تحقیق مقاله آشنایی با مشانیر

آشنایی با مشانیر

در سال 1350 مشانیر با عنوان شرکت سهامی خدمات مهندسی آب و برق شروع به کار کرد و در سال 1359 به ثبت رسید و متناسب با افزایش نیاز صنعت آب و برق گسترش یافته و با داشتن شرایط مناسب در زمینه نیروی متخصص در زمینه های مختلف علمی و صنعتی بعنوان یکی از بزرگترین شرکتهای مهندسی مشاور قادر می‌باشد در طرحهای زیر بنایی و پروژه های صنعتی در حد استانداردهای معتبر خدمات فنی مهندسی و مشاوره ای ارایه دهد. برای اشنایی بیشتر می توان با معرفی تقسیم بندی این مجموعه توانمندیهای آن را بررسی نمود.

1-معاونت طرحهای مهندسی و تولید ( پروژه های نیروگاهی حرارتی و نیروگاههای گازی و گروههای تخصصی ) تحت نظر ایشان مشغول به فعالیت می باشند.

2-معاونت برنامه ریزی و پشتیبانی

3-معاونت پستها و خطوط فشار قوی

4-معاونت سد و نیروگاههای آبی(سد گدارلندر، سد شهید عباسپور، سد مارون، سد زاب و…)

5-معاونت بخشهای ویژه)  نیروگاههای بادی، آب شیرین کن و …)

امکان سنجی نیروگاه

احداث نیروگاه پس از طی مراحل مطالعاتی و علمی با اجرای عملیات ساختمانی و مهندسی عمرات آغاز می شود. این مرحله، تحقیقات ژئوتکنیکی را با بررسی ژئوفیزیکی محل احداث آغاز می کند و پس از حفاری ها و تحقیقات مربوط به منابع اب زیر زمینی و توصیف و رده بندی زمین محل احداث نیروگاه را بررسی می نماید، در عین حال خطر زلزله را در حین مراحل زمین شناسی به صورت ارتباط زمین و زمین لرزه و دینامیک پوسته زمین مورد سنجش قرار می دهد. سپس با تخصص خود در زمینه خاک و پی به طراحی و ساخت پی ها می پردازد و مرحله پی سازی در پی های سازه های اصلی و فرعی مانند سالن توربین اهمیت بیشتری می یابد در نهایت با روشهای ساخت متفاوت و محاسبات تجهیزات نیروگاهی و با در نظر گرفتن مقررات ساختمانی با انعقاد قرارداد عملیات عمرانی آغاز می شود.

تهیه و به روز نمودن برنامه زمان بندی و گزارش دلایل عقب ماندگی هر فعالیت و در صورت امکان ارایه راه حل برای جبران عقب افتادگی را کنترل پروژه می نامند.

معمولاً در یک گزارش کنترل پروژه S-curve یا منحنی برنامه اولیه و منحنی پیشرفت واقعی جهت مقایسه آورده می شوند.

روش برنامه ریزی به صورت زیر است.

شناخت ماهیت پروژه

شناخت روش و اجرای پروژه

تقسیم یا شکستن پروژه به تعدادی فعالیت که برای انجام کار لازم می باشد

تنظیم بهینه زمان و مدت اجرای هر فعالیت با در نظر گرفتن تقدم و تأخر فعالیتهای دیگر به نحوی که پروژه در مدت زمان تعیین شده به اتمام برسد.

نیروگاه گازی

احداث نیروگاه گازی بستگی به عوامل مختلفی در هر کشور دارد این عوامل عبارتند از:

آیا کشور مورد نظر خود تولید کننده نیروگاه است.

 کشور مورد نظر قابلیت انجام کلیه عملیات بازسازی و تعمیرات چه نوع نیروگاهی را داراست

آیا کشور مورد نظر خود از لحاظ منبع نفت و گاز غنی است.

نیروگاه گازی مورد نظر چه راندمانی دارد

هزینه پرسنل و آموزش افراد در چه حدی است.

نتیجه نهایی این است که استفاده از توربین گاز در تأمین بار پیک با بار تولیدی پایه مناسب و مطلوب است و در غیر این صورت هزینه و پریود تعمیرات بالا خواهد رفت.

در فصل های پاییز و بهار که مصارف خانگی سوخت گاز کم می شود، سوخت گاز از پایداری بیشتری برخوردار است ولی در فصول تابستان و زمستان زمانی که شبکه به بیشترین مقدار تولیدی نیروگاه گازی نیاز دارد مشکل افت فشار سوخت گاز و کمبود سوخت مایع وجود دارد، به طوری که در طول شبانه روز چندین بار واحدها از سوخت گاز به مایع و بالعکس تبدیل شده و یا بر اثر افت فشار سوخت گاز به طور خودکار متوقف می شوند.بهر حال توربینهای گازی ابتدا در کنار نیروگاههای بخاری به صورت اضطراری ویا استفاده در ساعات پیک مورد استفاده قرار گرفت علت محدودیت استفاده از توربینهای گازی به عنوان تولید پایه در نیروگاهها،محدود بودن قدرت تولیدی توسط هر یک از واحدها و همچنین راندمان پایین ان و بالا بودن هزینه سوخت برای قدرت مساوی در مقایسه با سایر نیروگاه های حرارتی و نیز کم بودن عمر مفید آن به علت شرایط کار در دمای بالای آن بود که نیاز به مواد خاص را ایجاب می نمود.

