تحقیق طراحي و ساخت نيروگاه توليد انرژي گازسوز

1-هدف و ديدگاه كلي

1-1- مقدمه

با گذشت زمان و پيشرفت تكنولوژي در زمينه نفت و گاز هر روز شاهد هستيم كه سيستم هاي قديمي كه با انواع سوخت فسيلي سنگين مانند مازوت و نفت و گازكار مي­كردند دچار تغيير و دگرگوني مي­شوند.ا مروزه بدليل مسائل و مشكلات زيست محيطي و آلودگي ناشي از سوخت اينگونه سوخت هاي فسيلي، پائين بودن راندمان حرارتي، عمر كم تجهيزاتي كه در ارتباط با اين سوختها هستند و غير اقتصادي بودن آنها ديده مي شود كه صاحبان صنايع به فكر جايگزيني اين منابع با گروه ديگري از سوخت ها هستند يكي از بهترين جايگزين ها گاز طبيعي است كه هم ارزان و در دسترس بوده و علاوه بر آن آلودگي بسيار كمي براي محيط بوجود مي آورد.

در ادامه در طي اين طراحي هدف تبديل يك نيروگاه توليد انرژي مازوت سوز به يك نيروگاه توليد انرژي گازسوز مي باشد بديهي است كه اين نيروگاه در سيكل رانكين كار مي كند بنابراين كافي است سيستم توليد انرژي نيروگاه از حالت مازوت سوز به گاز سوز تبديل شود. اين عمليات از خط انتقال سراسري گاز شروع شده و تا مشعل هاي مربوطه به هر ديگ بخار ادامه دارد.

بدليل اهميت طرح و استراتژيك بودن فعاليت يك نيروگاه هيچگاه نبايد نيروگاه بر اثر قطع جريان گاز دچار خاموشي شود به همين دليل طراحي بايد به گونه‌اي باشد كه هر گونه استرس ناشي از وزن و تنش هاي حرارتي كه ممكن است در هنگام نصب تجهيزات و در زمان عملكرد سيستم بروز كند را تحمل نموده و علاوه بر آن هر گونه دبي ناگهاني و فشار تناوبي را كه حداكثر آنها كمتر از شرايط تست است را تحمل كند.

با توجه به مطالب فوق بايد براي تعميرات و نگهداري سيستم مربوطه اقدام لازم را بعمل آورد. اين مطلب بيانگر آن است كه در دسترس بودن تجهيزات و ساير اجزا كه نياز به تعمير و نگهدراي و تعويض دارند از اهميت خاصي برخوردار است اين دسترسي شامل دسترسي اپراتور به تجهيزات، دسترسي ماشين آلات حمل و نقل براي تجهيزات سنگين مي باشد كه بايد جاده هاي مورد نظر به طور كامل در نظر گرفته شود.

براي عملكرد بهينه سيستم و كنترل مناسب نيازمند يك سري تجهيزات ابزار دقيق هستيم كه در ادامه به طور مفصل در بخش هاي جداگانه به هر يك از موارد فوق خواهيم پرداخت.

2-1-منابع و استانداردها

تمامي مراحل طراحي و ساخت و نصب تجهيزات بر طبق استانداردهاي زير صورت گرفته است. در مورد استانداردهاي زير استفاده از آخرين ويراش ضروري است.

• ASME:

Sec. VIII, Div. I: Unfired pressure vessels/ safety valve sizing

Sec. IX: Welding and brazing qualifications

• ANSI:

B 20.1: Piping threads

B 16.5:  Steel pipe flanges and flanged fittings

B 16.104:  Control valve seat

B  6.16.11:  Forged steel fittings, socket welding and threads

B 16.37: Control valve Hydrostatic testing

B  6.16.20:  Ring joint gasket and grooves for steel flanges

B 16.10: Dimensions of valve

B 18.2.1 and B.18.2.2:  Bolting

B 31.8:  Gas transmission and distribution piping system

B 31.3:  Pressure piping / Welding.

B 16.34: Valve class/bore

B 16.9: Factory Made Wrought Steel Butt Welding Fittings.

AISC: American Institute of Steel Construction 8th  edition

N.I.G.C Specification: No. SAI-M-03 Rev.1

API RP 521: Guide for pressure-Relieving and Depressurizing System.

ASCE 7-93:Building Code Requirements fo MinimumDesign Loads in Building and other Structures.

API: RP-551 ~555 for Instrument & Control systems & 520 for safety valve sizing.

IEEE: 802.3 (TCP/ IP) for Ethernet

ISA: S18.1 (Annunciator / sequence) for alarm system

S 75.01 For control valve sizing

S 75.02 For control valve capacity test

S 75.03 For dimensions of valves

S 75.04 For dimensions of flange valves

S 5.1 For Conventional instrument symbols

S 5.3 For DCS symbols

S 61.1 & S61.2 For process computers

RP 60.8 Electrical guide for control center

MATERIAL

ASTM:

NAMUR: Proximity SW. / Solenoid valve connection

SO-5167 : Differential pressure & DP type flow measurement

BS: 1042: Differential pressure sizing

5308: Safe installation of instrumentation cables

IEC:   61168:  PLC/ ESD

61131:  PLC/ ESD

61508:  Instrumented safety

Explosion Protection

60548: Thermo couple

60751:  RTD

337.1:  Switch contact rat ivy

60079: Electrical installation & wiring

61131: Logic Diagram

2-اطلاعات فني

1-2-شرايط محيط :

– دما :           حداكثر – حداقل- متوسط       (Cْ)55/-10/20

-رطوبت نسبي: حداكثر – متوسط                  100%- 69%

-كد زلزله :                                           (براساس كد french) 1,2

-ارتفاع از سطح دريا:   نيروگاه در ارتفاعي هم سطح با درياست

-سرعت باد     حداكثر- حداقل                            31-2 (M/S)

2-2- اطلاعات مربوط به خط لوله انتقال گاز از خط لوله سراسري به داخل نيروگاه

-دبي حجمي                          824/0      Nm3/hr

-فشار عملكرد                        8-10              barg

-فشار طراحي                        16                 barg

– طول تقريبي                         600                  M

-تركيبات گاز طريعي و شرايط آن به شرح زير است:

3-توضيحات فني

1-3-ورودي سيستم

همانطور كه گفته شد گاز مورد نياز از خط لوله سراسري گاز تأمين مي شود پس از انشعاب از خط لوله سراسري، گاز وارد سيستم سوخت نيروگاه مي شود. براي جداسازي سيستم از خط لوله يك شير اصلي كه وظيفه قطع و وصل جريان گاز را به عهده دارد تعبيه شده است. اين شير به طور خودكار به وسيله سيگنالهايي كه دربافت مي كند عمل مي كند. هر گاه فشار گاز در سيستم بيش از حد بالا يا پائين برود اين شير بطور خودكار قطع مي شود در ضمن هر گاه دماي مشعل هاي ديگ هاي بخار بسيار بالا رود اين شير به طور خودكار بسته مي‌شود.

پس مي توان گفت سيگنالهاي مورد نياز از سوي بويلرها و كنترلهاي موجود در سيستم تأمين مي شود. در ادامه در مبحث كنترل به چگونگي توليد اين سيگنالها مي پردازيم.