يوميات مهندس فى محطة توليد كهرباء !!!!!!!!

[khayat]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بسم الله الرحمن الرحيم
وديه تانى مشاركه ليه وهذا الموضوع منقول للإفاده

إخوانى المهنسين ,

تحية طيبة و بعد ,

كنت قد تم تعيينى فى شركة القاهرة لإنتاج الهرباء و هى الشركة المسئولة فى مصر عن الإشراف على إنشاء محطات توليد الطاقة الكهريبة و تشغيلها و صيانتها المستمرة ,


و جاء تعيينى و الحمد لله فى محطة توليد شمال القاهرة العملاقة بقدرة 1500 ميجا وات MW مقسمة إلى قسمين و يطلق على القسم MODULE ( موديول ) أى مرحلة ,

كل قسم يتكون من وحدتين غازيتين ( 2 gas turbines ) و واحدة بخارية ( 1 steam turbine ) تعمل بنظام الدورة المركبة ( combined cycle ) عن طريق استغلال عادم التربينات الغازية فى تسخين المياه لتحويلها إلى بخار و هو الذى يستخدم فى إدارة عامود التربينة البخارية ,

و يتم تكوين البخار باستخدام حرارة العادم داخل غلاية boiler تعرف بالهرسج HRSG و هو اختصار ل ( Heat Recovery Steam Generator ) ,

و قد تم الانتهاء من القسم الأول و هو داخل الخدمة الآن بالكامل و يوفر للشبكة 750MW و تولت إنشاؤه الشركة العملاقة Mitsubishi و التربينات به من إنتاج شركة Hitachi,

اما الموديول الثانى فتم الانتهاء من تركيب الوحدتين الغازيتين gas turbines و هما الآن مازالا فى مرحلة الاختبارات ( واحدة فى مرحلة التشغيل الاختبارى تمهيداً لتسليمها و الثانية مازالت فى مرحلة الاختبارات و رسم منحنيات الآداء performance curves و ضبط فتح و غلق صمامات الوقود و غيرها من الأمور الضرورية قبل البدء فى مرحلة التشغيل الاختبارى ,

و قد تولى إنشاء هذا الموديول الذى لم ينتهى بعد الشركة الأمريكية الرائدة فى هذا المجال جنرال إليكتريك General Electric و سنستخدم رمز G.E اختصاراً لها فى هذا الموضوع ,

عموماً جاء تعيينى و الحمد لله فى الموديول الذى لم ينتهى بعد و هو ما يتيح لى رؤية العديد من الأمور التى لا تتاح إلا لمن حضر فترة تركيبات لمثل هذه المحطات العملاقة ,

و قد آثرت أن يستفيد إخوتى هنا فى المنتدى بهذا الأمر و بالمعلومات التى تتاح لى أثناء عملى عن تشغيل المحطة و أجزائها و خلافه ,

هذا غير فترة تركيب التربينة البخارية و التى ستكون بإذن الله الاستفادة الكبرى فى هذا الموضوع ,

أدعو الله أن يوفقنى فيه و أن تستفيدوا منه ,
و نبدأ بسم الله الرحمن الرحيم

[khayat]

كانت أو ل مرة أجلس أمام شاشة الكونترول الخاصة بالتحكم فى تشغيل الوحدات ( نعرف من المشاركة الأولى أننى فى الموديول الثانى و أن ما تم إنشاؤه فيه هو التربينتين الغازيتين فقط ام االبخارية فمازالت لم تركب بعد ) و لاحظت رسم تخطيطى للدورة ( Brayton cycle gas turbine ) مدون عليه مجموعة من القيم و الأرقام التى توضح حالة الوحدة أثناء التشغيل و قمت بتدوين الآتى :


max. vibration : from 5 to 7 mm/sec

exhaust temperature: 611 c (nearly )

base load : from 230 to 265 MW .

shaft speed : 3000 rpm .


أما باقى القيم فكانت تتعلق بدرجة حرارة الجو و آداء المضخات pumps و الكباسات compressors و خلافه ,

نلاحظ أن قيمة القدرة الخارجة من الوحدة غير ثابتة مع أن قيمتها الإسمية هى 250MW إلا أن القيمة الفعلية تتراوح ما بين 230 و 265MW فلماذا يحدث هذا التراوح فى القيم ؟؟!!!!!!!!!!!

بالطبع يتجه تفكيرنا مباشرة إلى درجة حرارة الهواء الجوى و لأن هذا الهواء هو المائع الأساسى المستخدم فى أى دورة غازية , حيث يتم سحبه من الجو و تنقيته باستخدام مجموعة فلاتر بها حوالى 1600 فلتر قبل ان يتم رفع ضغطه بواسطة ال main compressor و هو الموجود مع التريبنة على نفس العامود و يأخذ طاقته منها ثم يدخل غرف الحريق combustion chambers ليتم إضافة الوقود له و حرقه ليرتفع الضغط للغاية ثم يتوجه لإدارة ريش التربينة ليدور عامود التربينة و معه عامود المولد generator لتتولد الطاقة الكهربية ,

إذاً فخصائص هذا الهواء أحد العوامل ا|لأساسية المؤثرة على قدرة الوحدة ,

و كلما ارتفعت درجة حرارة الهواء الجوى كلما قلت القدرة القصوى المأخوذة من الوحدة ,

و العكس صحيح , أى أنه كلما قلت درجة حرارة الهواء الجوى كلما زادت القدرة القصوى المأخوذة من الوحدة ,

و سبحان الله , فى هذا اليوم كانوا يريدون الدخول بالوحدة و رفعها حتى ال base load و هو مصطلح يطلق على القدرة القصوى للوحدة .

