گزارش کارآموزی شرکت مدیریت تولید برق اصفهان ( سهامی خاص )

مقدمه :

     استان اصفهان به عنوان یکی از قطبهای صنعتی کشور همواره در راستای افزایش تولید انرژی الکتریکی به منظور تامین برق صنایع مهمی که در این منطقه وجود دارد، مورد توجه خاصی بوده است، صنایعی همچون پالایشگاه اصفهان، مجتمع فولاد مبارکه، ذوب‌آهن اصفهان، مجتمع پتروشیمی اصفهان، پلی‌ اکریل و دهها واحد صنعتی بزرگ و کوچک دیگر، همچنین توسعه بخشهای کشاورزی و فعالیتهای وابسته به این بخش و قدمت تاریخی از سوی دیگر، این استان را به صورت یک قطب جاذب و استراتژیک کشور درآورده است. لذا افزایش تولید انرژی در این استان امری است اجتناب‌ناپذیر.

     نیروگاه اصفهان در موقعیت جغرافیایی بسیار مطلوب و در حاشیه زاینده‌رود و در دامنه تپه‌های قائمیه قرار گرفته است. این نیروگاه در سیزده کیلومتری جنوب غربی اصفهان و در فاصله 2 کیلومتری بزرگراه ذوب‌آهن به وسعت تقریبی 74 هکتار واقع شده است.

تاریخچه صنعت برق :

     صنعت برق در ایران از سال 1283 شمسی با بهره‌برداری از یک دیزل ژنراتور 400 کیلوواتی که توسط یکی از تجار ایرانی بنام حاج حسین‌ امین‌الضرب تهیه و در خیابان چراغ‌برق تهران (امیر کبیر) فعلی گردیده بود آغاز میشود.

     این موسسه بنام دایره روشنایی تهران بود و زیر نظر بلدیه اداره می‌شد. این کارخانه روشنایی چند خیابان عمده تهران را تامین می‌کرد، خانه‌ها برق نداشته و تنها به دکانهای واقع در محله‌ها برق داده می‌شد و روشنایی آن از ساعت 7 الی 12 بود و بهای برق هم براساس لامپی یک ریال هر شب جمع‌آوری می‌شد. از سال 1311 اولین کارخانه برق دولتی به ظرفیت 6400 کیلووات در تهران نصب گردید، ولی مردم از گرفتن امتیاز خودداری می‌کردند و به‌ همین دلیل برای پیشرفت کارها برای کسانی که انشعاب برق می‌گرفتند یک کنتور مجانی به عنوان جایزه در نظر گرفته می‌شد. چند سال بعد وضع تغییر کرد و کار به جایی رسید که انشعاب برق سرقفلی پیدا کرد.

تاریخچه برق در اصفهان:

     پیدایش برق در اصفهان همواره با نام مرحوم عطاءالملک دهش همراه بوده است وی در سال 1304 اقدام به تاسیس اولین کارخانه برق به قدرت 99 کیلووات در محله فعلی دروازه دولت کوچه تلفن خانه نمود که در سال 1306 مورد بهره‌برداری قرار گرفت و باعث شگفتی مردم اصفهان در آن عصر گردید و برای اولین بار میدان نقش جهان و عمارت عالی قاپو و چهلستون برق‌دار شدند.

     سوخت این مولد کوچک و ابتدایی هیزم بود، در شرایطی از این مولد کوچک استفاده می‌شد که نیروی برق جنبه عمومی نداشته و مصرف آب بسیار محدود بوده و از طرفی ظرفیت نصب شده نیز تکافو نمی‌کرد، به همین دلیل در سال 1306 به میزان 120 کیلووات به قدرت نصب شده اضافه گردید.

