مدل سه بعدی توربین بادی
این مدل شامل کلیه نقشه های سه بعدی و فایل اسمبلی توربین بادی می باشد که به صورت آماده تحت نرم افزار سالید ورک عرضه می گردد.
محاسبه راندمان توربین بخار
دلایل تخریب یاتاقان توربین بخار
غلل خوردگی در لوله های کندانسور
بازتوانی نیروگاه بخار
تاثیر میله مکان حلقوی بر فرکانس پره توربین
تخریب پره توربین بخار
چکیده:
ساخت سیمولاتور گازی یکی از دغدغه های مهم سازندگان و بهره برداران نیروگاه های گازی بوده و هست که شرکت مپنا نیز به عنوان اولین متولی ساخت نیروگاه های با ظرفیت بالا در کشور نیز از این قاعده مستثنی نبوده است. در این پایان نامه با استفاده از علم شناسایی سیستم ها از روش تحلیلی و همچنین از روش جعبه سیاه به این امر مهم پرداخته می شود. شناسایی شامل مدل گاورنر و مدل پلنت می باشد. مدلسازی گاورنر با استفاده از منطق پیاده شده بر روی سخت افزار و نرم افزار SYMADIN به صورت تحلیلی و مدل مربوط به پلنت با استفاده از علم شناسایی سیستم و روش جعبه سیاه صورت گرفته و نتایج شبیه سازی روی نیروگاه V94.2 به صورت یک شبیه ساز، ساخت زیمنس اجرا شده است. هدف ما در این پایان نامه این است که به جای استفاده از یک مدل پیچیده کلی برای تمام مودهای کاری از جمله مودهای راه اندازی، سرعت و بار، برحسب شرایط آب و هوایی و میزان بار، مودهای کنترل دمای اگزوز، کنترل حد توان مکانیکی توربین و مود کنترل خروج بار با تشخیص صحیح هریک از این مودها به مدلسازی هریک از این مودها به صورت جداگانه پرداخته می شود تا مدل به دست آمده هم ساده تر و هم از دقت بالاتری برخوردار باشد. محدودیت های امنیتی برقرار شده بر روی نیروگاه ها در کشور مانع از این شد تا بتوانیم نمونه گیری خوبی از متغیرهای لازم سیستم انجام بدهیم. لذا شبیه ساز و مدل به دست آمده سیستم گاورنر با گذشت زمان زیادی به نتیجه لازم می رسد. اما در مدل پلنت با توجه به اینکه سیگنال های لازم از نیروگاه نمونه در شهر فورت آلمان در دسترس بود توانستیم مدل سیستم مذکور را با دقت بالایی به وسیله شناسایی سیستم به دست آوریم.
مقدمه
در گذشته برای ساخت شبیه ساز از مدل های کوچک ساخته شده استفاده می شد که تمام جوانب و نکات یک نیروگاه را بعضا در بر نمی گرفت اما با پیشرفت علم و تکنولوژی در زمینه شبیه سازی رایانه ای سیستم ها و چه در علم ریاضی روش های قدیمی منسوخ شد. آنچه مسلم است این است که مطالعه رفتار دینامیکی یک سیستم قدرت مستلزم مدلسازی دینامیکی اجزای مختلف آن به ویژه نیروگاه می باشد.
اخیرا توربین های گازی با بازده بالا و غیر ایزوله که به شبکه سراسری متصل می شوند در شبکه های قدرت توسعه بسیاری پیدا کرده اند. امروزه این نیروگاه ها از این جهت که سریع وارد مدار شده و قادر به جبران اوج بار می شوند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. همچنین این نیروگاه ها به واسطه سیکل ترکیبی شدن دارای راندمان بالاتری نسبت به حالت سیکل باز شده اند. از آنجا که بخش اعظم تولید نیروگاه های سیکل ترکیبی در قسمت گازی آن می باشد لذا مدلسازی قسمت گازی این نیروگاه ها اهمیت بیشتری پیدا می کنند. نیروگاه های پیشرفته توربین گازی به تغییرات فرکانس بسیار حساس هستند و ممکن است در یک اغتشاش فرکانسی دچار قطع اضطراری شوند.
