ميكروتوربين ها

استفاده از ميكروتوربين ها در آمريكا گسترش روزافزوني يافته است. پديده اي كه امروز Power Deregulation ناميده مي شود باعث شده است تا در بسياري جاها، ژنراتورهاي خصوصي جاي تغذيه از سوي شركت هاي برق سراسري يا منطقه اي را بگيرند.

د رحال حاضر بيش از

سازندگان ميكروتوربين ها

: Allied Signal (75 KW) و Copstone (30 kw).

ميكروتوربين

Allied Signal با سوخت هاي مختلف گاز و مايع كار ميكند. اين ميكروتوربين كه  Parlon 75 ناميده مي شود براي شركت هاي متوسط و كوچك طراحي شده است. انتظار مي رود كه اكثر شركت ها به طور متناوب يا در زمان پيك بار از اين ميكروتوربين استفاده كنند . 75 Parlon تنها يك قسمت متحرك دارد. به اين دليل اصطكاك داخلي بسيار كم است، هزينه هاي نگهداري پايين تر و قابليت اطمينان هم بالاتر است.

ميكروتوربين Copstone بيش از 6000 ساعت كار مداوم در نوامبر 1999 داشته است و براي مقاصد صنعتي و تجاري هر دو به كار مي رود. اين ميكروتوربين ها با گاز طبيعي فشار بالا و پايين، پروپان، گازوئيل و گاز H2S تا 7% كار مي كند.همه اجزاي گردشي روي يك شافت نصب شده اند و بوسيله ياتاقان هاي هوايي نگهداري مي شوند.

منبع : مجله PEI ، ژانويه / فوريه 2000

آدرس

: http://www.power-eng-intl.com 

در حال حاضر دو سازنده ميكروتوربين وجود دارند كه داراي دستگاههاي آماده فروش هستند

66 درصد از حرفه ها در ايالات متحده داراي نوعي از توليد برق اضطراري يا پشتيبان هستند. بسياري از اين شركت ها اعلام كرده اند كه به نصب تجهيزات توليد پشتيبان در سال 2000 علاقمندند.ميكروتوبين ها هم به صورت مستقل و هم در اتصال با شبكه ميتوانند كار كنند.پراكنده شدن توزيع انرژي باعث شده است كه ميكروتوربين ها قابليت ايجاد انقلابي را در ساختار صنعت برق هم از نظر تغذيه و هم از نظر تقاضا داشته باشند. عوامل اصلي توسعه ميكروتوربين ها عبارتند از :

v

v

v

v

                    - راندمان بالاتر                     - قابليت اطمينان بالا                     - نياز به انرژي با كيفيت بالاتر                     - پيشرفت تكنولوژي

نيروگاههاي جديد حرارتي با سيستم انرژي پاك

در اين مقاله روش جديد كاهش يا حذف دي اكسيد كربن و ديگر آلاينده هاي نيروگاههاي حرارتي از طريق تزريق دود خروجي از دودكش به چاه و داشتن احتراق مناسب ارائه مي شود

براي يك نيروگاه حرارتي متداول

. پارامترهاي اساسي در اين روش عبارتند از :

    1-

                جداسازي اكسيژن از هوا

    2-

                سيستم مخلوط كردن اكسيژن و سوخت گازي در مولد بخار

    3-

                سيستم كنترل دماي احتراق با تزريق آب

    4-

                سيستم جداسازي دي اكسيد كربن در كندانسور

    5-

                سيستم تزريق دي اكسيد كربن به چاه (50 - 100 MW) هزينه اضافي انرژي جهت تزريق آلاينده ها به چاه 20-28% مي باشد.در سيستم انرژي پاك (CES) كه نيتروژن و گازهاي ديگر قبل از احتراق از هوا جدا مي شوند ميزان افزايش هزينه انرژي جهت جداسازي آلاينده هاي احتراق 3.4% است. سيستم انرژي پاك بر اساس احتراق سوخت هيدروكربن با اكسيژن در كوره مي باشد. در اين مطالعه هيدروكربن مورد نظر گاز طبيعي (متان) مي باشد كه مي تواند شامل سوخت زغالي گاز شده نيز باشد. سيال عامل حاوي 90% بخار و10% دي اكسيد كربن در شرايط احتراق استويكومتريك مي باشد.

