![راهنمای شبیه سازی نیروگاه بادی در سیمولینک نرم افزار متلب](../prod-images/754814.jpg)
راهنمای شبیه سازی نیروگاه بادی در سیمولینک نرم افزار متلب
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :58
بخشی از متن مقاله
1-هدف و دیدگاه کلی
1-1- مقدمه
با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی در زمینه نفت و گاز هر روز شاهد هستیم که سیستم های قدیمی که با انواع سوخت فسیلی سنگین مانند مازوت و نفت و گازکار میکردند دچار تغییر و دگرگونی میشوند.ا مروزه بدلیل مسائل و مشکلات زیست محیطی و آلودگی ناشی از سوخت اینگونه سوخت های فسیلی، پائین بودن راندمان حرارتی، عمر کم تجهیزاتی که در ارتباط با این سوختها هستند و غیر اقتصادی بودن آنها دیده می شود که صاحبان صنایع به فکر جایگزینی این منابع با گروه دیگری از سوخت ها هستند یکی از بهترین جایگزین ها گاز طبیعی است که هم ارزان و در دسترس بوده و علاوه بر آن آلودگی بسیار کمی برای محیط بوجود می آورد.
در ادامه در طی این طراحی هدف تبدیل یک نیروگاه تولید انرژی مازوت سوز به یک نیروگاه تولید انرژی گازسوز می باشد بدیهی است که این نیروگاه در سیکل رانکین کار می کند بنابراین کافی است سیستم تولید انرژی نیروگاه از حالت مازوت سوز به گاز سوز تبدیل شود. این عملیات از خط انتقال سراسری گاز شروع شده و تا مشعل های مربوطه به هر دیگ بخار ادامه دارد.
بدلیل اهمیت طرح و استراتژیک بودن فعالیت یک نیروگاه هیچگاه نباید نیروگاه بر اثر قطع جریان گاز دچار خاموشی شود به همین دلیل طراحی باید به گونهای باشد که هر گونه استرس ناشی از وزن و تنش های حرارتی که ممکن است در هنگام نصب تجهیزات و در زمان عملکرد سیستم بروز کند را تحمل نموده و علاوه بر آن هر گونه دبی ناگهانی و فشار تناوبی را که حداکثر آنها کمتر از شرایط تست است را تحمل کند.
با توجه به مطالب فوق باید برای تعمیرات و نگهداری سیستم مربوطه اقدام لازم را بعمل آورد. این مطلب بیانگر آن است که در دسترس بودن تجهیزات و سایر اجزا که نیاز به تعمیر و نگهدرای و تعویض دارند از اهمیت خاصی برخوردار است این دسترسی شامل دسترسی اپراتور به تجهیزات، دسترسی ماشین آلات حمل و نقل برای تجهیزات سنگین می باشد که باید جاده های مورد نظر به طور کامل در نظر گرفته شود.
برای عملکرد بهینه سیستم و کنترل مناسب نیازمند یک سری تجهیزات ابزار دقیق هستیم که در ادامه به طور مفصل در بخش های جداگانه به هر یک از موارد فوق خواهیم پرداخت.
2-1-منابع و استانداردها
تمامی مراحل طراحی و ساخت و نصب تجهیزات بر طبق استانداردهای زیر صورت گرفته است. در مورد استانداردهای زیر استفاده از آخرین ویراش ضروری است.
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
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
60079: Electrical installation & wiring
61131: Logic Diagram
2-اطلاعات فنی
1-2-شرایط محیط :
- دما : حداکثر – حداقل- متوسط (Cْ)55/-10/20
-رطوبت نسبی: حداکثر – متوسط 100%- 69%
-کد زلزله : (براساس کد french) 1,2
-ارتفاع از سطح دریا: نیروگاه در ارتفاعی هم سطح با دریاست
-سرعت باد حداکثر- حداقل 31-2 (M/S)
2-2- اطلاعات مربوط به خط لوله انتقال گاز از خط لوله سراسری به داخل نیروگاه
-دبی حجمی 824/0 Nm3/hr
-فشار عملکرد 8-10 barg
-فشار طراحی 16 barg
- طول تقریبی 600 M
3-توضیحات فنی
1-3-ورودی سیستم
همانطور که گفته شد گاز مورد نیاز از خط لوله سراسری گاز تأمین می شود پس از انشعاب از خط لوله سراسری، گاز وارد سیستم سوخت نیروگاه می شود. برای جداسازی سیستم از خط لوله یک شیر اصلی که وظیفه قطع و وصل جریان گاز را به عهده دارد تعبیه شده است. این شیر به طور خودکار به وسیله سیگنالهایی که دربافت می کند عمل می کند. هر گاه فشار گاز در سیستم بیش از حد بالا یا پائین برود این شیر بطور خودکار قطع می شود در ضمن هر گاه دمای مشعل های دیگ های بخار بسیار بالا رود این شیر به طور خودکار بسته میشود.
