Post on 01-Dec-2015
description
BASIC POWER
PLANT OPERATION(for PGT.)
อภิชาติ เตนันทะโสApichat.t@egat
15 Jun 20091
บทท่ี1 หน้าที่ของโรงไฟฟ้า(The Function of The Power Plant)
- อุปกรณ์อ านวยความสะดวกสบายรอบตัว ล้วนใช้ไฟฟ้า - หน้าที่ของโรงไฟฟ้า คือ การผลิตและส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า จากโรงไฟฟ้าผ่านระบบสายส่งไฟฟ้า ไปยัง Sub Station ที่ท าหน้าที่ รวมก าลังผลิตไฟฟ้าจากแหล่งต่างๆเข้าด้วยกัน แล้วส่งต่อไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า โดยประสานกับ Load Dispatcher [ศูนย์ควบคุม] จัดการผลผลิตของ Power Plants ต่างๆ ให้ Supply = Demand อยู่เสมอ- การผลิตไฟฟ้ามีกระบวนการที่ยุ่งยาก ซับซ้อน ต้องใช้เครื่องมือและบุคคลากร ที่ได้รับการอบรม ฝึกฝนมาเพื่อการนี้
3
โรงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าแรงสูง ระบบจ าหน่าย ผู้ใช้ไฟ
Load Dispatcher ศูนย์ควบคุม ระบบก าลังไฟฟ้า
ระบบไฟฟ้าของประเทศไทยสายส่งไฟฟ้า
กฟผ. กฟน. / กฟภ. ผู้ใช้ไฟฟ้า
5
การเปลี่ยนแปลงพลังงาน(Energy Conversion)
โรงไฟฟ้าพลังน ้า 1. เขื่อน พลังงานศักย์
2. Turbine พลังงานกล 3. Generator พลงังานไฟฟ้า
7
การเปลี่ยนแปลงพลังงาน (Energy Conversion)
การเปล่ียนแปลงพลังงาน เกิดขึ นใน 3 ส่วนหลกั1. Boiler 2. Steam Turbine 3. Generator
8
ระบบ(System) คือการรวมกันของอุปกรณ์ และท่อต่างๆเพื่อจะท าหน้าที่เฉพาะอย่างได้ตามความมุ่งหมาย
โดยระบบของโรงไฟฟ้าจะประกอบด้วย
1.ระบบหลัก(Major System) Steam Cycle
2.ระบบเสริม(Support system) ช่วยให้ระบบหลักท างานได้ เช่น Circulating Water System, Make-Up Water System
Steam Cycle
1.Boilerหน้าที่ของ BOILER คือ1. เผาไหม้เชื อเพลิงเพื่อให้ได้พลังงานความร้อน2. ใช้ความร้อนนั นเปลี่ยนน ้าให้เป็นไอน ้า
WATER Heat Energy STEAM+
HeatEnergyFUEL + Air CO2+H2O+
11
2. Turbine
หน้าที่ของ Turbine คือ รับไอน้ าที่ส่งมาจาก Boiler ซึ่งไอน้ าจะถ่ายเทความร้อนและความดันท าให้ Turbine หมุน นั่นคือเปลี่ยนจากพลังงานความร้อน เป็นพลังงานกล ส่วนที่ Generator เปลี่ยนพลังงานกล ทางหมุน เป็นพลังงานไฟฟ้า
23
Condenser คือ Heat Exchanger ขนาดใหญ่
ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนจาก Steam ไปยังน้ าหล่อเย็น เพ่ือให้เกิดการควบแน่นกลายเป็นน้ าหมนุเวียนกลับไปใช้ในระบบอกี
3. Condenser
25
Steam Flow and Power Output
0
1000
2000
3000
0 300 450 600 618 624
Power
Ste
am
Flo
w
Flow Control เพื่อที่จะปรับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่จา่ยออกไป จ าเป็นที่จะตอ้งควบคุมการไหลของSteamและน าโดยตลอดใน Steam cycle
32
หน้าที่หลักของการเดินเครีอ่งคือการปรับแต่ง System ต่างๆ ให้สอดคลอ้งกัน - การตรวจสอบตามระยะเวลา