     در سال 1312 به منظور جبران کمبود نیروی تولیدی یک دستگاه دیزل 280 کیلوواتی نصب گردید و چون بهره‌برداری از مولدهای موجود با سوخت هیزم به صرفه نبود، به تدریج این مولد از رده بهره‌برداری خارج و مولد دیزلی جایگزین آن گردید و استفاده از نیروی برق که از غروب تا نیمه‌شب انجام می‌شد تا صبح ادامه یافت.

     در سال 1316 دستگاههای مولد برق از نیروگاه دروازه دولت به کارخانه ریسندگی واقع در قسمت جنوبی پل خواجو منتقل گردید و در محل جدید با نصب دو دستگاه دیزل به قدرت 1500 اسب تا حدودی کمبود برق را جبران نمود.

     نیروی تولیدی بوسیله خط 3000 ولتی که درابتدای خیابان چهارباغ کشیده شده بود به مرکز اصفهان منتقل می‌شد.

     در سال 1320 با سهیم شدن شهرداری در شرکت مرحوم دهش وزارت کشور نسبت به احداث شبکه 6000 ولتی با کابل‌های زیرزمینی و دو دستگاه پست ترانسفورماتور جهت اصفهان اقدام نمود و این شبکه توسط سه رشته کابل 6000 ولتی از پست تقسیمی که جنب کارخانه ریسباف ساخته شده بود با ترانسفورماتور 500 کیلوولت آمپر که در کارخانه ریسباف نصب شده بود، انتقال نیرو را انجام می‌داد. در سال 1324 شرکت سهامی توربین اصفهان تاسیس و شروع به کار نمود.

     این شرکت با استفاده از نظر مهندسین مشاور نسبت به سفارش نیروگاهی متشکل از چهار دستگاه توربین بخار هر کدام به قدرت 3000 کیلووات از انگلستان اقدام نمود. چون حمل و نقل توربین‌های سفارش شده به تعویق افتاد، شرکت در سال 1328 سه دستگاه ژنراتور آمریکایی هر یک به قدرت 6000 کیلووات خریداری و در نیروگاه هزار جریب نصب نمود این دیزلها به تدریج مورد بهره‌برداری قرار گرفت و همزمان با آن شبکه برق نیز توسعه یافت و بدین ترتیب برای اولین‌بار برق بطور شبانه‌روزی در اختیار متقاضیان گذارده شد.

     در سال 1332 توربین‌های خریداری شده از انگلستان مورد بهره‌برداری قرار گرفتو در این سالها افزایش مصرف نیروی برق باعث گردید که مجدداً از نیروی اضافی کارخانجات نساجی برای تامین برق اصفهان استفاده گردد.

     همچنین جهت افزایش تولید یک دستگاه توربین بخار 2500 کیلوواتی از شرکت برق فیروز تهران خریداری و در نیروگاه هزار جریب نصب گردید، بهره‌برداری از آن در سال 1339 آغاز شد.

     در سال 1340 با تاسیس شرکت سهامی کارخانجات برق اصفهان که جایگزین سهامی توربین گردید، از مجموع سه دستگاه دیزل ژنراتور 2100 کیلوواتی یک دستگاه در نیروگاه انوشیروان واقع در جاده تهران و دو دستگاه دیگر در نیروگاه هزار جریب نصب و مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

     نیروی تولیدی انوشیروان توسط خط 20 کیلووات به شهر اصفهان منتقل می‌شد و همزمان کابل‌کشی کمربندی خط 20 کیلووات در شهر اصفهان آغاز شد.

     در سال 1343 شرکت سهامی کارخانجات برق اصفهان اقدام به سفارش سه دستگاه دیزل هر یک به قدرت 2900 کیلووات از انگلستان نمود، که با بحرانهای مالی که شرکت دچار آن گردید فقط توانست یک واحد از سه واحد پیش‌بینی شده را در نیروگاه انوشیروان نصب و مورد بهره‌برداری قرار دهد.

     با افزایش سریع تعداد مشترکان برق خانگی، صنایع و کشاورزی، نیروگاه‌های جدیدی احداث شد و تولید برق کشور هر روز بیشتر گردید.