پس می توان گفت سیگنالهای مورد نیاز از سوی بویلرها و کنترلهای موجود در سیستم تأمین می شود. در ادامه در مبحث کنترل به چگونگی تولید این سیگنالها می پردازیم.
همانطور که کاملاً مشخص است ممکن است این شیر نیاز به تعمیر و تعویض داشته باشد بنابراین باید یک خط Bay pass برای آن در نظر گرفت.
سایز خط ورودی 20 اینچ در نظر گرفته شده است و حداکثر سرعت سیال داخل آن 20 متر بر ثانیه است مشخصات مکانیکی لوله بر اساس ASMEB31.3 و ضخامت جداره برابر با 12.7mm و حداکثر خوردگی ناشی از فرسایش برابر با 3mm ، در فشار طراحی 16barg در نظر گرفته شده است.
به دلیل بزرگ بودن سایز خط لوله و شیرهای موجود شیر اصلی به وسیله موتور الکتریکی باز و بسته می شود که این موتور به وسیله سیگنال دریافتی کار میکند.
برای خروج گاز باقیمانده در لوله ها به هنگام تعمیر و نگهداری از یک خط 2 اینچ که حاوی نیتروژن است استفاده می شود. بعد از خروج گاز از شیر اصلی مسیر به دو خط مساوی 20 اینچ تقسیم شده و بسوی فیلترهای تصفیه گاز می رود قبل از ورود به فیلترها دو شیر اصلی از نوع Ball valve در مسیر تعبیه شده است که برای جداسازی فیلترها از سیستم به منظور تعمیر و تعویض بکار میرود.
متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است.
دانلود فایل
19 صفحه
نیروگاه های گازی ، کاربردهای ویژه ای دارند.
نیروگاه گازی به نیروگاهی می گویند که برمبنای سیکل گاز( سیکل برایتون) کار می کند ؛وازسیکل های حرارتی می باشد، یعنی سیال عامل کاریک گاز است.( عامل انتقال وتبدیل انرژی گازی است ، مثلا هوا )
درنیروگاه های بخارعامل انتقال : بخارمایع می باشد.
نیروگاه گازی دارای توربین گازی است ،یعنی باسیکل رایتون کارمی کند.ساختمان آن درمجموع ساده است :
1-کمپرسور: وظیفه فشردن کردن هوا .
2-اتاق احتراق : وظیفه سوزاندن سوخت درمحفظه .
3-توربین : وظیفه گرداندن ژنراتور .
کمپرسور به کاررفته درنیروگاه های گازی شبیه توربین است ، دارای رتوری است که برروی این رتور پره متحرک است ، هوا به حرکت درآمده وبه پره های ساکنی برخوردکرده ، درنتیجه جهت حرکت هوا عوض شده واین هوا بازبه پره های متحرک برخورد کرده واین سیکل ادامه دارد ودرهرعمل هوا فشرده ترمی شود.
سیکل تولید برق :
بخار تولیدی در بویلر با دمای 540 درجه سانتیگراد و 160 بار به درون توربین HP می رود و پس از چرخاندن توربین HP فشار و دمای آن افت می کند پس دوباره به بویلر رفته و فشار و دمای آن تا حدودی 40 بار زیاد می شود و پس از آن به توربین JP رفته ( فشار متوسط ) و پس از چرخاندن آن مستقیماٌ به توربین LP می رود و آن را می چرخاند بخار خروجی از توربین (Low Pressure) LP به درون Condenser می رود. بخار بسیار داغ در Condenser به آب خیلی داغ تبدیل می شود. در Condenser همزمان مقداری از آب به برج های خنک کننده رفته و خنک می شود و مقداری از آب توسط دو عدد پمپ که به صورت Standby کار می کنند به هیترهای ( Lp:Low Pressure) می رود . در ضمن آبی که به برج های خنک کننده رفته پس از بازگشت به خود Condenser می رود و این یک سیکل بسته است . تعداد هیترهای LP 4 عدد است و پس از خروج آب داغ از هیترهای LP آب به Feed Water tank (F.W.Tank) می رود و سپس توسط 3 عدد پمپ که دو عدد در مدار و یک عدد Standby کار می کند به درون 3 عدد هیتر (HP:High Pressure) رفته و سپس دوباره به بویلر می رود این سیکل بسته است و همواره ادامه دارد.
