راهکارهای افزایش تولید برق در نیروگاهها
شهرام ایرانپاک| مدیرعامل نیروگاه شازند
همزمان با روزهای اوج مصرف برق در کشور هر مگاوات برق تولیدی ارزش دوچندانی پیدا می‌کند؛ بدین منظور در شرایط فعلی پیاده‌سازی طرح‌های رفع محدودیت تولید و ارتقای توان علمی نیروگاه‌های حرارتی کشور از اهمیت به سزایی برخوردار است.
یکی از مواردی که نیروگاه شازند و سایر نیروگاه‌های دارای برج خنک‌کن هلر با آن مواجه هستند، محدود شدن تولید واحدها به دلیل افت خلاء کندانسور ناشی از کاهش عملکرد برج‌های خنک‌کن آن است. به همین منظور و برای رفع این محدودیت اخیراً سامانه خنک‌کن کمکی توسط یک شرکت دانش‌بنیان طراحی و با حمایت شرکت مادرتخصصی تولید برق حرارتی نصب شده است.
اولین نمونه از این طرح در واحد چهار نیروگاه حرارتی شازند احداث شده ولی هنوز به بهره‌برداری نرسیده است. برآورد اولیه این است که 28 مگاوات از محدودیت تولید واحد را در ماه‌های گرم سال بکاهد. به دنبال بهبود نسبی خلاء کندانسور از مصرف سوخت اضافه در بویلر نیز کاسته خواهد شد و متناسب با آن به راندمان واحد خواهد افزود.
یکی از مشکلات عدیده نیروگاه شازند سوراخ شدن مکرر هیترها (به خصوص هیترهای فشار قوی) است که در بسیاری از موارد منجر به محدودیت تولید واحدهای آن (در برخی موارد تا 40 مگاوات) و کاهش عمر المان‌های حرارتی بویلر به دلیل افزایش سوخت مصرفی برای جبران افت دمای آب تغذیه ورودی به بویلر و افزایش مقدار اسپری در سوپرهیترها می‌شود.
از طرفی با خروج هیترها، راندمان توربوسیکل و در پی آن راندمان واحد کاهش می‌یابد که با تعویض و بهسازی این هیترها با انواع مرغوب‌تر از این موارد می‌توان پیشگیری کرد. برای ساخت داخل کردن هیترهای فشار قوی با کمک صنایع مستقر در استان مرکزی تا کنون گام‌های خوبی برداشته شده است و تلاش برای رفع مشکلات هیترها ادامه دارد.
یکی دیگر از اقدامات برای افزایش تولید خالص نیروگاه، تعویض و بهینه‌سازی مصرف‌کننده‌های بارز انرژی الکتریکی است. به عنوان نمونه به دلیل طراحی نامناسب FDFهای نیروگاه، این تجهیزات مصرف بالایی دارند که با تعویض فقط موتور آنها می‌توان در هر واحد حدود 2.7 مگاوات از مصرف داخلی انرژی الکتریکی کم کرد که موجب بالارفتن تولید خالص نیروگاه می‌شود.
در ممیزی جامع انرژی سال 1390 این نقطه گلوگاهی شناساسی شد و در سال 94 نیز سازمان (وقت) بهرهوری انرژی برق ایران (سابا) مطالعات جامعی برای تعویض موتور FDFها انجام داد و بر نتایج ممیزی مذکور صحه گذاشت. این امر حتی موجب تهیه اسناد مناقصه برای پروژه تعویض موتور FDF یک واحد نیروگاه شد که به دلیل تغییر و تحول در ساختار معاونت انرژی وزارت نیرو و تشکیل سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهرهوری انرژی (ساتبا) از ادغام «سابا» و «سانا» و همچنین ایجاد شرکت مادرتخصصی تولید برق حرارتی، این امر عملاً به فراموشی سپرده شد.
یکی دیگر از روش‌های افزایش و حفظ ظرفیت تولید خالص نیروگاهها، کنترل مصرف انرژی در آنها است. بیشترین تلفات انرژی در سمت تولید یا به عبارت بهتر تبدیل انرژی رخ می‌دهد (بازده نیروگاه‌های حرارتی کشور در سال گذشته معادل 39 درصد برآورد شده است).
استقرار سیستم مدیریت انرژی و ایجاد واحد مدیریت انرژی در نیروگاهها بر اساس ماده 54 «قانون اصلاح الگوی مصرف انرژی»، زمینه بهبود نظام‌مند عملکرد انرژی نیروگاهها را موجب خواهد شد. شناسایی نقاط گلوگاهی مصرف انرژی، پایش دقیق تولید و مصرف انرژی، بررسی وضعیت مصرف‌کننده‌های بارز انرژی و … بخشی از این سیستم خواهند بود. بدیهی است که با کنترل مصرف انرژی، علاوه بر کاهش هزینه‌های انرژی از تولید آلاینده‌های زیست‌محیطی هم کاسته خواهد شد.
