طراحی سیمولاتور بلادرنگ توربین بخار گاز همراه با سیستم کنترل گسترده DCS

اختصاصی از یارا فایل طراحی سیمولاتور بلادرنگ توربین بخار گاز همراه با سیستم کنترل گسترده DCS دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

طراحی سیمولاتور بلادرنگ توربین بخار گاز همراه با سیستم کنترل گسترده DCS

Steam / Gas Turbine Real time Simulator Based on
Distributed control system

 

 

 

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

دانلود مقاله عایق کاری و گاز

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله عایق کاری و گاز دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:26

فهرست مطالب

فهرست مطالب

مقدمه                                                                                                                                                      1

مشخصات شبکه از نظر فشار گاز                                                                                                             2

جوشکاری لوله های پلی اتیلن                                                                                                 2

تست عایق و عایقکاری قبل از لوله گذاشتن لوله ها در کانال                                                   5

آزمایش مقاومت و نشتی خطوط شبکه طبق مشخصات فنی                                                     7

عایقکاری گرم و سرد شبکه های گازرسانی                                                                                             9

میزان رادیوگرافی جوشها                                                                                                                        15

عملیات جوشکاری لوله های فولادی جهت گازرسانی                                                            17

روش کلی جوشکاری لوله های فولادی (پاسهای اول- دوم و پرکننده)                  18

مقدمه

در حدود سالهای 1950 به دلیل کمبود منابع فلز و نیز مشکلات  استفاده از مصنوعات‌ فلزی‌ نظیر  حمل و نقل ،‌خوردیگ‌و جوشکاری و سبب  مطالعه جهت جایگزینی‌ محصولات به جای فولاد شد اولین جایگزین‌ها pvc بودند از  این پس بحثی به نام پلیمر‌ها آغاز شد.

پلی‌‌اتیلن‌ که نوعی پلیمر است و با فرمول ساختمانی‌  C2H4- C2H4-C2H4 می‌باشد که استفاده از این لوله‌ها حداکثر‌ کشورها معمول شده است.

و همه ساله‌با تحقیقاتی‌ که در مورد رزین‌های پلی‌لتیلن‌ در آزمایشگاهها انجام می‌شود و روز به روز  به کیفیت‌ لوله‌های  پلی‌اتیلن‌ افزوده می‌شود.در ایران در تمام شهرها و روستاها به تازگی  گاز‌رسانی‌ می شوند.تمام خطوط پلی‌اتیلن است

مشخصات شبکه‌ از نظر فشار گاز

گاز خــروجـی‌ از پــالایـشگاه های تقویت فشار‌ در خطوط  انتقال‌دارای فشاری بین 700-150 psi می‌باشد که در ایستگاههای ( Catygete Station)  تا فشار 250   کم می‌شود و وارد خطوط تغذیه‌ می‌شود اکثر لوله‌های شبکه اغذیه‌ از نوع فولادی‌ و یا پوشش پلی‌ اتیلن‌ است.

خطوط تغذیه‌ با فشار 250 psi برای استفاده‌ مشترکین‌ کم مصرف‌ وارد ایستگاههای TBS می‌شود که در این ایستگاهها‌ تا فشار 60 psi کاهش می‌یابد.

هر یک از ایستگاهها‌ی فشار‌درون شهری TBS با فشار 60 psi تإمین کنند. یک منطقه‌ است با حدود 500 مشترک است این انشعابات  خطوط پلی‌اتیلن‌ با فشار 60 psi و با لوله‌های با قطر‌ 25 می‌باشد. کاربرد لوله‌های پلی‌اتیلن  در داخل‌ ساختمانها به دلیل مسائل‌ ایمنی‌ ممنوع است.

جوشکاری‌ لوله‌های پلی‌اتیلن :

برای اتصال لوله های پلی‌اتیلن راههای بخصوصی وجود دارد اتصال آنها آنها اسانتر از فولادی است امروزه در کشورها از روش الکترو‌فیوژن‌ در اتصال‌ و جوشکاری‌ پلی‌اتیلن استفاده می شود در این روش که تجهیزات و اتصالات‌ مخصوص‌به خود دارد از انرژی الکتریکی  و خاصیت ترموپلاست‌ بودن پلی‌اتیلن است.

گاز مایع

اختصاصی از یارا فایل گاز مایع دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

10 ص

گاز مایع

گاز مایع که بصورت مخفف LPG نامیده می شود معمولاً عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C۴H۱۰, C۳H۸ تشکیل شده است.