     اولین واحد نیروگاه اصفهان در سال 1346 شمسی با یک واحد دیزلی با قدرت 3300 کیلووات شروع به کار نمود، در سه ماه بعد 2 واحد دیزلی دیگر با همان مشخصات به آن افزوده شد.

     با افزایش مصرف برق در استان اصفهان و شبکه آخرین واحد بخاری در سال 1367 با تولید 320 مگاوات به شبکه سراسری وصل گردید، و واحدهای دیزلی در همان سالهای اولیه به یکی از شهرهای دیگر انتقال داده شد.

     لازم به توضیح است که سه واحد گازی هسا (هلیکوپترسازی ایران) هر یک به قدرت 2/29 مگاوات از 1/1/1372 تحت مدیریت نیروگاه اصفهان درآمد، واحدهای گازی هسا در فاصله 25 کیلومتری اصفهان و در شمال شاهین‌شهر احداث شده، این واحدها در سال 57-1356 توسط وزارت دفاع از یک کمپانی آمریکایی خریداری گردید، پس از پیروزی انقلاب اسلامی مسئولیت تکمیل، راه‌اندازی و بهره‌برداری از واحدها به عهده وزارت نیرو واگذار شد و سرانجام در تیر ماه 1368 مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

     در حال حاضر نیروگاه اصفهان با پنج واحد بخاری و سه واحد گازی با مشخصات زیر نصب، مونتاژ و راه‌اندازی گردیده و در حدود 922 مگاوات تولید دارد.

جدول 1 – مشخصات و زمان بهره‌برداری از واحدها را نشان می‌دهد

زمان بهره‌برداری

زمان احداث

کشور سازنده

پیمانکار

قدرت اسمی MW

شماره واحد

1348

1345

ایتالیا

G.I.E

5/37

1

1348

1345

ایتالیا

G.I.E

5/37

2

1353

1350

ایتالیا

G.I.E

120

3

1359

1355

ایتالیا

G.I.E

320

4

1367

1361

ایتالیا

G.I.E

320

5

موقعیت جغرافیایی نیروگاه اصفهان :

     نیروگاه اصفهان در قسمت جنوب غربی اصفهان واقع شده و دارای 5 واحد بخاری به ظرفیت‌های :

1- 37.5 MW * 2               

2- 120 MW * 1           

3- 320 MW * 2

می‌باشد که خروجی ولتاژ ژنراتور 13.8 kv و 20 kv می‌باشد.

     سوخت مصرفی نیروگاه مازوت و سوخت طبیعی می‌باشد که سابق به علت گرانی‌ قیمت گاز از مازوت جهت سوخت نیروگاه استفاده می‌شده و از آنجا که مازوت باعث آلودگی محیط‌زیست می‌شود در حال حاضر از گاز طبیعی جهت سوخت استفاده می‌شود. آب مصرفی نیروگاه توسط چاههای فلمان که روی آنها الکتروپمپ‌های با قدرت بالا نصب شده آب مصرفی توسط این پمپ‌ها تامین می‌شود.

     این نیروگاه دارای تانک‌های ذخیره سوخت مازوت به ظرفیت 25000000m3 گنجایش دارد که این مازوت از پالایشگاه اصفهان تامین می‌شود.

     تمام این نیروگاه توسط کنسور ایتالیا ساخته شده است و بیشتر استانداردها برمبنای استاندارد ایتالیایی می‌باشد.

نحوه کار نیروگاه بخار :

     آب توسط الکترو موتور پمپ از چاه یا رودخانه به حوضچه‌هایی که به صورت دایره‌ای می‌باشد و به حوضچه‌های کلایفایر معروف است پمپ می‌شود و در آنجا توسط آهک املاح آن گرفته می‌شود و آهک، به صورت آهک‌مرده ته‌نشین می‌شود و آب از این حوضچه‌ها در کانالهایی که آب را به سمت تصفیه‌خانه هدایت می‌کنند، سرریز می‌کنند و در آنجا توسط مواد شیمیایی آب به آب خالص تبدیل می‌شود و ناخالصی آن گرفته می‌شود.

