پایان نامه

 

  پروژه طراحی و ساخت یک نیروگاه گازی در pdf دارای 61 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پروژه طراحی و ساخت یک نیروگاه گازی در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه پروژه طراحی و ساخت یک نیروگاه گازی در pdf

1-هدف و دیدگاه کلی  
1-1- مقدمه  
2-1-منابع و استانداردها  
2-اطلاعات فنی  
1-2-شرایط محیط :  
2-2- اطلاعات مربوط به خط لوله انتقال گاز از خط لوله سراسری به داخل نیروگاه  
3-توضیحات فنی  
1-3-ورودی سیستم  
2-3-فیلترهای تصفیه کننده گاز  
3-3-واحد اندازه گیری دبی  
انتخاب کنتور  
اصول کار کنتور توربینی:  
4-3- ایستگاه تقلیل فشار  
5-3- واحدهای اندازه گیری برای هر واحد از بویلرها  
6-3- سیستم سوخت گازهای مضر و زائد (FLARE)  
7-3- فلسفه کنترل  
8-3- مسیر یابی و نصب خطوط لوله گاز  
زنگ زدایی و آماده سازی لوله  
پوشش گذاری و عایقکاری لوله های گاز  
رعایت اصول نوارپیچی بر روی لوله ها  
تست صحت انجام عایقکاری  
عایقکاری گرم  
بررسی و سنجش در کیفیت عایقکاری  
فیلترهای تصفیه گاز  
1-مقدمه  
2-کد و استاندارد  
3-شرایط طراحی و عملکرد  
2-3- فشار  
3-3-دما  
4- دیدگاه کلی و عمومی  
5-کنترل  
6- MATERIAL  
7- ساخت  
8- رنگ کاری  
9- تست  
10-بازرسی  
انتخاب فیلتر  

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  127mm 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

          ·        به نقشه های زیر رجوع شود

1- FSP- PR-

2-FSP- PR-

    ·   جهت مشاهده اطلاعات طراحی به ضمیمه 1 که شامل گزارش اطلاعات و پردازش آنها که به وسیله نرم افزار hycyc مدل شده است توجه فرمائید

این نرم افزار که اساس طراحی تمام پالایشگاه ها و سیستم های مربوط به نفت و گاز و پتروشیمی است با مدل کردن واقعی طرح کلیه اطلاعات از قبیل اندازه خط لوله، فشار، ده، سرعت، تبادل انرژی، و …. را در اختیار ما قرار می دهد

2-3-فیلترهای تصفیه کننده گاز

          به دلیل وجود میعان در داخل خط لوله و مایعات موجود در آن همچنین وجود ذرات جامد ناشی از نصب خطوط لوله و گرد و خاک داخل لوله گاز ورودی باید تصفیه شود. این امر به دلیل اینکه این گاز بعداً وارد قسمت تقلیل فشار میشود دارای اهمیت خاصی است چون سیستم تقلیل فشار نسبت به هرگونه جسم جامد و مایع حساس است همچنین در بویلرها نیز وجود ذرات جامد و مایع باعث بروز مشکلات جدی خواهد شد

پس از خروج گاز از شیر اصلی و وارد شدن آن به فیلترها عملیات زیر صورت می گیرد

نازل N1  ورودی گاز بر روی فیلترها قرار دارد واین فیلترها به صورت افقی قرار دارند ابتدا گاز وارد مرحله اول فیلتر شده و در آنجا قطرات مایع آن به وسیله اختلاف وزن قطرات مایع از گاز جدا می شود بعد از آن گاز به مرحله بعدی رفته و قطرات مایع در ته فیلتر ته نشین می شود بعد از آن گاز که دارای رطوبت و گرد و خاک است وارد مرحله دوم شده و در آنجا به وسیله نوع خاصی از فیلترهای جدا کننده خشک و عاری از گرد و غبار می شود رطوبت گرفته شده دوباره ته نشین می‌شود و گرد وخاک و ذرات جامد درون فیلتر باقی می ماند بعد از مدت زمان مشخصی فیلترهای مرحله دوم تعویض خواهد شد