گاز مایع (LPG) Liquefied Petroleum GAS
گاز مایع که بصورت مخفف LPG نامیده می شود معمولاً عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C۴H۱۰, C۳H۸ تشکیل شده است. بوتان خود شامل دو ترکیب ایزوبوتان ونرمال بوتان است. LPG که معمولاً در برخی نقاط دنیا به نام ترکیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصول فرعی فرآیندهای تصفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود. LPG در آمریکا عمدتاً از ۹۰% پروپان، ۵/۲% بوتان و هیدروکربنهای سنگین و مقدار کمی نیز اتان و پروپلین تشکیل شده است. گاز مایع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور کلی زیان آور نیست ولی در صورتیکه حجم زیادی از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مایع ترکیبات گوگرد دار بنام مرکاپتان شامل "اتیل مرکاپتان" و "متیل مرکاپتان" به گاز مایع افزوده می شود

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت- 93 ص

اختصاصی از یارا فایل گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت- 93 ص دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

93 ص

گاز طبیعی :

گاز طبیعی عمدتا از متان CH4 تشکیل شدهاست ولی هیدروکربن های اتان ( C2H6)  ، (پروپان ( C3 (H8) و حتی بوتان (C4H10) نیز می توانند در گاز طبیعی وجودداشته باشند . گاز طبیعی همچنین شامل هیدروژن ، نیتروژن ، کربن دیوکسید وهلیم به مقدار کم است .

مقدار هلیم در گاز طبیعی می تواند تا 3 درصد حجم مولی برسد .گاز هلیم دارای ارزش تجارتی فراوانی است گاز طبیعی به طور کلی می تواند به صورت های زیر در یک مخزن یافت شود .

• گاز آزاد : در این حالت گاز به صورت آزاد وجدا از نفت در قسمت های بالای نفت وجوددارد .
• • گاز حل شده در نفت : دراین حالت گاز در نفت حل شده است میزان گاز حل شده در نفت بیشتر به شرابط فیزیکی مخصوصا فشار ودما بستگی داردو پس از استخراج نفت در سطح زمین به علت کاهش فشار گاز حل شده در آن توسط یک جدا ساز جدا می شود .مقدار گاز حل شده می تواند از چند فوت مکعب تا چندین هزار فوت مکعب ( در شرایط استاندارد ) در هر بشکه نفت تغییر کند .
  • مخزن   گاز خالص : در طبیعت مخازنی یافت می شوند که دارای نفت نیستند و فقط شامل گاز تنها می باشند .دما و فشاری که اولین ذرات گاز از نفت خارج می شود را نقطه حباب می نامند . دما در یک مخزن تقریبا ثابت است ولی با تولید نفت فشار مخزن کم می شود .فشار نقطه حباب را گاهی فشار سیر شده نیز می گویند .اگر فشار مخزن از فشار سیر شده بیشتر باشد نفت گاز بیشتری را در خودنگه میدارد .مقدار فشار سیر شده می تواند از فشار مخزن تا فشار یک اتمسفر تغییر کند .
  • گاز حل شده در آب : در شرایط مخازن و فشارهای حوالی psi 5000 حدود 20 فوت مکعب گاز در یک بشکه آب میتواند حل شده باشد . هر گاه گاز در آب نمک دار حل شده باشد میزان انحلال پذیری آن کم شود .روی هم رفته انحلال پذیری گاز در آب حدود 6% انحلال پذیری گاز در نفت است. در شرایط یکسانی با توجه به اینکه آب در مخزن ممکن است تا 50 درصد حجم خالی مخزن باشد مقدار گاز حل شده در آب می تواند قابل ملاحظه باشد .

پایان نامه مهندسی شیمی گاز 26ص

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مهندسی شیمی گاز 26ص دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

26 ص

هدف از ایجاد ایستگاههای تقویت فشار

همراه با استخراج نفت از مخازن نفتی مقداری گاز نیز تولید می شود که این گازها را گاز همراه ( Assotle Tedgas ) می نامند و به صورت محلول در نفت خام وجود دارند که طی مراحل تفکیک از نفت جدا می شوند قسمتی از گازهای سبک محلول در نفت که شامل متان و اتان می باشد در بعضی از نقاط مناطق نفت خیز جنوب در تفکیک کننده ای در سر چاه که به جدا کننده سر چاهی ( Wwll head Seperator ) معروف است جدا می شود و در نقاطی از مناطق نفت خیز ( مانند اهواز ) مرحله اول تفکیک در کارخانه بهره برداری وجود دارد .

مراحل دیگر تفکیک که شامل مرحله دوم به بالا می باشد با ایجاد افت فشار ، هیدروکربورها گازی را از نفت جدا می نماید که این هیدروکربورها عمدتاً شامل می باشند .