محصولات احتراق متان و اكسيژن

H_{2O , CO2} پس از عبور از توربين به كندانسور هدايت مي شوند. در كندانسور CO2 به سادگي از آن جدا شده و بخار آب تقطير مي گردد.CO2 تقريبا" خالص به چاه تزريق شده و آب تقطير شده به سيكل برگشت داده مي شود. شاخصه سيستم انرژي پاك افزايش هزينه فقط بميزان 3.4% جهت جداسازي CO2 و فشردن آن (تا 20.7 MPa ) و تزريق به چاه مي باشد. در يك نيروگاه معمولي امكان جداسازي CO2 وNOx وجودداردولي هزينه اضافي آن قابل رقابت با سيستم CES نميباشد.

سرمايه اوليه و جاري نيروگاه حرارتي

CES كمتر از نيروگاههاي سيكل تركيبي بوده و راندمان حرارتي آن نيز بالاتر است. از طرف ديگر جداسازي اكسيژن از هوا نياز به تجهيزات خاص خود را دارد كه اين موجب افزايش توليد انرژي مي گردد. تركيب متان و اكسيژن در شرايط استويكومتريك در فشار 2.07 MPa موجب افزايش محصولات احتراق و همچنين افزايش دماي احتراق تا 3187 درجه سانتي گراد ميشود. با توجه به بالارفتن دماي بالاي سيكل كارنو اين مسئله موجب افزايش راندمان سيكل ميگردد. پيش بيني ميشود راندمان سيكل حرارتي براساس انرژي پاك (CES) با عملكردتوربين دردماي 1760 درجه سانتيگراد و فشار 22.1 Mpa تا 67% برسد. توربيني كه بتواند در اين دما كاركند تا 10 سال آينده عرضه خواهد شد.

شكل

(1) شماتيك سيكل CES و شكل (2) شماتيك واحد مولد بخار را نشان مي دهند.

شكل

1 : شماتيك نيروگاه انرژي پاك CESبا تزريق CO2 به چاه

شكل

(2) : واحد مولد بخار در سيستم CES

محصولات احتراق

( 90% بخار و 10% CO2 ) به توربين فشار قوي ارسال مي شوند پس از عبور از توربين به ري هيتر رفته تا دماي آن جهت داشتن راندمان بالا افزايش يابد سپس از توربين هاي فشار متوسط و پايين عبور داده شده و به كندانسور هدايت مي شود. قسمتي از آب تقطير شده در كندانسور به سيكل (مولد بخار) برگشت داده مي شود. CO2 موجود در كندانسور توسط كمپرسور و پس از عبور از يك مبدل حرارتي (جهت جذب رطوبت موجود) به چاه تزريق مي گردد.

جداسازي

CO2 درهرنوع نيروگاه حرارتي مستلزم هزينه ميباشد.جدول(1) ميزان هزينه مورد نياز در نيروگاه هاي مختلف را نشان ميدهد. واضح است جداسازي CO2 در نيروگاههاي متداول مقرون به صرفه نيست.

جدول

(1) : ميزان انرژي لازم جهت جداسازي CO2 در نيروگاههاي مختلف

جدول

(2) مقايسه هزينه هاي توليد انرژي الكتريكي و پارامترهاي ديگر نيروگاههاي سيكل تركيبي و سيستم CES را نشان مي دهد.

جدول

(2) : مقايسه هزينه هاي سيكل تركيبي و سيستم CES

هزينه توليد الكتريسيته درسيكل

CES به ازاء هر KWh ،3 سنت بدون جداسازي CO2 و1/3 سنت با جداسازي CO2 است در صورتيكه اين هزينه براي سيكل تركيبي بترتيب 8/2 سنت و 4/3 سنت است.