سپس گاز خشک و تصفیه شده از نازل خروجی N2 خارج شده و به سوی ایستگاه اندازه گیری می رود. هر گاه سطح مایعات داخل فیلتر به حد کافی بالا بیاید این مایعات به مخزن ذخیره فرستاده می شود. که در زیر این فیلترها قرا ردارد این کار به وسیله دو سنسور N9A/B انجام می شود که با اندازه گیری سطح مایع و بالا آمدن آن از حد معینی مایعات را به درون منبع ذخیره می فرستد. هر گاه سطح مایعات درون منبع ذخیره بالا بیاید به وسیله دو سنسور دیگر N7A/B که باعث باز شدن دو نازل N6,N5 می شوند مایعات درون منبع تخلیه شده و به سوی واحد تصفیه آب می رود

برای کنترل فشار داخل این فیلترها مقداری فشار سنج بر روی آن نصب می شود که نازل شماره N8   برای این کار در نظر گرفته شده است

جهت خروج فشار اصلی درون این فیلترها یک شیر اطمینان که به وسیله فشار باز می شود در نظر گرفته شده است. که هر گاه فشار از حد معینی بالاتر برود به طور خودکار عمل می کند. خروجی این شیر به داخل سیستم FLARE که باعث سوزاندن گازهای مضر است می رود که بعداً توضیح داده خواهد شد. نازل شماره N4 جهت شیر اطمینان تعبیه شده است

به منظور تخلیه گاز و مایعات درون فیلتر در زمان تعمیر کلیه ورودی ها و خروجی را بسته و مقداری گاز نیتروژن به داخل آن تزریق می کنند که باعث خروج گازها و مایعات باقیمانده می شود. سپس این گاز ها به همراه گاز نیتروژن به وسیله یک شیر کوچک که در خط شیر اطمینان و قبل از آن است خارج می شود این شیر بطور دستی باز و بسته می شود و همانطور که در نقشه ها مشخص است خروجی این شیر نیز به سیستم FLARE است. جهت تزریق نیتروژن از نازل شماره N3 استفاده می شود

پس از تصفیه گاز و خروج آن از فیلترها، گاز به سوی ایستگاه اندازه گیری دبی فرستاده می شود

سایز خروجی و فشار خط همچنان ثابت است و تمامی مشخصات مکانیکی ثابت است. بعد از خروجی فیلتر یک شیر قرار دارد که باعث جداسازی فیلتر و بسته شدن مسیر گاز به هنگام تعمیر و تعویض است

به دلیل اهمیت این فیلترها طراحی آنها بسیار مهم است. درانتها چگونگی طراحی این فیلترها به صورت کامل توضیح داده شده است

-به نقشه های زیر رجوع شود

1-FSP- PR- 1001              2-FSP- PR-

3-3-واحد اندازه گیری دبی

پس از خروج گاز از هر فیلتر دو خط دوباره به یک خط تبدیل شده هم چنان دارای سایز ثابت 20 اینچ و فشار عملکرد 8-10BARG و سایر شرایط مکانیکی خط لوله که قبلاً‌ ذکر شد می باشد

سپس گاز به سوی واحد اندازه گیری دبی می شود تا دبی حجمی آن مشخص گردد. قبل از این مرحله یک سیر برای شیر اطمینان با سایز 3 اینچ در نظر گرفته شده است تا در صورت بروز احتمالی افزایش فشار به واحد اندازه گیری آسیب نرسد طبیعی است که خروجی شیر اطمینان به سیستم FLARE منتقل می شود

همچنین برای تخلیه گازهای باقیمانده در خط لوله در هنگام بسته بودن دو شیرخروجی فیلترها از یک سیستم تزریق نیتروژن که قبلاً توضیح داده شد استفاده می گردد