در منطقه گچساران ، مرحله اول تفکیک عمدتاً در هر چاه وجود دارد و گازهای حاصل از آن به گاز چاهها معروف می باشند که مستقیماً به واحد تقویت فشار ضعیف فرستاده می شود . و قسمتی از خوراک واحد های تقویت فشار ضعیف را تشکیل می دهد و گارهای مراحل دوم به بالا که در کارخانه های بهره برداری از طریق افت فشار ایجاد می شوند نیز به واحد تقویت فشار ضعیف ارسال می شود و بدین ترتیب خوراک واحدهای تقویت فشار ضعیف تأمین می گردد . گارهای همراه مزبور پس از تقویت فشار در ایستگاههای تقویت فشار ضعیف و قوی به مخازن زیر زمینی مجدداً برگشت داده می شود تا باعث نگهداری و بالا بردن فشار نفتی شده و بازدهی چاههای نفتی را بالا ببرد لیکن در طرحی که اخیراً در حال اجرا می با شد و شامل کارخانه های گاز و گازمایع 1200 و 1300 می باشد ، گازهای همراه پس از تقویت فشار در کارخانه های تقویت فشار ضعیف به واحد گاز و گاز مایع عودت داده می شود تا مایعات گازی حاصل از آن که شامل C3 - C/7 می باشد گرفته شود مایعات گازی خوراک واحد های پتروشیمی را تشکیل می دهد که با توجه به نقش صنعت پتروشیمی در کشور اهمیت ایستگاههای تقویت فشار نیز مشخص می شود .

گازهای حاصل از کارخانه های گاز و گاز مایع به شرکت عودت داده می شود و قسمتی از ان جهت تزریق به چاهها افزایش بازدهی نفتی به کار میرود .

این کارخانه در غرب منطقه گچساران و در منطقه ای به نام دشت گز واقع شده است .

گاز مرحله چهارم با عنوان 40TP پس از تقویت فشار و مخلوط با گازهای مرحله دوم و سوم که این عمل در کارخانه بهره برداری که در مجاورت ایستگاه قرار دارد انجام     می گیرد توسط یک عدد خط لوله 24 با عنوان گاز بهره برداری وارد منی فول کارخانه می شود در مسیر آن شیر XV وجود دارد که به صورت دستی و با اتوماتیک با فشار روغن و با هوا باز می شود که روی شیر یک مخزن کوچک روغن و در کنار شیر یک مخزن هوا جهت باز نمودن شیر XV تعبیه شده است در مسیر خط لوله گاز بهره برداری ، یک جریان برگشتی (Recycle ) وجود دارد که در صورتی که فشار گار بهره برداری کم شود از طریق فشار گاز چاهها که فشار بیشتری دارند تأمین می شود .

در مسیر جریان برگشتی یک کنترل ولو وجود دارد که فرمان خود را از P.C ( Preure Controler ) که روی فشار 0.55 bar تنظیم شده است می گیرد و در صورتیکه این فشار کاهش یابد باید از طریق فشار گاز چاهها تأمین می شود . و اگر این کنترل ولو عمل ننماید توسط یک لوله در کنار گذر ( bypas ) ، به وسیله شیر دستی جریان را به طرف گاز بهره برداری برقرار می سازند.

در مسیر یک شیر Mor وجود دارد که در حالت اضطراری به صورت دستی بسته     می شود و جریان گاز وارد دو عدد اسکرابر ( مایع گیر ) Sc702B,Sc702A می شود که به صورت موازی قرار دارند که در کنار این ادو اسکرابر پمپ تخلیه مایعات وجود دارد که نیروی محرکه آنها الکتروموتور می باشد .

دو عدد سوئیچ (Low level Switch )LLS

                           (High level Switch ) HLS

کار تنظیم لول اکرابرها را بر عهده دارند و زمانی که سطح مایع در اکرابر زیاد شود یا اصطلاحاً اکرابرها لول بگیرند پمپها شروع به کار نموده و تخلیه مایعات را انجام     می دهند و مایعات اسکرابرها را به واحد بهره برداری ( مرحله سوم بهره برداری ) هدایت می شوند . گاز خروجی اکرابرهای 702A,B یک مسیر مارپیچی را به منظور تعادل فشار طی می نمایند و گاز وارد سکشن درام کمپرسور مرحله اول یعنی Sc703   می شود و پس از جدا شدن هیدروکربورهای مایع گاز خروجی از اسکرابرها وارد کمپرسور الف   ( A ) می شود که در این حالت گاز فشار برابر 0.5 بار و دمای 30 درجه سانتیگراد دارد کمپور این کارخانه از نوع CLARK و نیروی محرکه آن توربین دولزرویس 1553 می باشد .

مشخصات کمپرور CLARK

کمپرسور گریز از مرکز                        CENTRI FUGL Compreor

ize : 553

Normal Capa City inlet : 9934   m/

Critical Speed : 6200 Rpm

Max Continou Speed :/0743 Rpm

Casing Desigh Temp Disch : 232

Max Operiting tempreture : 193

HyDROSTATIC TEST Presure

No . of impeller : 4

این کمپرسور دارای 4 مرحله می باشد و روزانه 11 میلیون فوت مکعب گاز را در روز فشرده می نماید.