همراه با روند توسعه و پیشرفت روش ساخت توربین های گازی با توربین های بخار بازدهی نیروگاه را به حدود 50 درصد می رساند. تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی نشان می دهد که توربین های گازی دارای 30 درصد بازدهی هستند و درجه حرارت گاز خروجی آنها 500 تا 600 درجه سانتیگراد است که برای یک نیروگاه حرارتی دمای مناسبی است. با سرد کردن این گاز در یک بویلر بازیاب حرارت (Heat Recovery Steam Generator) می توان بخار سوپر هیت تولید نمود و به این طریق یک توربین بخار را به کار انداخت. این مجموعه را سیکل ترکیبی گویند.
نیروگاه های سیکل ترکیبی می توانند در دو مد تک و سیکل ترکیبی کار کنند. در مد تک فقط توربین گاز کار می کند و محصولات احتراق خروجی توربین گاز از طریق میراکننده کنار گذر خارج می شوند. در مد سیکل ترکیبی هر دو توربین گاز و بخار کار می کنند و محصولات احتراق خروجی توربین گاز از طریق میراکننده ورودی به بویلر راه می یابد. لازم به توضیح است که میراکننده ها در طی بهره برداری عادی واحد نقشی در کنترل بار ندارند و در طی بهره برداری عادی واحد، میراکننده ورودی بویلر کاملاً باز می باشد، که این امر به منظور استفاده حداکثر از انرژی حرارتی توربین های گاز می باشد. میراکننده ها فقط در هنگام راه اندازی و توقف یا توقف اضطراری، قابل کنترل بوده و در حفاظت بویلرها نقش اساسی ایفا می کنند.
یک امتیاز مهم نیروگاه های گازی این است که به سرعت می توان آنها را به شبکه متصل کرد و یا قطع نمود.
این نوع سیستم ها بعد از اغتشاش شدید سریعا ناپایدار می گردند. علاوه بر آن در اکثر موارد به موتورهای با توان اکتیو بالا وصل می شوند و دائماً در حال تغییر نقطه کار هستند و گاهی ورودی های با تغییر ناگهانی زیاد به آنها اعمال می شود که تمامی این موارد انجام مطالعات دینامیکی و پایداری را که در مرحله بعد از مدلسازی صورت می گیرد، ضروری می سازد.
با توجه به ضروری بودن حجم بالای مطالعات و کار مورد نیاز برای تهیه شبیه ساز نیروگاه گازی و اینکه برای شناسایی سیستم گاورنر ابتدا در نظر گرفته شد که از روش جعبه سیاه استفاده شود ولی امکان گرفتن نمونه در نیروگاه را پیدا نکردیم و با اطلاعات و نمونه های در دسترس مجبور شدیم مدل گاورنر را به صورت جعبه خاکستری و با استفاده از روابط فیزیکی پیدا کنیم در نهایت با توجه به وسعت کار مجبور به مدلسازی نیروگاه در یک قسمت از ناحیه کنترل بار شدیم که IGV تنها در این بازه در 5 درصد مقدار حداکثر خود قرار دارد.
در این پروژه ضمن بررسی نحوه عملکرد نیروگاه به ویژه در حالت کنترل بار فرکانس به مدلسازی نیروگاه از نوع V94.2 با سیستم کنترل TELEPERM-XP با ظرفیت 159 مگاوات می پردازیم که توسط شرکت مپنا در بیشتر نیروگاه های در دست احداث از جمله ارومیه – جهرم – عسلویه – دماوند و کرمان و… در حال اجرا است. این نیروگاه ها از نوع تک محوره و قابل کار با دو سوخت گاز و گازوئیل می باشد.
تعداد صفحه : 110
تبدیل انرژی باد به انرژی مکانیکی و سپس انرژی الکتریکی در توربین های بادی انجام می شود . توربین های بادی در اندازه های مختلف با اجزای مختلف و ویژگی های متفاوت با توجه به شرایط محیط و میزان نیاز تولید توان الکتریکی ساخته می شوند ،این توربین ها از پره ها با قطر روتور چندین متر تا حدود ۱۰۰ متر برای تولید توان های چندین کیلووات تا ۲۰۰۰ کیلووات مورد استفاده قرار می گیرند علاوه بر تولید توان الکتریکی از توربین های بادی برای پمپاژ آب نیز استفاده می شود.
انرژی باد یکی از صورت های منابع انرژی تجدید پذیر است که با توجه به ویژگی مشترک انرژی های تجدید پذیر به صورت گسترده با تمرکز کم ( چگالی کم ) در اختیار بشر قرار گرفته استنوعی از انرژی خورشید است که بر اثر اختلاف دمای بین دو ناحیه تولید می شود: ناحیه سرد پر فشار و ناحیه گرم کم فشار است .