     آب خالص توسط پمپ‌های تغذیه و با گذاشتن هیترهای فشار ضعیف که قبل از پمپ تغذیه قرار دارند، وارد هیترهای فشارقوی شده و بعد از آن آب وارد لوله‌های اکونومایزر شده تا درجه حرارت دودی که از دودکش خارج می‌شود را بگیرد و قبل از وارد شدن به بویلر دمای آب به حداقل 194.5 و حداکثر 291 برسد. علت اینکه آب قبل از ورود به بویلر باید از هیترهای فشارقوی و فشار ضعیف و لوله‌های اکونومایزر عبور نماید تا درجه حرارت آن بالا رود، بخاطر این است که آب سرد برای بویلر ضرر دارد و باعث از بین رفتن لوله‌ها و بطور کلی بویلر می‌شود. در بویلر توسط مشعلها آب به بخار تبدیل می‌شود سپس از بویلر وارد درام می‌شود.

     درام دو وظیفه مهم دارد :

 1  ذخیره آب : که به صورت تانک ذخیره عمل می‌نماید. 

 2 جداکردن آب و بخار از هم.

     پس درام باعث می‌شود آب و بخار از هم جدا شوند و بخار از درام وارد سوپر هیتر اولیه و ثانویه می‌شود و به بخار اشباع شده که خشک می‌باشد تبدیل می‌شود فشار خروجی از سوپر هیتر حداقل 60 با حرارت 490 +_ 5 و حداکثر با حرارت 540 به پره‌های توربین برخورد نموده و پره‌های توربین را به چرخش در می‌آورد و توربین شروع به چرخیدن می‌نماید و باعث به چرخش درآمدن محور ژنراتور می‌گردد و به این صورت برق تولید می‌شود.

     بخار خشک بعد از اینکه پره‌های توربین را به حرکت دورانی درآورد مقداری از حرارت آن گرفته می‌شود و بخار به شبنم تبدیل می‌شود. برای اینکه مقداری از درجه حرارت بخار گرفته شود و عمل تقطیر انجام شود بخار وارد کندانسور می‌شود در آنجا بخار به آب با درجه حرارت بالا تبدیل می‌شود و بعد از کندانسور آب به برج خنک‌کن پمپ می‌شود تا درجه حرارت آن تا حدودی گرفته شود که در این قسمت مقداری از بخار به هدر می‌رود و بعد از اینکه آب مقداری درجه حرارت آن گرفته شد دوباره به سیکل باز می‌گردد.

     علت اینکه بخاری که از توربین خارج می‌شود به سیکل باز نمی‌گردد و باید مقداری از درجه حرارت آن گرفته شود این است که اگر بخواهیم این بخار دوباره به سیکل باز گردد باعث می‌شود کلیه تجهیزات سیکل از بین بروند.

     نحوه کار ژنراتور به این ترتیب است که ابتدا باید جریان تحریک به روتور ژنراتور داده شود و از استاتور ولتاژ خروجی گرفته شود.

     برای اینکه بتوانیم ولتاژ خروجی دریافت کنیم باید جریان تحریک را به روتور اعمال نمائیم. که جریان تحریک را ابتدا توسط ترانسفورماتور 63/6Kv از پست بیرون دریافت می‌کنیم با ترانسفورماتور تحریک جریان تحریک را ایجاد می‌کنیم تا ولتاژ خروجی از استاتور دریافت نمائیم و سپس از ولتاژ خروجی یک انشعاب گرفته و جهت مصرف داخلی و ترانسفورماتور تحریک استفاده می‌نمائیم. ولتاژ خروجی از ژنراتور که کمتر از 20 می‌باشد توسط ترانسفورماتور اصلی به 400 یا 230 تبدیل و به شبکه سراسری انتقال می‌یابد.

