نیروگاههای حرارتی و تجهیزات جانبی BOP (گروه رهام)
Power Plant: The Beating Heart of the Power Industry
نیروگاهها بهعنوان زیرساختهای حیاتی تأمین انرژی الکتریکی پایدار، رکن اصلی توسعه اقتصادی، صنعتی و اجتماعی هر کشور محسوب میشوند. نیروگاههای حرارتی با تبدیل انرژی حرارتی حاصل از احتراق سوخت به انرژی مکانیکی و سپس انرژی الکتریکی، نقش مستقیم در پایداری شبکه سراسری و پاسخگویی به نیازهای روبهرشد انرژی ایفا میکنند.
01
تعریف و طبقهبندی نیروگاههای حرارتی
نیروگاه حرارتی یکی از مهمترین زیرساختهای تولید انرژی الکتریکی است که در آن انرژی حرارتی حاصل از احتراق سوختها یا سایر منابع گرمایی به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. در این نیروگاهها معمولاً از سوختهایی مانند گاز طبیعی، گازوئیل، مازوت یا زغالسنگ استفاده میشود تا انرژی حرارتی مورد نیاز برای تولید برق فراهم گردد.
تولید بخار پرفشار در بویلر جهت چرخش و به حرکت درآوردن توربینهای بخار سنگین.
هدایت مستقیم گازهای داغ حاصل از احتراق سوخت به سمت پرههای توربین گاز.
ترکیب توربینهای گازی و بخاری برای بازیافت حرارت خروجی و افزایش چشمگیر راندمان کلی.
02
اصل فرآیند تولید انرژی در نیروگاه حرارتی
فرآیند تولید انرژی در نیروگاههای حرارتی بر پایه تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی و سپس انرژی الکتریکی استوار است. این فرآیندها بهصورت پیوسته انجام شده و امکان تولید پایدار برق را فراهم میکنند.
03
تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی
پس از به حرکت درآمدن توربین، انرژی مکانیکی تولید شده از طریق شفت یا محور مشترک به ژنراتور منتقل میشود. ژنراتور با استفاده از اصول القای الکترومغناطیسی، انرژی مکانیکی چرخشی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند.
مرحله ژنراتور
- میدان مغناطیسی در داخل ژنراتور باعث تولید جریان الکتریکی در سیمپیچها میشود.
- برق تولید شده در ابتدا دارای ولتاژ مشخصی است.
- کنترل، حفاظت و بهرهبرداری صحیح ژنراتور در پایداری نیروگاه نقش کلیدی دارد.
مرحله ترانسفورماتور و انتقال
- ولتاژ تولیدی توسط ترانسفورماتورهای نیروگاهی افزایش مییابد.
- انرژی الکتریکی برای انتقال در شبکههای فشار قوی آماده میشود.
- سپس از طریق خطوط انتقال به پستها و در نهایت به مصرفکنندگان صنعتی، تجاری و خانگی منتقل میگردد.
04
نقش نیروگاههای حرارتی در شبکه برق
نیروگاههای حرارتی یکی از ستونهای اصلی تأمین برق در بسیاری از کشورها محسوب میشوند و نقش مهمی در پایداری شبکه برق ایفا میکنند. این نیروگاهها به دلیل ظرفیت تولید بالا و قابلیت کنترل توان خروجی، میتوانند در تأمین بار پایه، بار میانی یا پیک شبکه نقش داشته باشند.
تأمین مداوم و پایدار برق برای مصرفکنندگان در طول شبانهروز.
امکان تنظیم توان تولیدی بسته به شرایط شبکه و نیاز بار.
عملکرد مکمل در کنار نیروگاههای خورشیدی و بادی در زمان افت تولید آنها.
05
انواع نیروگاههای حرارتی
نیروگاههای حرارتی از نظر ساختار و نوع فرآیند تولید انرژی به چند دسته اصلی تقسیم میشوند.
در این نوع، بخار تولید شده در بویلر برای به حرکت درآوردن توربین بخار استفاده میشود.
در این نوع، گازهای داغ حاصل از احتراق مستقیماً توربین گاز را به حرکت درمیآورند.
ترکیبی از توربین گازی و توربین بخار که با بازیافت حرارت خروجی، راندمان بالاتری ایجاد میکند.
06
تجهیزات و اجزای اصلی (Main Equipment)
نیروگاههای حرارتی از مجموعهای از تجهیزات اصلی و جانبی تشکیل شدهاند که بسته به نوع نیروگاه میتوانند متفاوت باشند. از مهمترین اجزا میتوان به سیستم سوخترسانی، محفظه احتراق، توربین، ژنراتور، ترانسفورماتور، سیستمهای کنترل و ابزار دقیق اشاره کرد.
تبدیل انرژی حرارتی یا شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی و سپس تبدیل آن به انرژی الکتریکی.
در سیستمهای بخاری، این تجهیزات نقش کلیدی در تولید بخار، بازیافت و استمرار چرخه دارند.
در نیروگاههای گازی، کمپرسور و محفظه احتراق از اجزای اصلی محسوب میشوند.
مرکز کنترل و حفاظت الکتریکال تجهیزات داخلی نیروگاه، شامل بریکرها و تجهیزات اندازهگیری.
برای افزایش ولتاژ و انتقال انرژی با تلفات کمتر در مسافتهای طولانی.
افزایش سطح ولتاژ به سطح قابل انتقال و ایجاد اتصال پایدار به شبکه سراسری برق.
07
تجهیزات جانبی کلیدی (Balance of Plant - BOP)
بخش BOP مجموعهای گسترده از سیستمها و تجهیزات است که عملکرد ایمن، پایدار و کارآمد نیروگاه را تضمین میکنند.
تجهیزات اعلام و اطفای حریق برای حفاظت از نیروگاه در برابر حوادث احتمالی.
ذخیرهسازی ایمن سوخت و انتقال مطمئن به واحدهای مصرف، همراه با پایش مداوم.
تنظیم و کاهش فشار گاز، همراه با پایش جریان و فشار برای تضمین ایمنی مصرف سوخت گازی.
تأمین آب با کیفیت بالا برای بویلرها و جلوگیری از رسوب و خوردگی.
تأمین هوای فشرده برای ابزار دقیق، کنترلها و سیستمهای پنوماتیک.
مولدهای اضطراری برای تغذیه بارهای حیاتی در زمان