طی سالهای اخیر تولید برق به وسیله توربینهای بادی افزایش پیدا کرده است. توربینهای جدید به صورتهای متفاوت متصل به شبکه و یا منفعل از شبکه و به صورت تولید پراکنده در سیستمهای قدرت مورد استفاده قرار می گیرند.
در این پروژه در مورد انواع توربین ها و مکانیزم عملکرد و طراحی آنها توضیح داده شده است . همچنین در مورد حفاظت توربین ها و کنترل توان نیروگاه ها توسط توربین ها به مواردی اشاره شده است.کشور ایران از هر طرف با کوههای مرتفعـی محـصور گـشته اسـت. ایـران بـا موقعیـت جغرافیایی که دارد در آسیا بین شرق و غرب و نـواحی گـرم جنـوب و معتـدل شـمالی واقـع شده است ودر مسیر جریانهـای عمـده هـوایی بـین آسـیا ، اروپـا ، افریقـا ، اقیـانوس هنـد و ?اقیانوس اطلس قرار گرفته است . همین امر باعث پیشرفت سریع در استفاده از نیروگاه بادی خواهد شد.
فهرست مطالب
فصل اول :
۱-۱تاریخچه
۱-۲تجربهایرانیان
۱-۳تجربهآمریکاییها
۱-۴تجربهدانمارکیها
۱-۵تجربهفرانسویها
۱-۶تجربهروسها
۱-۷تجربههلندیها
۱-۸تجربهانگلیسیها
۱-۹تجربهآلمانیها
۱-۱۰کلیاتیدربارهانرژیباد
۱-۱۱منبعانرژیبادی
۱-۱۲باد
۱-۱۳انواعبادها
۱-۱۳جدول بوفورت
۱-۱۴تغییراتسرعتباد
۱-۱۵مزایای استفاده از توربینهای بادی
۱-۱۶رشد ظرفیت توربینهای بادی تا پایان سال ۲۰۰۴
فصل دوم :
۲- ۱ توربین بادی
۲-۲ توربینهای بادی چگونه کار می کنند ؟
۲-۳تقسیمبندیتوربینهایبادی
۲-۴ دونوعتوربینبادیفوقازقسمتهایزیرتشکیلشده اند
۲-۵ ساختمان توربین بادی
۲-۶ انواع توربین های بادی
۲-۷ مفاهیم کنترل توان
۲-۸ انواع ژنراتورهای مدرن
۲-۹ ژنراتورهای آسنکرون (القایی)
۲-۱۰ ژنراتور سنکرون
۲-۱۱ توربین های مختلف با کاربرد های مختلف
۲-۱۲ برق بادی در مقیاسهای کوچک
فصل سوم :
۳-۱ توربینبادیچگونهکارمیکند
۳-۲ تغییرپذیری باد و قدرت توربین
۳-۳ تعیین محل توربینهای بادی
۳-۴ نصب توربینها نزدیک ساحل
۳-۵ نصب توربینها دور از ساحل
۳-۶ توربینهای هوائی (معلق در هوا)
۳-۷ نیروگاههای بادی کوچک
۳-۸ رشد و روند هزینه
۳-۹ ذخیره انرژی
۳-۱۰ اکولوژی(شناخت محیط زیست)و آلودگی تولید گازCo2وآلودگیمحیطزیست
۳-۱۱ تأثیر نیروگاههای بادی در حیات وحش
۳-۱۲ اجزاءاصلیتوربینهایبادی
۳-۱۳ واحد تولید کاور و نوزکن
۳-۱۴ ساختمانپرههایتوربینبادی
۳-۱۵ تنظیمدورتوربینهایبادی
۳-۱۶ قراردادنتوربیندرجهتباد
۳-۱۸ ترانسفورماتورها
۳-۱۹ تنظیمکنندههایولتاژ
فصل چهارم :
۴-۱ خ?صه
۴-۲ مقدمه
۴-۳ آس?بهایمستق?موغ?رمستق?م
فصل پنجم :
۵-۱ خ?صه?