کلیه تجهیزاتی که تاکنون توضیح داده شد در نزدیکی خط لوله سراسری و در ورودی نیروگاه قرار دارد. برای انتقال گاز از بیرون نیروگاه به نزدیکی محوطه مشعل ها یک فاصله 600 متری وجود دارد که لوله در طی این مسیر از زیرزمین عبور داده می شود

در ایستگاه اندازه گیری کنترل به وسیله تجهیزات ابزار دقیق مقدار دما و فشار اندازه گیری می شود سپس به وسیله المان دیگری مقدار دبی گذرنده در خط لوله اندازه گیری می شود

اندازه گیری دبی به وسیله یک اریفیس صورت می گیرد که با تغییر سطح گذرنده جریان باعث ایجاد اختلاف فشار می گردد و با توجه به رابطه زیر مقدار دبی تعیین می شود

مقدار دبی اندازه گیری شده به صورت نرمال بر متر مکعب نیست برای استاندارد کردن دبی باید مقدار فشار ودمای موجود در خط اندازه گیری شود این کار به وسیله دو المان PT (اندازه گیری فشار) و TT (اندازه گیری دما) صورت می گیرد

سپس اطلاعات مربوط به دما و فشار و دبی به واحد پردازش FY منتقل می شود و از آنجا خروجی به صورت یک عدد بروی FQI  ظاهر می شود که واحد آن نرمال متر مکعب بر ساعت است

برای جداسازی تجهیزات اندازه گیری و تعمیر آن دو شیر در دوطرف این سیستم تعبیه شده است که در هنگام تعمیر بسته میشود و جریان گاز از مسیرBay  Pass عبور می کند

پس از این مرحله جریان گاز به سوی ایستگاه تقلیل فشار می رود

-به نقشه های زیر رجوع شود

1- FSP- PR-

2-FSP- PR-

انتخاب کنتور

در ایستگاههای تقلیل فشار معمولاً از جریان سنجهای توربینی برای اندازه گیری گاز استفاده می شود. یکی از امتیازات این نوع کنتورها سبکی و کوچک بودن آنهاست

نوع توربینی این جریان سنج حدود یک دوازدهم نوع مشابه روتاری خود وزن دارد

بطور مثال جریان سنج 6اینچ توربینی بین 2300 تا 30000 فوت مکعب (با افت فشار ً2 اینچ ستون آب) ظرفیت دارد و در محدوده جریان مذکور دقت دستگاه %1+می باشد در حالیکه برای جریانات کمتر از 2300 فوت مکعب در ساعت دقت آن به شدت کاهش می یابد و همچنین ظرفیت آنها در فشارهای بالاتر افزوده می‌گردد

زمانیکه گاز وارد جریان سنج توربینی می شود سرعت آن تقریباً 3 برابر شده و به پره های روتور توربین می رسد. عبور جریان گاز نیروئی به روتور دستگاه وارد می نماید که موجب چرخش آن با سرعتی معادل شدت جریان گاز می شود و لذا چرخش روتور باعث بکار افتادن شماره انداز که در حقیقت یک نوع دورشمار است می گردد

در صورتیکه درجه حرارت گاز و فشار آن با شرایط استاندارد متفاوت باشد باید تصمیمات لازم در سیستم شماره انداز صورت گیرد

در کنتورهای توربینی از انرژی جنبشی گاز برای به حرکت درآوردن مکانیزم آن استفاده می شود و محفظه دستگاه در حقیقت یک ظرف تحت فشار است که قطعات اصلی در آن قرار دارد

در داخل این محفظه پره توربین روی یک محور بین دو یاتاقان قرار دارد . ساختمان دستگاه طوری است که جریان گاز به طرف مکانیزم اندازه گیری هدایت می شود

این نحوه هدایت باعث ازدیاد سرعت گاز تا 3 الی 4 برابر سرعت اولیه شده و گاز با این سرعت به پره ها برخورد می کند در نتیجه برخورد ملکولهای شتابدار گاز روی پره ها، نیروئی بر آنها  وارد شده و موجب به چرخش درآمدن توربین می شود در صورتیکه مقدار ملکولهای گاز که به پره های توربین برخورد می کنند با سرعت چرخش متناسب باشند اندازه گیری دقیق تأمین شده است