- การตรวจตรา จดบันทึกค่าต่างๆ - การเตรียมพรอ้มรบัเหตุฉกุเฉิน
35
เหตุฉุกเฉินGolden Rule of Emergency Action 3 ขั นตอนปฏิบัติ
1.ต้องทราบว่าอะไรก้าลังเกิดขึ น2.ต้องท้าให้โรงไฟฟา้อยู่ในสภาพที่ปลอดภัย3.ต้องติดตามผลและปฏิบัติการจ้าเป็นต่างๆเพื่อ
ท้าให้โรงไฟฟา้กลับสูส่ภาพปกติ
Specific Emergency Action-Loss of Flame in the Boiler
กรณีเหตุฉุกเฉินเกิดขึ นที่ Boiler
1.Flame Scanner ท้าหน้าที่ตรวจจับเปลวไฟ
2.เมื่อเปลวไฟหายไป จะส่งสัญญาณ Alarm ที่ Control Room
3.Steam Pressure จะลดลง
4.ต้องวิเคราะห์ว่าอะไรก้าลังเกิดขึ น
5.ปฏิบัติการให้โรงไฟฟ้าปลอดภัย หยุด Fuel Flow และก้าจัด
Unburned Fuel ด้วยการ Purging Boiler
6.น้าโรงไฟฟ้ากลับสู่สภาพปกติ และติดตามผล
36
บทที่ 2 Boiler
Water Flow Path
การหมุนเวียนใน Boiler เพื่อ
1.เตรียม Feed Water ให้เพียงพอใน
การกลายเป็นไอ
2.น้ าจะพาความร้อนของ Boiler
Furnace ออกไปจาก Water Walls
37
Natural Circulation
น้ าเย็นมีน้ าหนกัมากกว่าน้ าร้อนและ Steam
ที่ปรมิาตรเดียวกัน
น้ าและ Steam ใน Water Wall จะร้อนกว่า
น้ าใน Downcomer เพราะได้รบัความร้อน
จาก Burning Fuel
การไหลเวียน(Circulation)
38
การไหลเวียน(Circulation)
3 Factors of Natural Circulation
1.ความร้อนที่สร้างขึ้นใน Furnace
2.ความสูงของ Boiler
3.Boiler Pressure
40
Controlled Circulation Boiler เพิ่ม Boiler Water Circulating Pump เดินเครื่องด้วย Temp & Press. สูงกว่า
Controlled Circulation Boiler
Steam Drum
Primary separator Secondary separator
Downcomer
Saturate steam
Feed water inlet
Dryer
Drain
รับ Feed Water
รวบรวมไอน ้าที่ผลิตขึ น
41
Superheaters & Reheaters
Concept of Water & Steam
Boiling = Process Water Steam
Press. สูง Boiling Temp สูง
Saturation Temp.= อุณหภูมิจุดที่น ้าเดือด
Sat. Water + Heat Sat. Steam
Superheat = อุณหภูมิเหนือ Sat. Steam
43
Superheater, Reheater
Steam ที่ออกจาก Steam Drum จะเข้าสู่ Superheater Tube เพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้เป็น Superheat Steam แล้วน าไปให้พลังงานที่ Turbine
อุณหภูมิของ Superheat Steam ยิ่งสูง จะท างานได้มากขึ้น ท าให้ประสิทธิภาพการผลิตสูงขึ้นด้วย
45
Once-Through BoilerWater Critical Point 375 C, 220 Bar Latent Heat = 0 kJ/kg
น ้าและ Steam มีคุณสมบัติทางฟิสกิส์เหมือนกัน
การเดินเครื่องเหนือ Critical Condition นั น น ้าจะเปล่ียนสถานะกลายเป็น
Steam ได้เลย โดยไม่ต้องใช้ Latent Heat
ความร้อนจาก Boiler จะเพิ่มอุณหภูมขิอง Steam
Once-Through Boiler ส่วนใหญ่เดินเครื่องที่ Supercritical Condition น ้าจะ