منبع

: سايت Clean energy 

آدرس

: http://www.cleanenergy.com

ميكروتوربين ها

استفاده از ميكروتوربين ها در آمريكا گسترش روزافزوني يافته است. پديده اي كه امروز Power Deregulation ناميده مي شود باعث شده است تا در بسياري جاها، ژنراتورهاي خصوصي جاي تغذيه از سوي شركت هاي برق سراسري يا منطقه اي را بگيرند.

د رحال حاضر بيش از 66 درصد از حرفه ها در ايالات متحده داراي نوعي از توليد برق اضطراري يا پشتيبان هستند. بسياري از اين شركت ها اعلام كرده اند كه به نصب تجهيزات توليد پشتيبان در سال 2000 علاقمندند.ميكروتوبين ها هم به صورت مستقل و هم در اتصال با شبكه ميتوانند كار كنند. پراكنده شدن توزيع انرژي باعث شده است كه ميكروتوربين ها قابليت ايجاد انقلابي را در ساختار صنعت برق هم از نظر تغذيه و هم از نظر تقاضا داشته باشند. عوامل اصلي توسعه ميكروتوربين ها عبارتند از :

v                    - پيشرفت تكنولوژي

v                    - نياز به انرژي با كيفيت بالاتر

v                    - قابليت اطمينان بالا

v                    - راندمان بالاتر

سازندگان ميكروتوربين ها در حال حاضر دو سازنده ميكروتوربين وجود دارند كه داراي دستگاههاي آماده فروش هستند:

Allied Signal (75 KW) و Copstone (30 kw).

ميكروتوربين Allied Signal با سوخت هاي مختلف گاز و مايع كار ميكند. اين ميكروتوربين كه  Parlon 75 ناميده مي شود براي شركت هاي متوسط و كوچك طراحي شده است. انتظار مي رود كه اكثر شركت ها به طور متناوب يا در زمان پيك بار از اين ميكروتوربين استفاده كنند . 75 Parlon تنها يك قسمت متحرك دارد. به اين دليل اصطكاك داخلي بسيار كم است، هزينه هاي نگهداري پايين تر و قابليت اطمينان هم بالاتر است.

ميكروتوربين Copstone بيش از 6000 ساعت كار مداوم در نوامبر 1999 داشته است و براي مقاصد صنعتي و تجاري هر دو به كار مي رود. اين ميكروتوربين ها با گاز طبيعي فشار بالا و پايين، پروپان، گازوئيل و گاز H2S تا 7% كار مي كند. همه اجزاي گردشي روي يك شافت نصب شده اند و بوسيله ياتاقان هاي هوايي نگهداري مي شوند.

منبع : مجله PEI ، ژانويه / فوريه 2000

آدرس : http://www.power-eng-intl.com 

هيدرواسكن

هيدرواسكن سيستم مونيتورينگ پيشرفته، كامل، دقيق و جامعي است كه براي تشخيص شرايط داخلي هيدروژنراتورهاي تحت تنشهاي كاري ساخته شده است. ساير سيستمها فقط 2 تا 15 درصد استاتور را نمايش مي‌دهند در حاليكه هيدرواسكن تمام استاتور را پيوسته نشان مي‌دهد.

تشخيص دقيق و پيوسته خرابي و عيب دستگاه بصورت پراكنده و يا بصورت دقيق، باعث سهولت در پيش‌بيني درست هزينه نگهداري و در نتيجه بهينه سازي هزينه نگهداري و عملكرد اقتصادي مي‌شود.

مكان يابي تخليه جزيي هيدرواسكن به طور دقيق، اندازه و موقعيت تخليه جزيي را نه تنها در انتها بلكه در هر جايي از سيم پيچي كه باشد تشخيص ميدهد. با آشكار نمودن موقعيت و درجه خرابي درسراسر استاتور، اطلاعات PDL امكان تعميرمحل خرابي راجهت بهينه نمودن عملكرد سيم پيچي فراهم مي‌نمايد.

