electrical information

موضوع: electrical information الخميس 16 سبتمبر 2010, 2:16 am

محطات التوليد البخارية

تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .

تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .

تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكر منهاما يلي :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من مجاري الأنهار.
القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق السكنية والمجمعات التجارية والصناعية

وتعتمد محطات التوليد البخارية على استعمال نوع الوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل الطاقة الكيميائية في الوقود الى طاقة حرارية في اللهب الناتج من عملية الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخين المياه في مراجل خاصة (BOILERS) وتحويلها الى بخار في درجة حرارة وضغط معين ثم تسليط هذا البخار على عنفات أو توربينات بخارية صممت لهذه الغاية فيقوم البخار السريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي (AL TERNATOR) بنفس السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة (ROTOR) من المولد والجزء الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية اللازمة . والرسم التمثيلي رقم يبين مسلسل تحويل الطاقة من أول حرق الوقود حتى إنتاج الطاقة الكهربائية .

لا يوجد فوارق أساسية بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي .

:

تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية :

أ ) الفرن : Furnace

وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبة

ب ) المرجل : Boiler

وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه

الى بخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال

المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .د

وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفة الحرارية أو التوربين Turbine

وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطواني مثبت به لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجم محطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator

هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت .ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: Condenser

وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة .

و) المدخنة : وهي عبارة عن مدخنة من الآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .

تبنى محطات الحراريةِ التقليدية لتوليد الطاقة الكهربائية عادة في المناطق القريبة من مصادر المياه اللازم لتوفير البخار حيث يستخدم كوقود لذلك الغاز أو زيت الغاز أو النفط الخام أو الفحم الحجري، ويعتبر الغاز هو الانضف بالنسبة لدرجة تلويثه للبيئة بالنسبة لأنواع الوقود الأحفورية و التقليدية الأخرى.

في محطة توليد الكهرباء الحراريةِ، يُنتجُ البخار ويستخدم في تدوير التوربين التي تشَغّلَ المولّد الكهربائي.

حيث توفر المحطّات البخارية لتوليد الطاقة الكهربائية البخار عن طريق تسخين الماء وتحويله الى بخار جاف وذلك في المراجل حيث يحرق الفحم او النفط او الغاز الطبيعي لتوفير الحرارة او باستغلال حرارة المُفاعِل النوويّ كما في المحطات النووية.

يستخدم البخار في تدوير التوربينات البخارية التي بدورها تدور وتشغل وحدات التوليد.

تحوي وحدة التوليد جزء ألكترومغناطيسي دوار يعرف بالروتور وجزء ثابت يعرف بالستيتور. هناك وحدة توليد أخرى منفصلة تدعى وحدة التهيج Exciter تمد الروتور بطاقة كهربائية ذات تيار مستمر (DC) مكونة بذلك مجال مغناطيسي الذي سيكون شحنات كهربائية في الاستيتور تظهر على شكل جهد كهربائي بفولطية عالية.

تستخدم المحولات الكهربائية لرفع الفولطية المولدة لتتناسب ومتطلبات نقل وتصدير الطاقة الكهربائية للمواقع المطلوبة فيها.

يمرر البخار المستخدم من خلال أنابيب مكثفات تحوي ماء بارد وذلك لتكثيف البخار وخفض درجة حرارته لإعادة تسخينه مرة أخرى و سيدفع الماء الذي استخدم لامتصاص حرارة البخار في المكثفات خلال الأنابيب إلى أبراج تبريد خاصة لتبريده واستخدامه مرة أخر.

تنقل الطاقة الكهربائية المولدة في المحطة إِلى المستهلكين خلال خطوطِ نقل الطاقة الكهربائية ذات الفولطيةِ العالية عبر محطات كهرباء ثانوية.

حيث يكون جهد التوليد عادة 11000 فولت يتم رفعه إلى 132000 فولت او 240000 – 400000 فولت ليسهل نقله عبر خطوط النقل الهوائية إلى مراكز استخدام الطاقة الكهربائية، وفي محطات الكهرباء الفرعية يتم خفضه إلى 33000 فولت أو 11000 فولت ليوزع إلى مراكز الأحمال عبر خطوط هوائية او قابلوات كهربائية حيث يجهز إلى المستهلكين الصناعيين، او إلى المستهلكين الاعتياديين بجهد 400 او230 فولت من خلال محولات خفض خاصة للجهد.

المميزات:

1: الوقود المستعمل رخيص .

2: المساحة المطلوبة صغيرة .

3: تكلفة الانشاء الابتدائية للمحطة بسيطة .

4: تكلفة إنتاج وحدة الطاقة رخيصة .

5: هذه المحطات يمكن إنشائها بغض النظر عن مكان تواجد الوقود

6: هذه المحطات يمكن بنائها بالقرب من مراكز الاحمال.

العيوب :

1 : إرتفاع تكاليف التشغيل الدوريه .

2: ينتج عنها تلوث الجو .

3 : أنخفاض الكفاءة .

4 : تحتاج إلى كميات كبيره من مياه التبريد .

شكرا لك م ميدو على هذه المعلومات الجملية التي أعطت فكرة ممتارة و بطريقة بيسطه لفهم دورة توليد الكهرباء
كما نأمل منك المزيد و دوام التقدم و الرقى في هذا المجال و لا تبخل علينا
و شكرا لك مرآخرى

و لكن نصيحة من أخ لأخية مثل هذه المنتديات ليس كل أعضاءه متخصصين لفهم كل ما تقول بالصورة الدقيقة و لكن مع دعم ما تقول ببعض الصور و بعض الأفلام الصغير تكون الصورة مكتملة
بالتوفق إن شاء الله

م إبراهيم الشرقاوي ( أبو وعد )

المملكة العربية السعودية - الرياض

موضوع: رد: electrical information السبت 02 أبريل 2011, 5:46 pm

الله ينـور يآ بشمهندسَ تـوٍبـك منتهىآ الرٍوٍعـه

لكَ جزٍيَل الشكرٍ وٍالتقديرٍ

تحيآتىآ