ผ่านตลอด Boiler เพยีงครั งเดียวด้วย Boiler Feed Pump
ไม่จ้าเป็นต้องมี Drum ไม่มี Recirculation Flow Path
ไม่มี Natural Flow
มีประสิทธิภาพสูง
ใช้ Press สูง ค่าก่อสร้างเพิ่มขึ น49
50
Operation of Once–Through Boiler
Feed Water 3500 psi จ่ายเข้า Header ใต้ Furnace ผ่าน Water Wall รับความร้อนถึงจุด Critical น ้าจะเปลี่ยนเป็น Steam ที่ Transition Zone Tube Section แล้ว Steam จะถูกส่งต่อไปยัง Superheaters
Operator Responsibilities
รักษา Steam Pressure
Factors ที่ส่งผลต่อ Steam Pressure
• Drum-Type : - Firing Rate
• Once-Through : Boiler Feed Pump Flow
51
Combustion
• ประสิทธิภาพของการเผาไหม้ขึ้นกับ
1. Turbulence: Fuel – Air Mixtures
2. Time : for Completed Combustion
องค์ประกอบเพื่อให้เกิดการเผาไหม้สมบูรณ์
1.Oxygen (Air)
2.Fuel
3.Heat
4.Chemical Reaction
52
Fuel
Operator Responsibilities ควบคุม Fuel/Air Ratio ให้ถูกต้อง
Ratio ถูกก้าหนดโดย ปริมาณ Oxygen ที่ออกปล่อง
Excess Oxygen เกิดจากการใช้อากาศมากกว่าความจ้าเป็นเพื่อให้เกิด
การเผาไหม้ที่สมบูรณ์
ต้องรักษาปริมาณ Excess Oxygen ให้อยู่ใน Specific Range
Excess Air
Excess O2
56
Air and Gas Flow Paths Using Flue Gas to Increase Boiler Efficiency
• Air Heater
Regenerative
Tubular
57
• Economizer
58
Pollution Control• By Products : SO2, Nox,
CO2, Fly Ash
• Control : Dew Point Temp, FGD., Precipitator
60
Blowdowns คือ Drain สิ่งสกปรกจาก Drum
Vents อยู่ส่วนบนสุดของ Component
Drains อยู่ส่วนล่างสุดของ Component
Soot Blowers ก้าจัดเขม่าที่ติดอยู่ตาม Boiler Tube
- Retractable / Fixed
61
ควบคุมระดับน้ าใน Drum และ Flow ใน Boiler ทั้งใน Automatic Mode และ Manual Mode ให้ถูกต้องและเหมาะสม
ควบคุม Firing Rate ให้เหมาะสมกับ Load ขณะนั้น
ตรวจตราอุปกรณ์ต่างๆ และบันทึกข้อมูล สังเกต Alarm ต่างๆ
พร้อมแก้ไขสถานการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นอย่างเหมาะสม
Boiler Operation
Steam Flow Path
Diaphrams [Stationary Blade]คือ ชุดของใบพัดที่อยู่กับที่ ท าหน้าที่เปลี่ยนทิศทางการไหลของ Steam ที่มาจาก Rotating Blades ชุดก่อนหน้าเพื่อไปยังชุดถัดไป
Turbine Parts
Control valves หรือ Governor valves ท าหน้าที่ ก าหนดปริมาณSteam ที่จะ Flowไปยัง TB.
Wheels[ Rotor Blade] คือ ส่วนที่หมุน(moving parts) ใบ Blades ของมันจะหมุนขณะที่ Steam ไหลผ่าน ซึ่งก็คือการหมุน Turbine Shaft
Seals Strip จะติดตั้งที่จุดซึ่ง Turbine Shaft สอดผ่าน Diaphrams เพื่อช่วยลด Steam ที่รั่วผ่านไปยัง Rotating Blades แต่ละแถวได้
Stop valves หรือ Throttle valves ท าหน้าที่ ปิดกั้น Steam ให้กับ TB.