در سر راه بخار به درون توربین ها ولو.های اضطراری قرار دارد کار این ولوها این است که اگر واحد تریپ خورد بخار را مستقیما به درون Condenser هدایت می کند.
تعداد مشعل هایی که برای بویلر در نظر گرفته شده است 34 عدد می باشد که در هر طبقه 8 عدد که در هر دو طف بویلر 4 عدد مشعل به کار رفته است این مشعل ها از دو قسمت مجزاغ از همدیگر تشکیل شده است که یکی از قسمت ها برای سوخت گاز و دیگری برای سوخت مازوت است . Gun مازوت دارای دو ورودی می باشد یکی ورودی بخار داغ و دیگری ورودی مازوت ، ابتدا ولو بخار داغ باز شده و سپس مازوت به همراه بخار داغغ به درون کوره پاشیده می شود قبل از اینکه ما از مازوت استفاده کنیم باید برای روشن کردن مشعل از اگنالیتور ( جرقه زن ) استفاده کنیم برای سوخت مازوت و گاز از دو اگناتیور جدا استفاده شده است . اگناتیور مازوت با گازوئیل کار می کند و اگناتیور گاز هم با گاز طبیعی ، برای شروع به کار گازوئیل به داخل پاشیده می شود بعد از این قسمت جرقه زن که دارای ولتاژ 2500 است شروع به جرقه زدن می کند تا Gun روشن شود بعد از روشن شدن Gun و دیدن شعله توسط سنسورهای موجود به سیستم مشعل دستور ورود سوخت می دهد تا مشعل روشن شود بع از روشن شدن مشعل Gun اگناتیور خاموش شده و بیرون می آید .
فهرست مطالب
مشخصات فنی نیروگاه 1
واحد سوخت رسانی3
سیکل تولید برق 5
شعله بین مازوت 7
دستگاه GAH وخنک کننده روغن آن19
سیستم کنترل توربین DEH 20
برجهای خنک کننده 36
دستگاه نشیاب هییدروژن JQG-3 37
دستگاه PLC LOGO43
FLAME DECTECTOR وکاربردآنها60
نوع فایل: word
قابل ویرایش 85 صفحه
مقدمه:
دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیکن با وسعت کاربردی که از خود نشان داده، خود را در عرصهی تکنیک مطرح کرده است . زمینههای کاربرد توربینهای گاز در نیروگاهها و بهخصوص در مواردی که فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است میباشد. همچنین به عنوان پشتیبان واحد بخار و نیز مواقعی که شبکه سراسری برق از دست میرود یعنی در خاموشی مورد استفاده قرار میگیرد.
مضافاً اینکه توربوکمپرسورها که از انرژی حاصله روی محور توربین برای تراکم و بالا بردن فشار گاز استفاده میشود، در سکوهای دریایی ، هواپیماها و ترنها استفاده میشوداولین نمونه توربین گاز در سال 1791 توسط JonhBarber ساخته شد . نمونه بعدی در سال 1872 توسط Stolze ساخته شد که شامل یک کمپرسور جریان محوری چند مرحلهای به همراه یک توربین عکسالعملی چند مرحلهای بود که یک اتاق احتراق نیز در آن قرار
داشت . اولین نمونه آمریکایی آن در 24 ژوئن 1895 توسط CharlesG.Guritisساخته شد. اما اولین بهرهبرداری و تست واقعی از توربین گاز در سال 1900 م بوسیله Stolz صورت گرفت که راندمان آن بسیار پایین بود . در همین سال ها در پاریس یک توربین گاز بوسیله برادرانArmangand ساخته شد که دارای نسبت فشار تقریبی 4 و چرخ کوریتس به ابعاد 5/93 سانتیمتر قطر با سرعت rpm 4250 بود که دمای ورودی به توربین حدود560اندازهگیری شد و راندمان آن در حدود 3% بود.
