توربین های بخار – اصول کار انواع قطعات، بهره برداری، تعمیرات، عیب یابی

۲۶ اردیبهشت ۱۳۹۷(2172 روز پیش) 404 بازدید

تعریف توربین های بخار

توربین های بخار از قدیمی ترین دستگاه هائی است که درانقلاب صنعتی صده های اخیر نقش بسیار مهمی را ایفا نمود و به جرات می توان ادعا نمود که اگراختراع نمی شد شاید سرعت تکنولوژی به این حد نمی توانست برسد. توربین دستگاهی است که در اثر برخورد مولکول های بخار باپره های نصب شده روی رتوران باعث به حرکت درامدن رتورشده و می تواند باعث چرخش دستگاه های بزرگی نظیرکمپرسورها و ژنراتورهای سنگین شود به عبارت دیگر انرژی حرارتی و فشاری را به انرژی مکانیکی (حرکت دورانی ) تبدیل می کند. امروزه توربین های بخار از نظر تکنیک و ظرفیت پیشرفت های فراوانی نموده اند.

 

 

مزایای توربین های بخار

1. ساختمان آنها ساده است .
2. قابلیت اعتماد آنها بالا است.
3. هزینه های  تعمیر و نگهداری آنها پایین است.
4. حجم کم آنها نسبت به موتورهای الکتریکی با قدرت مساوی کمتراست.
5. راندمان انها بالا است.
6. قابلیت تغییر دور دارند.
7. قابلیت تولید دورهای بالا را دارند .
8. گشتاور راه اندازی آنها زیاد است.

 

محدودیت های استفاده از توربین های بخار

۱-بواسطه اینکه هزینه تولید بخار زیاد است و تجهیزات آن زیاد و گران قیمت است محدودیت استفاده را ایجاد می کند و معمولا در جاهایی که بخار در دسترس باشد مثل نیروگاهها یا پالایشگاهها و…از آنها استفاده می شود.

۲-راه اندازی و بستن آنها Operation نسبتا مشکل است .

۳-هزینه های نقل وانتقال بخار زیاد است.

۴-تلفات بخار در آنها زیاد است.

 

موارد استفاده از توربین های بخار

۱- محرک ژنراتورهای برق

۲- محرک دستگاه های یدک (پمپ های روغنکاری Lube Oil و Seal Oil  و آب مقطرCondensate)

۳- محرک پمپ های خوراک واحدهای عملیاتی

۴- محرک کمپرسورهای رفت و برگشتی و گریز از مرکز

 

بخار و تولید بخار

بخار در اثر انتقال حرارت اعمال شده به آب مطلوب که ازلحاط رسوبات، املاح، ضریب هدایت گرمائی و…مناسب باشد در دیگ های بخار تولید می شود این آب توسط پمپ های آب تغذیه با فشاری بالاتر از فشار دیگ بخار وارد آن می شود. فشار دیگ بخار تابع فشار طراحی شده آن است بدین مفهوم که عمل گرمایشی در فشار ثابتی انجام می شود و هرچه مقدارحرارت منتقل شده به بخار از طریق جداره لوله ها بیشتر باشد انرژی و مقدار کارائی آن بیشتر خواهد بود. بخار تولید شده باید عاری از اکسیژن و دیگرگازها و ذرات رسوب کننده باشد که معمولا با تهیه آب مناسب و تزریق مواد شیمیائی این خواص به آب داده می شود. در حین تهیه آب مصرفی دیگ بخار توسط پروسه هائی که انجام می شود و در ظرف های مخصوصی گازهای همراه آب جدا می شود و بخار مطلوب تولید می شود که باید توسط سیستم های لوله کشی به مصارف موردن ظربرسد که به دلیل فشار و درجه حرارت بالای آن درحین انتقال باافت فشار و درجه حرارت همراه است و بدین لحاظ فاصله بین دیگ های بخار و مصرف کننده ها باید تا حدامکان نزدیک به هم باشند و لوله های مسیرعایق کاری شوند تا از اتلاف انرژی و تغییر فاز دادن آن که باعث مسائل متعددی می شود جلوگیری گردد. که البته لازم است درحین انتقال بطور اتوماتیک مراقبت های لازم انجام و آب تولید شده از بخار جدا شود تا از ایجاد خسارت روی سیستم های لوله کشی و دستگاه های مصرف کننده ممانعت شود .