64
Turbine Rotor ถูกรองรับแต่ละปลายด้วย Bearing
Turbine Rotation Impulse Turbine ใช้แรงปะทะของ High pressure steam ในการท า
ให้ moving blades หมุน
HP section IP section LP section
(ขนาดเล็ก ขนาดใหญ่)
Reaction Turbine ใช้แรงผลักจากการขยายตัวของ Steam ในการท าให้ moving blades หมุน
ใช้ร่วมกันทั้ง 2 แบบ เพื่อให้การใช้พลังงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
68
71
1
2
3
4
SPILLOVER TO LP HTR 1A
SPILLOVER TO COND 1A
AUX STM
COLD RH
MAIN STM
SEAL STMDESUPHTRS
GLAND COND
MISCELLANEOUS
BFPT 1A&1B
LP 1B LP 1A IP HP
VENT
8
10
11
19
18
58
66VAC BKR
CONDS DISCH
6
TURBINE SEAL STEAM-TGC
72
TUBINE LUBE OIL -TGD
EOP TOP AOPEJECTOR
#
1
#
2
TB L/O COOLER
TB JACKING LOP
MOP
MAIN TB TD BFP
BRG OIL
HP OIL
SEAL OIL BACK UP (BRG OIL)
SEAL OIL BACK UP (MOP)
SEAL OIL BACK UP (AOP)
HP OIL BRG OILPressure High LowFlow Low High
LP TB
73
EHC OIL PUMP
1A
1B
EHC ACCOM 1
EHC RSVR
FLT
EHC POLISHING P 2
EHC CONTROL SYS
THROTTLE VAVLES (2)
GOVERNING VAVLES (4)
REHEAT STOP VAVLES (2)
INTERCEPT VAVLES (4)
1A
1B
CCCW
CCCW
EHC OIL-TGA
Turbine Operation Startup Operation
• Warm up Turbine เพื่อให้ความร้อนกระจายตัวอย่างสม่ าเสมอทั่ง Turbine• Monitor อุณหภูม,ิ expansion, vibration ของ TB.• Monitor Temperature & Pressure ของ Lube Oil system เปรียบเทียบกับ
Normal operating trend• เปิด drains ตามจุดต่างๆใน Turbine เพื่อ drain น้ าที่เกิดจากการกลั่นตัวของ
steam ที่มากระทบกับชิ้นส่วนที่เย็นของ TB
Normal Operation• ควบคมุความเรว็รอบของ TB ให้คงท่ีเมื่อต่อกับ power system• Routine check TB & TB system ได้แก่ อุณหภูมิ LO.ที่เข้า-ออก bearing,
TB speed, Generator Load, condenser vacuum, main steam pressure74
Shutdown Operation• Control valves เริ่มปดิอย่างช้าๆเพื่อลด Load
• Cool down Turbine
• Turning Gear ท าหน้าที่หมุน Turbine Shaft อย่างช้าๆด้วยความเรว็คงที่
75
บทที4่ Plant Operation
Load Change เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายออกใหเ้ท่ากับความต้องการ
ในระบบส่วนใหญ่จะเปลีย่นแปลง Load ตามความต้องการของศูนย์ควบคุมระบบไฟฟ้า
76
การเปล่ียนแปลง Load
• ปรับปริมาณ Steam & Feed Water Flow และ Fuel & Combustion Air Flow
• เปลีย่น Load ที่ Turbine ส่วนระบบอื่นๆจะควบคุมโดยอัตโนมัติ
• อัตราการเปลี่ยนแปลง Load ประมาณ 4-5 MW/นาที
Load Change
Flow Deviation
PressureCorrection
Fuel ControlGovernor Control Air Control
Excess Air Correction
Turbine Boiler
77
78
Bearing หน้าที่
• รับ Load
• ลดแรงเสียดทาน
• รักษาต้าแหน่งส่วนที่เคลื่อนที่
ประเภท
Sliding Surface ผิวสัมผสัสองหน้าลื่นไถล
Rolling Contact ผิวสัมผสักลิ งไปบนผิวสัมผัสอีกส่วนหนึ่ง
Lubrication Grease
Oil
Axial
Radial
Radial