۵-۲مقدمه
۵-۴ قدرتتورب?نبادی
۵-۵ مدلر?اض?ژنراتورآسنکرونمتصلبهشبکه
۵-۶ ا?دهاصل?ز?رس ستمکنترل
۵-۷ مطالعاتعددی
۵-۸ نت?جهگ?ری
فصل ششم :
۶-۱ موقعیتجغرافیاییایران
۶-۲ بادهایایران
۶-۳ خ?صهدومطالعهبرایتعیینمحلنصبتوربینبادی
۶-۴ توسعهتوربینهایبادیدرجهان
۶-۵ نیروگاهعظیمبادیبهقدرت KW2500
۶-۶ پروژههایباد
۶-۷ طراحی،ساختونصبتوربینبادی۱۰کیلوواتسهندتبریز
۶-۸ نیروگاهبادیبینالود ; اولینمزرعهبادیدرایران???
۶-۹ آمار ظرفیت نصب توربینهای بادی در ایران
فصل هفتم:
۷-۱ شبیه سازی پروژه در نرم افزار Digsilent و
مراجع
150 صفحه
تور های ورودی درست در بالای سپراتورهای( جداکننده های) اینرسی
(INRETIAL – SEPRATORS ) قرار دارند تا از ورود پرندگان، برگها، ترکها، کاغذها، و دیگر اشیاء مشابه جلوگیری شود. در این توربینها باید از تجمع زیاد آشغالها ممانعت کرد تا ا زجریان آزاد هوا اطیمنان حاصل شود.
(سپراتورهای اینرسی)
سپراتورهای اینرسی معمولاً( خودتمیز کننده) (SELE CLEANING ) بوده و برخلاف فیلترهای هوا که ذرات گردوغبار راجمع کرده و نگه می دارند به سرویس روتین نیاز ندارند هر چند در فواصل زمانی منظم سیستم فوق از نظر صحت اتصالات سیل یا آسیب اتفاق، باید بازدید شود سالی یک بار اطاقک های(CELLS) سپراتورهای اینرسی از نظر تجمع رسوبات باید مورد امتحان قرار گیرد. پوشش نازک از غبار، طبیعی بوده و کارکرد یا راندمان اطاقک ها را خراب نخواهد کرد. هر چند در برخی واحدها ممکن است در اطاقک به علت وجود بخار روغن(OIL MIST ) یا بخارات مشابه دیگر در هوا رسوبات ضخیم تری از کثافت قشری تجمع کنند. چنین تجمع در سپراتور سبب کاهش راندمان تمیزکنندگی یا تنگی مسیر عبور هوا یا هر دو مورد می شود در چنین سطوح تیغه ها و(یا) وزیدن هوای فشرده می تواند تمیز کرد. سپراتورهای اینرسی قابل جداشدن(دراوردن) را می تواند در محلول دترژنت یا جدول مناسب دیگری تمیز کرد. وزنده های تخلیه به بیرون(BELLD- BLOWERS) وقتی که توربین در حال کار باشند روشن باشد. اگر وزنده های فوق در موقع کار توربین در حال عمل نباشد سپراتورهای اینرسی دارای راندمان تمیز کاری نخواهند بود.
پیش فیلترهای میانی (MEDIA PRE- FILTERS)
ممکن است یک ردیف از پیش فیلترهای میانی در پائین دست(DONSTREAM) سپراتورهای اینرسی و در ست در بالا دست فیلترهای میانی با راندمان بالا واقع باشد. مقصود از پیش فیلترهای میانی طولانی کردن عمر مفید فیلترها با راندمان بالا میباشد. واحد باید فقط با فیلترهای نصب شده تمیز با راندمان بالا کار کند. اختاف فشار باید اندازه گیری و ثبت شود. سپس فیلترها می بایست نصب شده و افت فشار دوباره ثبت شود این مقدار مجموع افت فشار در طول همه طبقات فیلتراسیون می باشد. وقتی افزایش نشان داده شده توسط گیج فشار متناظر با مقدایر توصیه شده توسط تولیدکننده فیلترباشد پیش فیلترها باید تعویض شود و دور انداخته شوند قبل از نصب پیش فیلترهای نو افت فشار در فیلترهای با راندمان بالا باید ثبت و با مقدار اولیه
(ORIGINAL) مقایسه شود. روش فوق باید تکرار شود تا موقعی که افت فشار در طول فیلترهای با راندمان بالا به حدهای یقین شده توسط تولیدکننده فیلتر برسد، در این موقع فیلترهای با راندمان بالا (HIGH-EFFECIENCY – FILTERS ) باید تعویض شود.