سرعت گاز در هنگام برخورد به پره های توربین نمایانگر سرعت گاز در خط لوله می باشد. لذا هر نوع اغتشاش، موج و فوران باعث چرخش ناهماهنگ و نامرتب پره های توربین شده و در نتیجه دقت اندازه گیری کم می شود

برای جلوگیری از حالت فوران استفاده از زانوئی 95 درجه در طرف ورودی معمولاً توصیه می شود که این امر موجب اغتشاش جریان می شود و برای از بین بردن این حالت از پره های مستقیم کننده Straightening Vane استفاده میشود

اصول کار کنتور توربینی

وقتی که جریان گاز به دماغه کنتور می رسد سطح مقطع عبوری برای جریان تقریباً به 3/1 مقدار اصلی خود می رسد بنابراین سرعت گاز زیاد شده و گاز با این سرعت به پره های روتور برخورد کرده و نیروئی را به پره ها اعمال می کند که باعث چرخش روتور می شود

مقدار این نیرو بستگی به جرم گاز جریان یافته و همچنین سرعت آن دارد

EK =1/ 2mv

در این فرمول

EK – انرژی جنبشی

M- جرم گاز

V-سرعت گاز می باشد

برای اینکه از یک محدوده جریان، اندازه گیری صحیحی داشته باشیم ، لازم است که سرعت روتور با سرعت گاز متناسب باشد

این شرایط وقتی به وجود خواهد آمد که انرژی جنبشی کافی برای غلبه به نیروهای مقاوم وجود داشته باشد. اگر نیروی مقاومی وجود نداشته باشد توربین حیطه نامحدودی برای عمل خواهد داشت

دو فاکتور اساسی که تأثیر در محدودیت عملکرد کنتور دارند عبارتند از

1-اصطکاک مکانیکی

2-اصطکاک ناشی از سیال

اصطکاک مکانیکی ناشی از یاتاقانها و مجموعه چرخنده ها و سایر قسمتهای متحرک می باشد که در جریانهای کم این اصطکاک خیلی زیاد می باشد (در مقایسه با انرژی جنبشی قابل دسترسی)

اصطکاک سیال که خود تابع عدد رینولدز R می باشد . در رینولدز پائین جریان لایه ای بوده در حالیکه در Rبالا جریان متلاطم می باشد. در جریان لایه ای یک تغییر کوچک در R موجب تغییر ناگهانی و زیاد اصطکاک می شود به طوری که به سختی می توان از کنتور توربینی در جریانهای لایه ای استفاده کرد همچنانکه Rافزایش می یابد و از یک حد مشخص عبور می کند اصطکاک سیال ثابت می گردد

انرژی که از گاز ذخیره می شود، برای غلبه بر این دو اصطکاک مصرف می شود. وقتی این اصطکاکها جبران شوند سرعت روتور متناسب با سرعت گاز خواهد بود و بنابراین می تواند برای نشان دادن کمیت گاز عبوری از کنتور بکار آید

در کنتورهای جریان محوری (که مورد استفاده درایستگاههای تقلیل فشار هستند) فرضهای زیر قبول شده است

1-ماکزیمم سرعت در عددماخ کوچکتری صورت می گیرد((M<

2-نسبت افت فشار به فشار کل پائین است(کمتر از 001)

3-تنها جریان پایدار تک فاز برقرار است

4-سرعت ورودی کاملاً‌ محوری است

5 – پره های روتور از صفحات ضخیم و با سطح مقطع مسطح بوده ودارای طلبیت بالایی می باشند

6- پره های روتور طوری طراحی شده اند که هیچ جریان شعاعی بین مقاطع ورودی و خروجی اتفاق نمی افتد