طرح ارائه شده برای رفع محدودیت تولید واحدهای نیروگاه شازند
نیروگاه حرارتی شازند با توان اسمی یک‌هزار و 300 مگاوات در سال 1378 با راه‌اندازی اولین واحد آن شروع به کار کرد. این مجموعه اولین نیروگاهی است که با استفاده از ظرفیت شرکت‌های داخلی تحت مدیریت شرکت مپنا احداث و در مدار تولید قرار گرفت.
طراحی و ساخت اغلب تجهیزات نیروگاه شازند توسط شرکت DEC چین بوده است. با توجه به نوع فناوری سطح پایین به کار رفته در آنها، نیروگاه از ابتدا با مشکلات متعددی رو به رو بوده است که البته بخش زیادی از آنها توسط کارکنان تلاش‌گر نیروگاه برطرف شده است.
برخی از مشکلات اساسی نیروگاه شازند عبارتند از: افزایش لرزش یاتاقان‌های توربین، سوراخ شدن پی در پی هیترهای فشار قوی (و تاثیر آنها بر کاهش عمر المان‌های حرارتی بویلر)، قدیمی بودن سیستم کنترل توربین، اشکالات در سیستم تحریک ژنراتور، اشکالات متعدد در سیستم حفاظت الکتریک (G-T، بخش‌هایMV و LV)، محدودیت‌های برج خنک‌کن و …
موارد فوق باعث شدند که حداکثر توان تولیدی واحدها به تدریج به 300 مگاوات محدود شود. این محدودیت تولید برای کاهش دامنه خسارت‌ها، افزایش عمر تجهیزات نیروگاه و پایداری تولید صورت گرفت. با وجود تمام این محدودیت‌ها نیروگاه حرارتی شازند در سال گذشته حدود 2.38 درصد از برق کشور را تولید کرده است.
وجود مشکلات ذکر شده و اعلام موارد اشکال به شرکت سازنده باعث شد که آن مجموعه برای رفع تمامی این موارد، در سال 98 طرحی را برای افزایش توان تولید نیروگاه از 300 مگاوات به 350 مگاوات ارایه دهند. در این طرح با ایجاد تغییرات در چهار بخش اصلی نیروگاه (بویلر، توربین، سیستم کنترل توربین و ژنراتور) علاوه بر به روزرسانی آنها، افزایش ظرفیت تولید نیروگاه به 350 مگاوات را در پی داشت.
در بخش بویلر، تعویض مشعل‌های فعلی با نوع Low NOx پیشنهاد شده بود. همچنین تغییرات لازم برای بهبود احتراق در مشعل‌های مازوت‌سوز پیش‌بینی‌شده بود که با توجه به افزایش توان نیروگاه، المان‌های حرارتی بویلر (سوپرهیترها و ری‌هیترها) نیز دستخوش تغییر می‌شدند.
در بخش توربین نیز به تناسب، اصلاحاتی روی بخش‌های HP و LP صورت می‌گرفتند که شامل تغییر در پره‌های توربین و تعویض یاتاقان‌های یک تا چهار بود. همچنین این اصلاحات نرخ حرارتی توربین را نیز کاهش می‌داد. تعویض یاتاقان‌ها با انواع جدید 6 پد، در کنترل لرزش آنها اثرگذار است. نوع 6 پد در یاتاقان‌های شماره 1 و 2 توربین واحد سه نصب و باعث شد محدودیت ناشی از افزایش لرزش یاتاقان‌های توربین این واحد تا حدودی برطرف و توان خروجی آن از 280 مگاوات به 300 مگاوات برسد.
بر مبنای این طرح، سیستم کنترل توربین اصطلاحاً DEH نیز به تمامی تعویض و نوع جدید نصب می‌شد. نمونه‌ای از سیستم کنترل توربین مذکور در واحد سه نصب شده که تأثیر به سزایی در کنترل نوسانات توربین و پایداری این واحد داشته است. ضمناً به دلیل نصب این سیستم به صورت یک بسته‌کامل، سرویس و نگهداری آن نیز آسان‌تر است.
در بخش ژنراتور نیز با تغییراتی در گوه‌های ژنراتور و کولرهای هیدروژن و مواردی از این دست، ضمن افزایش توان تولیدی ضریب توان از 0.8 به 0.85 افزایش می‌یافت. به علاوه سیستم تحریک از نوع کنونی (PMG) به نوع استاتیک، ارتقا می‌یافت (مشابه این سیستم تحریک قرار است در واحد یک نصب شود ولی نصب این سیستم سه مگاوات به مصرف داخلی واحد خواهد افزود).
در کنار این‌ها، سیستم کنترل واحد (DCS) نیز به روز می‌شد. این سیستم به دلیل قدیمی شدن تجهیزات آن پانل‌های کنترلی، PLCها، کامپیوترها، در سال‌های اخیر مشکلات متعددی برای نیروگاه به وجود آورده که گاهی منجر به خروج (تریپ) واحدها نیز شده است (در تعمیرات اساسی اخیر واحد سه تنها کامپیوترهای این سیستم ارتقا یافتند و ضروری است پانل‌های کنترلی و … نیز به تناسب آنها ارتقا یابند).
منبع| پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو پاون