فهرست مطالب:
1- نگرش کلی بر توربینهای گاز
1-2- مقایسه نیروگاه گازی با نیروگاههای دیگر
3-1فرآیند توربینهای گاز
3-1سیکل استاندارد هوایی (برایتون)
1-4-نسبت فشار برای حداکثر کار خالص ویژه سیکل نظری
3-1سیکل عملی برایتون
1-6-نسبت فشار برای حداکثر کار خروجی در سیکل عملی توربین گاز
1-10- نسبت فشار برای حداکثر راندمان حرارتی سیکل عملی
فصل دوم
1-سیستمهای ذخیرهسازی سرما
معایب
2- سیستمهای خنککننده تبخیری
دمای خشکDryBulb
دمای تر WetBulb
رطوبت نسبی RelativeHumidity
راندمان اشباع Sat . eff
2-1- سیستم AirWasher
2-2- سیستم خنککننده Media
2 ـ3 ـ سیستم فشار قوی Fog(High Pressure Fogging)
سیستم های خنک کنندهی برودتی (چیلیری)
3 – 1 - چیلرهای تراکمی
چیلر جذبی
4 -1- مشخصات فنی توربین گاز جزیرهی کیش
4-1-1-منحنی عملکرد توربین گاز جزیرهی کیش
4-2- تأثیر سرمایش هوا برروی کمپرسور توربین گاز
4-2-1- دمای خروجی از کمپرسور
4-2-2- کار کمپرسور
4-2 -3-نسبت فشار
4-2-4- شرایط کارکرد
4-2-5- افت دما در طبقهی مافوق صوت
4-3-تأثیر سرمایش هوا بروی اتاق احتراق
4-3 -1- دمای خروجی از اتاق احتراق
4- 3- 1- 1- فرمولسوخت
4-3-1-2- معادلهی احتراق استوکیومتریک(نظری)
4-3-1-3- معادلهی احتراق واقعی
4-3-1-4- محاسبهی نسبت هوا به سوخت واقعی
4-3-1-5- ارزش حرارتی پائین سوخت
4-3-1-6- محاسبهی دمای شعله
4-4- تأثیر سرمایش هوا بروی توربین
4-4-1-دمای خروجی از توربین
4-4-2- کار خالص توربین
4-5- تأثیر سرمایش بروی بویلر بازیاب
4-5-1- میزان و شرایط بخار تولیدی
4-6-تأثیر سرمایش بر روی راندمان کلی توربین گاز
4-7-عوارض جانبی و عوامل تأثیرگذار بر توربین گاز
4-7-1- تأثیر ارتفاع
4-7-2- افت فشار ورودی
4-7-3- افت فشار خروجی
4-7-4- بویلر بازیاب
5-1- وضعیت آب و هوایی جزیره کیش
5-2- وضعیت تقاضای الکتریسیته در جزیره کیش
5-3- لزوم نصب سیستم سرمایش هوای ورودی برای جزیره کیش
5-4- روند محاسبه بار سرمایش
5-4-1-2- قانون اول برای مخلوطهای گاز - بخار
5-5- نمایش تحولات سرمایش هوا
5- 6 -محاسبه بار سرمایش
5- 7 -انتخاب بار سرمایش مودر نیاز برای طراحی سیستم
5- 7 – 1- طراحی سیستم با بار سرمایش ماکزیمم
5- 7 – 2- طراحی سیستم براساس مقدار متوسط بار سرمایش
5- 8- قدرت اضافی تولید شده در اثر فرایند سرمایش
5- 9 -بررسی روند تقطیر آب
5- 10 – تغییرات بخار تولیدی در اثر فرایند سرمایش
5- 11 -تأثیر افت فشار بروی قدرت و راندمان
5- 12 – مسیر پیشنهادی عبور هوا
5- 13 – شماتیک کلی سیستم پیشنهاد شده
5- 14 – انتخاب چیلر جذبی لیتیم برماید
فصل هفتم
امکان سنجی اقتصادی طرح
سرمایش هوای ورودی
6 – 1- هزینهی چیلر
6 ـ 2 ـ هزینهی کویلهای سرمایش
6-3-هزینهی پمپها
6-4- هزینهی تجهیزات متفرقه
6 ـ 5ـ هزینهی تعمیر و نگهداری سالیانه
6 ـ6 ـ محاسبهی دورهی بازگشت سرمایه
6 ـ 7 ـ عوامل انتخاب نهایی بار سرمایش
6 ـ 9ـ مقایسه مصرف سوخت
فهرست جداول
جدول (4-4) درجه حرارت شعله و ماکزیمم سیکل بر حسب درجه حرارت مختلف ورودی به کمپرسور در بار کامل
جدول (4-5) حرارت ماکزیمم سیکل بر حسب درصد بار در دماهای متفاوت
جدول (4-6) تغییرات درجه حرارت خروجی از توربین در دماها و بارهای متفاوت
جدول (4-7) تغییرات کار خروجی از توربین به دمای محیط و بارهای متفاوت
جدول (4-8) تغییرات راندمان در اثر فرآیند سرمایش هوا
جدول (4- 2) تغییرات کار مصرفی کمپرسور را به ازای رطوبت نسبی و درجه حرارت ورود به کمپرسور مختلف نشان میدهد
جدول (4-3) تغییرات نسبت فشار به ازای درجه حرارت ورودی کمپرسور
جدول (6-1) خلاصة هزینه های صرف شده برای طرح سرمایش هوای ورودی
جدول (6-2) مقایسة بازگشت سرمایه