هيدرواسكن قدرت تجزيه بسيار بالايي دارد و قادر به ترسيم نقشه دماي تمام نقاط استاتور بصورت كانتورهاي رنگي مي باشد. كانتورهاي دما بصورت دو بعدي، در دستگاه محورهاي xو y رسم مي شوند و ارتفاع مربوط به شكل توسط خطوطي با رنگهاي مختلف داخل صفحه نمايان مي شود. دماهاي غيرعادي به واسطه تغييرات در الگوي حرارتي به سادگي تشخيص داده مي‌شوند. اين دماهاي غيرعادي ممكن است از اتصال لايه‌هاي هسته، شل شدن و يا بيش از حد گرم شدن سيم پيچها و بسته شدن لوله هاي تهويه و ساير مشكلات ناشي شوند.

تمركز كردن روي ناحيه آشفته، همواره دليل اشكال را مشخص مي‌كند زيرا هر كدام از دلايل عيب داراي مشخصه حرارتي مجزا و مربوط به خود مي باشد. آلارم حفاظتي نقطه داغ براي تمام هسته استاتور، تهيه شده است. آشكارسازي الگوهاي حرارتي غيرعادي، در آينده نزديك ابزاري براي جلوگيري از عيوب پرهزينه و جدي ژنراتور خواهد شد.

فناوري هيدرواسكن شرايط غيرعادي در حال توسعه را كه غالبا" با تكنيك هاي سنتي قابل تشخيص نمي باشند، آشكار مي نمايند. اطلاعات تهيه شده پيشنهاد مي نمايند كه براي اصلاح شرايط تخريبي چه اقداماتي انجام شود و اينكه اين اقدامات با چه سرعتي انجام شوند. بدين ترتيب نه تنها از صدمات سنگين و گران جلوگيري بعمل مي آيد همچنين برنامه ريزي نگهداري ژنراتور بشكل اقتصادي امكان پذير خواهد شد.

از آنجا كه هسته استاتور و روتور انعطاف پذير بوده و داراي ساختمان ديناميكي مي باشند، بنابراين فاصله هوائي واقعي را نمي توان تنها با استفاده از چند اندازه گيري در محل استاتور تعيين نمود.

فناوري هيدرواسكن با دقت تجزيه و ريزبيني هسته استاتور و پروفيل روتور را تشخيص داده نه تنها فاصله هوائي واقعي را تشخيص ميدهد بلكه نحوه تغيير شكل فاصله هوائي بواسطه جدا شدن هسته و قاب و يا رينگ روتور را نشان ميدهد.

اولين نمونه چنين سيستمي در سال 1987 راه اندازي گرديده و بصورت پيوسته و قابل اعتمادي كار ميكند.

در نتيجه امروزه فناوري هيدرواسكن نخستين سيستمي است كه براي تشخيص و نمايش وضعيت ژنراتورها، تحت تنش كاري وجود دارد. به علاوه افزايش كاربردهاي هيدرواسكن، استفاده كنندگان سيستم را به سمينارهاي گروهي و جلسات آموزشي هدايت مي‌كند.

ژنراتورهاي مجهز به هيدرواسكن ميتوانند در هر موقعيتي نمايش داده شده و ارزيابي گردند. اين قابليت كمك مي كند كه بتوانيم از راه دور به طور كامل و آسان يك دستگاه نظارت دائمي داشته باشيم. به علاوه كارشناسان ژنراتور را قادر مي‌سازد كه مشخصه‌هاي بهره‌برداري، عوامل آنها، اثرات، اصلاحات و نتايج آنها را ـ بصورت همزمان يا جداگانه ـ مشاهده و بررسي كنند. و باعث مي‌شود كه تعداد كارشناسان ژنراتور كاهش يابد و با استفاده از تعداد اندكي مهندس بتوان تجربيات مشابه يا كاملتري بدست آورد.

منبع : شركت Bently Nevada

آدرس : http://www.bently.com

جداول آمپر براي كابلها

آمپر براي كابلها