 

مشخصات و تهیه آب مصرفی دیگهای بخار

آب مصرفی دیگ های بخار باید آب مطلوبی باشد درغیراین صورت میتواند باعث ایجاد خسارت و کم نمودن کارائی دستگاه های مهم وحساس شود. که ذیلا به برخی ازخواص مورد نیاز آن اشاره می شود:

۱-عاری از هرگونه سختی (املاح کلسیم و منیزیم) باشد

۲-عاری از گازهای خورنده (شامل O_۲،CO_۲ ) باشد.

۳-عاری از املاح رسوبی (سیلیس‌ها و . . . ) باشد.

۴-دارای PH مناسب جهت کنترل خوردگی و املاح خورنده باشد.

۵- عاری ازهرگونه موادالی ونفتی باشد.

 

 

ساختمان دیگ های  بخار Boiler Structure

قسمت اصلی دیگ بخار که در آن احتراق صورت می‌گیرد و انتقال حرارت ازطریق شعله به جداره لوله ها انجام می شود کوره نامیده می ‌شود. جدار کوره ها از آجرهای نسوز ساخته شده است و معمولاً لوله‌های بویلر Boiler Tubes روی دیواره‌های آن را می پوشانند. چون اتلاف حرارت توسط آجرهای نسوز دیواره‌های کوره بسیار کم می‌باشد طبیعتاً‌ دمای کوره زیاد است که باعث انتقال حرارت بیشتر به لوله‌های بویلر می‌شود در قسمتهای بالای کوره جهت هدایت گازهای گرم و استفاده حرارتی بیشتر از آنها از دیوارهای مانع Brick Baffles استفاده می‌شود.

در بویلرها جریان صحیح آب و حرکت منظم گازهای گرم اهمیت فراوانی دارند و همیشه باید حرکت گازهای گرم طوری باشد که از حداکثر سطح گرم شونده بویلر استفاده شود بدون آنکه یک قسمت را خیلی گرم و یا قسمتی از گرما محروم شود بطور کلی منظوراز حرکت یکنواخت گازهای گرم و تماس کامل با تمام سطح گرم شونده طبق طرح پیش‌بینی می‌باشد. 

آب خوراک دیگ‌های بخار ابتدا وارد مخزن‌های گاز زدا Dearator می شود و با استفاده از بخار ذرات هوا و اکسیژن محلول در آب از آن جدا شده و به همراه بخار به اتمسفر Vent می‌شود. جداسازی گازها به ویژه اکسیژن به منظور کاهش خوردگی در تجهیزات خوددیگ‌های بخار است .

البته با استفاده از مواد شیمیایی نیز می توان عمل گاززدایی را انجام داد برای مثال استفاده از هیدرازین یا سولفیت سدیم (NaSo_۳). آب پس از گاز زدایی با مواد شیمیایی ضد خوردگی (هلامین ۹۰۶) و ضد کف (هلامین ۵۰۶) مخلوط می‌شوندکه هلامین ۹۰۶ با ایجاد یک فیلم محافظ در لوله‌های مسیر آب و بخار باعث جلوگیری از تماس مستقیم آب باجداره فلز شده و از خوردگی تجهیزات جلوگیری می‌کند.

هلامین ۵۰۶ یا آنتی فوم باعث جلوگیری از کف کردن سطح آب می‌شودکه کف کردن آب باعث ایجاد Level کاذب و یا Cary Over در Steam Drum دیگ بخار خواهد شد.

پس از تزریق مواد شیمیایی فشار آب به وسیله تلمبه‌های چندین مرحله‌ای به ده ها Bar می رسد که این فشار بالا باعث خواهد شد که فشار آب ورودی به دیگ ‌های بخار بر فشار داخل ان غلبه کند و آب به دیگ بخار تزریق شود. میزان آب ورودی به دیگ بخار توسط یک کنترل ولو Level Control تنظیم می‌شود.

 

 

کاربران گرامی سایت مهندس ایران برای دریافت کامل فایل « توربین های بخار – اصول کار انواع قطعات، بهره برداری، تعمیرات، عیب یابی » به بخش دانلود مراجعه نمایید…