورد نیاز است. برعکس هوای احتراق بیشتری در بارهای بالا ( مثلا بار Base ) بایستی به مشعلها تزریق شود.
دو روش برای کنترل مقدار هوای اشتعال وجود دارد :
- بوسیله تغییر دادن زاویه پره های هوای ورودی IGV ( بوسیله کاستن از هوای ورودی کمپرسور )
- بوسیله تقسیم کردن هوای اشتعال به دو بخش ، یک بخش به سمت مشعلها و بخش دیگر به مسیر By-pass مشعلها
کنترل کننده هوای ثانویه ، وظیفه دومی را انجام می دهد. در حقیقت هر چمبر دارای رینگی ( شاترینگ ) می باشد که با باز وبسته شدنش ، مقدار هوایی که باید از مشعلها By-pass شود ، تعیین می کند.
این مورد به اثبات رسیده است که تنظیم فلوی هوای ثانویه ، در حالت سوخت گاز ، زیاد ضروری نمی باشد ، از آنجاییکه در سوخت گاز ، پایداری شعله در تمام حالات مورد اطمینان است.
بنابراین ، در سوخت گاز ، شاترینگ بایستی بسته باقی بماند. چناچه این مورد تست شده است که ، در طول بهره برداری و حتی در طول استارت واحد ، نیازی به بیرون آوردن بخشی از هوای کمپرسور نمی باشد.
در حالت سوخت مایع ، تنظیم جزئی شاترینگ ها ، می تواند باعث افزایش پایداری شعله به میزان تقریبا 50% گردد.
شاترینگ ها ، در سوخت گازوئیل ، تا دمای 400 °C در وضعیت کاملا باز قرار دارند. شاترینگ از دمای 400 °C تا دمای 470 °C ، فرمان بسته شدن دریافت می کند. در دمای 470 °C شاترینگ در وضعیت کاملا بسته قرار می گیرد.
وضعیت رینگ ها بوسیله اکچوئیتورهای الکتریکی و بر طبق سیگنالهای سیستم کنترل ، تنظیم می شود.
برچسبها: سیستم کنترل محفظه احتراق در توربین گاز, چمبر, توربین, نیروگاه, نیروگاه گازی, هوای اولیه, سوخت, احتراق, کنترل, سیستم کنترل, هوای ثانویه, مشعل, شعله, سنسور, دتکتور, شعله بین, شاترینگ, توربین گاز
بازديد : 6154
مشعل های هیبریدی نوعی از تکنولوژی احتراق میباشند که در نیروگاههای گازی زیمنس به کار گرفته شدند ودر نیروگاههای گازی مدل V84.2, V94.2,V64.3,V64.3A مورد استفاده قرار گرفتند.
در ایران به دلیل کثرت نصب نیروگاههای گازی مدل V94.2 استفاده بیشتری از این تکنولوژی معمول شده است.
در شکل زیر نوع عملکرد مشعل در حالت گازسوز ودر دوحالت دیفیوژن یا نفوذی وپرمیکس یا مخلوط را مشاهده میفرمایید:
نوع شعله، پایداری شعله ومیزان نوسان بار به دلیل اختلالاتی از قبیل هامینگ یا از دست رفتن مشعل به دلایل مختلف ومیزان حرارت تولیدی که تاثیر به سزایی در میزان راندمان احتراق ومگاوات خروجی واحدها دارد از تفاوت های عمده در کاربرد هرکدام از روش های معمول میباشد.
در شکل زیر شماتیکی از برنر ها یا مشعل های نیروگاههای V94.2 را مشاهده میفرمایید که مسیرهای ورودی هرنوع از سوخت ها وهوا احتراق وهوای خنک کاری ونیز مسیر بازگشت سوخت مایع را نشان میدهد.
شکل زیر تصویری از مشعل های هیبریدی به کار رفته در نیروگاههای گازی V94.2 میباشد.
شماتیک دیگری در مورد مشعل های هیبریدی نیروگاههای V94.2
در شکل به زیبایی نحوه عملکرد مشعل های دوگانه سوز نیروگاهی به تصویر کشیده شده است.
شکلی از مشعل گازوئیل سوز مشعل های هیبریدی نیروگاه گازی مدل V94.2 که متعلقا واجزای ان را به تصویر کشیده است.
- قابلیت عملکرد وبهره برداری با سوخت گاز ومایع ونیز به صورت توامان
- در صورت بهره برداری با سوخت گاز قابلیت استفاده از مشعل پرمیکس یا دیفیوژن
- تولید ناکس NOx بسیار پایین در صورت استفاده از مشعل پرمیکس (کمتر از 25ppm)
- قابلیت احتراق وپایداری شعله با گازهای دارای ارزش حرارتی پایین low LHV gases
- قابلیت احتراق با سوخت مایع سنگین(گازوئیل نیز انواع مختلفی دارد واین مشعل ها مازوت سوز نمیباشند.)
- قابلیت کارکرد با پاشش اب یا بخار
قابلیت اخر در نیروگاههای ایران متاسفانه به دلیل نیاز به مگاوات مورد بهره برداری نمیگیرد. این مسئله یعنی پاشش اب یا بخار به سر مشعل برای جلوگیری از تولید وافزایش ناکس وسولفور در محفظه احتراق میباشد که به تفصیل در این مورد درکتاب نیروگاههای سیکل ترکیبی(توربین گاز-توربین بخار) در مورد ان صحبت شده است.