7- شرایط متوسط در ریشه میانگین مربعات شعاع داخلی و خارجی روتور اتفاق می افتد

4-3- ایستگاه تقلیل فشار

برای کاهش فشار گاز ورودی از 8-10  به (barg) 5-7 گاز وارد یک سیستم تقلیل فشار می شود برای این منظور خط ورودی به چند شاخه تقسیم می شود که به تشریح وظایف آنها می پردازیم

1-دو شاخه اصلی با سایز 20 اینچ با ظرفیت 100% که وظیفه انتقال گاز به مشعل ها را به عهده دارند. برای کاهش فشار درون این خطوط از دو شیر کنترل فشار استفاده می شود. که آنها فشار 8-10  را به 5-7 (barg) کاهش می دهند. به دلیل کاهش فشار وافزایش حجم گاز خروجی سایز خروجی این شیرها افزایش می یابد و به 24 اینچ می رسد. فشار خروجی از این شیرها دائماً به وسیله یک فشار سنج کنترل می شود اگر فشار خروجی بیشتر از (barg) 7 باشد این شیر به وسیله فرمان و سیگنال دریافتی از فشار سنج خود را به طور اتوماتیک تنظیم می کند اگر فشار خیلی بالا برود به طوریکه تنظیم آن از عهده این شیر خارج باشد این شیرها به طور کامل جریان را قطع می کنند و سیستم های هشدار دهنده شروع به اخطار می کنند تا به وضع موجود رسیدگی شود

بدیهی است تا  عیب مربوطه برطرف نشود سیستم دوباره شروع به کار نخواهد کرد و همچنان درحال هشدار دادن است. بعد از سیستم اندازه گیری یک شیر یکطرفه جهت جلوگیری از بازگشت گاز بسوی شیرهای کنترل تعبیه شده است. و در دو انتهای سیستم کنترل و تقلیل فشار دوشیر جداکننده جهت تعمیر و تعویض در نظر گرفته شده است. در هنگام تعویض و جداسازی برای تخلیه گاز باقیمانده و میعان مایعات قبل از شیر کنترل از یک سیستم تزریق نیتروژن و برای خروج گازها از یک سیستم متصل به FLARE استفاده شده است. برای خروج مایعات نیز از یک شیر تخلیه کوچک قبل از شیر کنترل استفاده شده است

2-یک انشعاب8 اینچ که حداکثر با ظرفیت 15% خط اصلی کار می کند این خط کاملاً شبیه دو انشعاب 20 اینچ است فقط دارای سایز ورودی به شیر کنترل8 اینچ و خروجی 10 اینچ است این خط برای شروع به کار بویلرهاست تا ابتدا بویلرها را کمی گرم کرده وسپس در خط  20اینچ بویلرها را کاملاً‌ گرم می کنند این کار برای جلوگیری از تنش های حرارتی صورت می گیرد

3-یک انشعاب کوچک 2اینچ برای تأمین گازمورد نیاز در سیستم FLARE تا باعث سوخت گازهای مضر گردد

4-یک خط 20 اینچ بدون تجهیزات کنترل فشار. این برای این منظور است تا در هنگام تعمیر و تعویض دو خط اصلی که در شماره 1 توضیح داده شد سوخت به مشعل ها برسد. سایز خروجی نیز در این مرحله 24 اینچ است

پس از طی این مراحل تمامی خطوط فوق به جز خط 2 اینچ به همدیگر متصل شده و به سوی واحد اندازه گیری برای هر واحد از بویلرها می روند

سایز خروجی از واحد تقلیل فشار 24 اینچ بوده و طراحی مکانیکی آن بر اساس ASME B31.3 میباشد. ضخامت جداره 127MM و فشار طراحی 9 barg است

          ·   برای مشاهده اطلاعات مربوط به شیرهای کنترل و تغییر فشار ، دما، سایز و … به ضمیمه 1 مراجعه شود که بر اساس گزارش نرم افزار hysgs است

                         ·         به نقشه زیر رجوع شود

1- FSP- PR-

5-3- واحدهای اندازه گیری برای هر واحد از بویلرها

 

کلمات کلیدی :