پیشرفت حاصل شده در تولید مواد اولیه و فولادهای مخصوص جهت کار در دماهای بالا و همچنین پیشرفت در تکنولوژی ساخت توربین های گازی و در نتیجه بالا بردن قدرت تولید هر واحد استفاده از توربین های گازی و در نتیجه بالا بردن قدرت تولید هر واحد استفاده از توربین های گازی را برای بهره برداری در نیروگاه ها بیشتر مطرح ساخت و تنها عامل محدود کننده پایین بودن راندمان آن و به هدر رفتن گاز خروجی از توربین گازی با دمای حدود 500 درجه سانتیگراد بود بنابراین کارخانجات سازنده همزمان با بالا بردن قدرت توربین های گاز با طراحی و ساخت بویلر مخصوص برای بازیافت انرژی خارج شده از توربین گازی جهت تولید بخار و در نتیجه استفاده از توربین بخار برای بازیافت این انرژی اقدام نمودند و بالاخره احداث نیروگاه های سیکل ترکیبی ( توربین گاز + توربین بخار) شروع گردید.

معرفی سیکل توربین گاز

از نظر ترمودینامیکی سیکل مناسب توربین گاز سیکل برایتون است. ابتدا هوا از اتمسفر گرفته شده وارد کمپرسور گردیده و پس از تراکم در داخل کمپرسور وارد محفظه احتراق می شود، در این محفظه هوا، با سوخت مخلوط شده و عمل احتراق انجام می گیرد و در یک حالت ایده آل در فشار ثابت دمای آن بالا رفته و گاز سوخته شده داغ و متراکم وارد توربین گازی شده و در لابلای پره های ساکن توبین در نتیجه تغییر مقطع، سرعت گرفته و چون به پره های متحرک برخورد می نماید آنها را به حر کت در آورده و پس از تحویل انرژی خود در توربین، محصولات احتراقی از طریق دودکش به اتمسفر تخلیه می شوند.

مزایای  انتخاب توربین گاز نسبت به توربین بخار

توربین های گازی دارای راندمان پایین تری نسبت به نیروگاه بخار می باشند (حداقل 28% در مقابل حداقل 38%) ولی عواملی از قبیل سرمایه گذاری اولیه، مدت زمان طراحی و نصب و راه اندازی و هزینه نگهداری باعث انتخاب نیروگاه گازی نسبت به سایر نیروگاه ها می شود، بویژه باید در نظر داشت که با تبدیل ان به سیکل ترکیبی، نیروگاهی ایده آل با راندمان حدود 45% و آلاینده بسیار پایین خواهیم داشت که روند رو به رشدی را از نظری سهم در تأمین انرژی الکتریکی در جهان دارا می باشد برای ظرفیت یکسان، سرمایه گذاری واحدهای سیکل توربین گاز حدود 50 درصد از واحدهای مشابه بخاری کمتر می باشد.

ضمناً به دلیل package بودن بیشتر قسمتهای واحدهای توربین گاز، زمان نصب و راه اندازی سیکل توربین گاز در مقایسه با واحدهای مشابه بخاری به مراتب کمتر است از نظر سرعت راه اندازی ،از واحدهای توربین گاز، در فاصله زمانی بسیر کوتاهی تا 10 دقیقه بعد از استارت می توان بهره برداری کرد در صورتی که این زمان در واحدهای بخاری مشابه خیلی بیشتر می باشد(حدود 2 ساعت)

 واحدهای توربین گاز غالباً به آب نیاز ندارند و یا به آب مصرفی کمی نیاز دارند که نسبت به واحدهای بخاری مشابه مقدار مصرف بسیار کم می باشد و دیل عمده ان نیز عدم نیاز واحدهای توربین گاز به برج خنک کننده می باشد. از نظر سهولت بهره برداری و تعمیرات، توبینهای گاز به علت package بودن تجهیزات اصلی، استاندارد بودن، کمی وزن قطعات و سادگی سیستم کنترل، سهولت بهره برداری، تعمیرات و نگهداری را نسبت به سیکل بخاری به همراه خواهد داشت.

از نظر انعطاف پذیری در بهره برداری ،در واحدهای توربین گاز به سرعت می توان ژنراتور را از مدار خارج یا وارد مدار نمود و همچنین توربین گاز را به سرعت متوقف و یا راه اندازی نمود در صورتی که این اعمال در توربینهای بخار  به این سادگی امکان پذیر نخواهد بود.