     شبکه سراسری به صورت حلقوی می‌باشد. بطوری که اگر کل نیروگاه از کار بیفتد فقط توان شبکه کم می‌شود و هیچ جایی بی‌برق نمی‌شود و فقط توان شبکه پائین می‌آید و به مکانهای صنعتی آسیب می‌رسد و نرمال نمی‌توانند کار کنند.

تصفیه خانه :

     نیروگاه دارای 3 تصفیه خانه می‌باشد و علت اینکه آب باید تصفیه شود این است که ناخالصی آن گرفته شود و به آب خالص تبدیل شود تا آسیبی به دستگاهها و تجهیزات نیروگاه وارد نسازد و باعث خوردگی پره‌های توربین نگردد.

مراحل تصفیه آب به این ترتیب می‌باشد :

     ابتدا آب از چاه فلمان بوسیله الکترو پمپ 90kw به حوضچه‌های کلایفایر پمپ می‌شود و در آنجا به آب شیر آهک زده می‌شود. شیر آهک : به این ترتیب درست می‌شود که ابتدا آهک وارد حوض می‌شود و در آنجا با آب ترکیب می‌شود و این شیر آهک توسط الکترو پمپ‌های 3 کیلووات (شیر آهک) به حوضچه‌های کلایفایر پمپ می‌شوند.

     وقتی که شیر آهک به آب حوضچه‌های کلایفایر اضافه شد آهک و املاح آن ته‌نشین می‌شود و به آهک مرده تبدیل می‌شود و آب حوضچه‌ها به داخل کانالهایی سرریز می‌شوند که این کانالها اب را به تصفیه خانه هدایت می‌کنند در آنجا نیز با مواد شیمیایی تصفیه شده تا ناخالصی آن گرفته شود و به آب خالص تبدیل شود و بعد به سیکل، توسط پمپ تغذیه هدایت می‌شود و آهک‌مرده که در حوضچه‌های کلایفایر ته‌نشین می‌شود، توسط الکترو موتور پمپ‌های 50kw وکیم به داخل یک مخزن پمپ می‌شوند، در این مخزن آب آهکهای مرده توسط فیلتر وکیم گرفته شده و آبی که از آهکها جدا می‌شد به رودخانه باز می‌گردد و آهکهای مرده نیز دفع می‌شود.

     این نیروگاه دارای 3 تصفیه خانه می‌باشد که بترتیب واحدهای 1 و 2 یک تصفیه خانه و واحد 3 یک تصفیه خانه و واحدهای 4 و 5 نیز یک تصفیه خانه دارند.

     تعداد چاههای فلمان 4 حلقه چاه می‌باشد که واحدهای 1 و 2 یک چاه و واحدهای 3 و 4 و 5 هر کدام یک چاه دارند و الکترو پمپ‌هایی که روی چاهها است 90kw است.

هیتر :

     گرمکن یا هیتر دستگاههایی هستند که توسط آن آب ورودی به بویلر را گرم می‌کنند تا درجه حرارت آب بالا رود تا به تجهیزات و لوله‌های بویلر آسیب نرسد، این عمل توسط هیترها انجام می‌شود، هیترها به دو صورت وجود دارند :

1 هیترهای باز            

2 هیترهای بسته

هیترهای باز : هیترهایی هستند که حرارت را مستقیم به آب منتقل می‌کنند.

هیترهای بسته : هیترهایی هستند که حرارت را از طریق لوله‌ها و محیط به آب منتقل می‌کنند.

     به هیترهایی که قبل از پمپ تغذیه قرار می‌گیرند هیترهای فشار ضعیف گفته می‌شود و به هیترهایی که بعد از پمپ تغذیه قرار می‌گیرند هیترهای فشارقوی گفته می‌شود.