به دلیل حساسیت بسیار شدید پره های توربین گاز به خوردگی تحت اثرگازهای داغ،حاصل از مواد سوختنی سنگین و اثرات ناخالصی در سوخت ،لازم است واحد های توربین گاز از سوخت هایی استفاده نمایند که کیفیت ان خوب واثری روی پره ها نداشته باشند.از این رو سوخت توربینهای گاز محدود به گاز طبیعی بوده که البته از سوختهای مایع در شرایط خاص میتوان استفاده نمود .

انواع مختلف واحدهای توربین گاز

سیکل ساده توربین گاز (سیکل باز)

در سیکل ساده توربین گاز ابتدا هوا از اتمسفر گرفته شده و وارد کمپرسور گردیده و پس از تراکم در داخل کمپرسور وارد محفظه احتراق می شود. در این محفظه هوا با سوخت مخلوط شده و عمل احتراق انجام می گیرد در یک حالت ایده آل در فشار ثابت دمای آن بالا رفته و گاز سوخته شده داغ و متراکم وارد توربین گازی شده و در لابلای پره های ساکن توربین در نتیجه تغییر مقطع، سرعت گرفته و چون به پره های متحرک بر می خورد آنها را به حرکت در آورده و پس از تحویل انرژی خود در توربین محصولات احتراق دودکش به اتمسفر رها می شوند.

توربین مولد قدرت ، انرژی خود را از حرارت ناشی از احترق بدست آورده و در واقع توربینهای گازی انرژی جنبشی گازهای خروجی از محفظه احتراق را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده که این انرژی مکانیکی از طریق محور توربین به ژنراتور منتقل شده و تولید برق می کند. سیال سیکل توربین گاز یعنی هوا، سیال واسطه ای در دسترس، بدون مشکل بوده و در سیکل توربین گاز می تواند در دماهای بالاتر از  مورد استفاده قرار گیرد. در عمل برای بهبود بخشیدن به راندمان پایین سیکل ساده توربین گازی از سیکل بخار به عنوان مکمل استفاده می گردد. بالا بودن دمای گازهای خروجی از واحد توربین گازی و دارا بودن 60 درصد انرژی اولیه و قابلیت تبدیل مجدد آن به انرژی الکتریکی باعث گشته است که از انرژی گازهای خروجی توربین گاز در سیکل ترکیبی بعنوان منبع حرارتی و یا قسمتی از منبع حرارتی جهت تولید بخار استفاده شود. بنابراین در این سیکل از اتلاف کامل انرژی خروجی از توربین گازی جلوگیری شده و راندمان افزایش می یابد. در این روش حدود 43 تا 50 درصد از انرژی سوخت به انرژی خالص الکتریکی تبدیل می شود و به علت راندمان خوب می توان در بار پایه و در بار میانی از آن استفاده نمود.

سیستم های مخصوص

علاوه بر سیکل ساده توربین گاز، سیستم های دیگری نیز وجود دارند که در مواقع خاصی مفید بوده و در این مواقع به کار گرفته می شوند. به عنوان مثال می توان از سیستم تزریق آب یا بخار در توربین گاز نام برد. این سیستم به منظور کاهش گازهای انیدریدهای ازت در خروجی توربین گاز به کار میرود و با توجه به مسائل محیط زیست اهمیت می یابد.

سیکل بسته توربین گاز

توربین گاز می تواند در سیکل باز یا بسته عمل نماید نوع بسته کمتر ساخته می شود و مزیت مهم سیکل بسته توربین گاز قابلیت بکارگیری سوخت های مختلف می باشد.

اما از طرف دیگر به علت اینکه حرارت توسط یک مبدل به سیستم اضافه می شود دمای ورودی به توربین گاز کمتر از حالت سیکل باز می باشد. توربین گاز نوع سیکل بسته، در حالت سوخت زغال سنگ و یا در راکتورهای با دمای زیاد قابل استفاده است.

سیکل برایتون در توربین گاز و تأثیر مؤلفه های محیطی

طبق سیکل برایتون هوا توسط کمپرسور فشرده شده و پس از آن در اتاق احتراق با تزریق سوخت و استفاده از سیستم احتراق سوخت می سوزد و گازهای حاصله وارد توربین گاز می گردندکه درآنجا انرژی حرارتی تبدیل به انرژی مکانیکی می شود. طبق سیکل استاندارد برایتون تحولات انجام شده در کمپرسور و توربین ایزونتروپیک می‌باشد به این معنی که تحول، آدیاباتیک و بازگشت پذیر است. اما چون در عمل چنین واکنشی وجود ندارد لذا آنتروپی هوا در ورودی و خروجی توربین و کمپرسور یکی نبود. افزایش اندکی خواهد یافت طبق دیاگرام)

طبق سیکل استاندارد برایتون تحول احتراق در فشار ثابت می باشد.  که عملاً چنین چیزی نخواهد بود و افت فشار وجود خواهد داشت یعنی