     سوپر هیتر : بخاری که از درام خارج می‌شود دارای قطره‌های آب می‌باشد که باعث می‌شود پره‌های توربین آسیب ببینند و خوردگی و پوسیدگی در پره‌ها ظاهر شود برای اینکه بخار به توربین آسیب نرساند باید قبل از برخورد به پره‌های توربین به بخار خشک تبدیل شود، این عمل (خشک کردن) توسط سوپر هیتر انجام می‌شود.

     فرق هیتر و سوپر هیتر این است که : هیتر باعث می‌شود که درجه حرارت آب ورودی به بویلر زیاد شود ولی سوپر هیتر باعث می‌شود بخار ورودی به توربی به بخار خشک تبدیل شود.

بویلر :

     آب پس از خروج از پمپ تغذیه (Feed Pump ) و شیر یکطرفه وارد اکونومایزر می‌شود که اولین قسمت دیگ بخار می‌باشد، که حاوی تعدادی لوله موازی است که در آخرین مرحله دود خروجی از بویلر لوله‌های اکونومایزر قرار دارند داخل این لوله‌ها آب تغذیه ورودی به بویلر جریان دارد این آبها مادامی که لوله‌های اکونومایزر را طی می‌کنند حرارت دود را جذب نموده و سپس به درام هدایت می‌گردند. بنابراین اکونومایزر سبب می‌گردد که راندمان بالا برود.

     آب در درام با آبهای داخل آن مخلوط شده و سپس از طریق لوله‌های پائین آورنده به لوله‌های دیواره‌ای و محوطه احتراق وارد می‌شود، همانطور که از نام محوطه احتراق پیداست، فضایی است که عمل احتراق در آن صورت می‌گیرد. اطراف این محوطه تعداد زیادی لوله‌های موازی نزدیک به هم که به لوله‌های دیواره‌ای موسوم هستند پوشیده شده است. بخشی از حرارت حاصل از احتراق از طریق تشعشع و جابجایی به این لوله‌ها منتقل می‌گردد، اینها نیز حرارت را به آب داخل خود منتقل می‌نمایند. بنابراین در کوره هر سه نوع انتقال حرارت با یکدیگر انجام می‌گیرد. حاصل این تبادل حرارت جذب حرارت توسط آب داخل لوله‌ها و تبدیل آن به بخار است. به عبارت دیگر کلیه بخاری تولیدی دیگ در این لوله‌ها ایجاد می‌شود، از طرف دیگر جذب حرارت توسط لوله‌های دیواره‌ای باعث خنک شدن فضای اطراف کوره می‌شود و لذا شکلی از نظر عایقکاری دیواره‌های اطراف محفظه احتراق پیش نخواهد آمد پس می‌توان گفت که لوله‌های دیواره‌ای همانطور که از نامشان پیداست دیواره کوره را تشکیل می‌دهند.

     حرکت جریان آب در داخل لوله‌های دیواره‌ای از پائین به بالاست هرچه آب در طول کوره به طرف بالا حرکت کند حرارت بیشتری را جذب نموده و در نتیجه بخار بیشتری تولید می‌گردد. در بویلرهای گردش طبیعی، این حرکت به صورت طبیعی انجام می‌گیرد و لذا در خاتمه در لوله‌های دیواره‌ای، مخلوطی از آب و بخار خواهد بود که به محض ورود به درام آب و بخار از یکدیگر جدا می‌شوند. در بویلرهای گردش اجباری، جریان آب در داخل لوله‌های دیواره‌ای به کمک یک پمپ که در مسیر لوله‌های پائین آورنده نصب است انجام می‌گیرد.

     در بویلرهای بونسون نیز این جریان به کمک پمپ آب تغذیه انجام می‌گردد و ساختمان این بویلر به گونه‌ای است که احتیاج به درام نمی‌باشد و بخار تبدیل شده مستقیماً به سوپر هیتر می‌رود.