و بدأت الخطوات أمامى و هى فى منتى البساطة باستخدام ال software الخاص بالتحكم فى الوحدة و لكن يجب التعرف على مفهوم قبل البدء فى شرح كيفية الدخول بالوحدة باستخدام ال software الموجود على شاشات ال control room ( غرفة التحكم ) ,

Turnning Gear

ال turning gear هو وسيلة عبارة عن صندوق تروس متصل بموتور كهربى يقوم على إدارة عامود التربينة بسرعة 6rpm فى حالة توقف الوحدة و ذلك حتى يقلل من مقاومة عزم عامود التربينة عند بداية التشغيل inertia لأن عامود التربينة ثقيل الوزن و ذو قطر كبير و هو ما يجعل إدارته من السكون أمر صعب للغاية و يستلزم الكثير من الطاقة و الوقود لذلك يظل عامود التربينة يدور عند 6 rpm فى حال توقف الوحدة حتى نتلافى هذا الأمر .


و لكن قبل إدخال الحمل المطلوب يتم عمل starting للوحدة و هو أمر آخر لابد من شرحه ,

Unit Starting

فى بداية الأمر و حتى بعد إدارة عامود التربينة بسرعة 6 rpm لتلافى ال inertia الخاصة به يظل الوصول إلى السرعة المطلوبة ( و التى تعمل بها الوحدة عند كافة الأحمال حتى يظل التردد ثابتاً 3000 rpm و 50Hz ) أمر يستلزم الكثير من الشغل و الوقود إذا تم عمله باستخدام الدورة العادية من هواء و وقود لذلك يوجد جهاز يسمى ال LCI وظيفته أن يوصل سرعة العامود إلى 3000 rpm أى ال full speed no load case حالة السرعة القصوى بدون حمل لأن التربينة عندها تصل إلى سرعتها القصوى بدون اى أحمال عليها ,

و تقوم فكرة هذا الجهاز على تغيير وظيفة المولد generator ليعمل كموتور motor و يقوم بإدارة عامود التربينة حتى يصل إلى السرعة القصوى كما ذكرنا سابقاً و عند وصول عامود التربينة إلى 3000rpm يتم إدخال هواء و وقود إلى غرف الاحتراق و تبدأ الوحدة فى الدخول شيئاً فشيئاً كمساعد لل LCI فى إدارة العامود حتى تحمل التربينة كل حمل إدارة العامود و عندها ينفصل الLCI و يعود المولد generator إلى وضعه الطبيعى ,

و لكن هل هكذا انتهت كل خطوات الإعداد لتشغيل الوحدة ,

بالطبع لا ,

يتبقى آخر و أهم خطوة لإدخال الوحدة على الشبكة و توليد الكهرباء ألا و هى التوافق أو ال syncronize حيث لابد أن تتوافر مجموعة من الخصائص حتى يمكن إدخال الوحدة و القدرة الخارجة منها على الشبكة الكهربية المصرية و الخصائص هى ,

1) same voltage أى أن يكون للمصدر نفس جهد الشبكة و هو هنا فى مصر 220kV و يستخدم محول لرفع الجهد يسمى الmain transformer فى رفع جهد القدرة الخارجة من المولد generator و جهدها حوالى 60kV إلى جهد الشبكة و هو 220kV و هو الذى يتم تخفيضه بعد ذلك أكثر من مرة حتى يصل إلى صورته النهائية الواصلة إلى المنازل بجهد 220V أى يتم تصغير الجهد بنسبة 1000 : 1 حتى يمكن استخدامه فى المنازل ,

2) same frequency و أظن أن هذه لا تحتاج إلى شرح حيث يجب أن يكون تردد الوحدة هو نفسه تردد الشبكة و تردد الشبكة فى مصر هو 50Hz

3) same sequence كلنا نعلم أن التيار المتردد A.C هو تيار على شكل موجات , و معنى كلمة same sequnce هو باختصار أن تتطابق موجات التيار الصادر من المولد generator مع موجات التيار الموجود فى الشبكة .

و بهذا نكون قد انتهينا من إعداد الوحدة للدخول على الشبكة ,

و بعد ذلك نبدأ بإعطاء الوحدة الحمل المراد ,

و لكن هذه حلقة أخرى ,

و بإذن الله مازال فى الحديث بقية طالما فى العمر بقية .

[khayat]

ارجو الرد علشان اعرف الموضوع مفيد والا لا
وشكرا

[sayed saad]

ارجو الرد علشان اعرف الموضوع مفيد والا لا
وشكرا

الأخ الفاضل
الموضوع اكثر من رائع و ممتاز
و فى انتظار احداث الأيام التالية (طبقا لعنوان الموضوع)
كما اشكرك على طريقة سردك للشرح و هذة المعلومات كثير من الأخوة
يريد المزيد منها
و نحن فى انتظار باقى المشاركات
تقبل تحياتى

[abdullah25]

زي ماقال المهندس سيد
(( بانتظار أحداث الأيام القادمة ))

[ابواواب]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بارك الله فيك يااخي على هذا الموضوع ولكن لي بعض الاضافات البسيطة :
1.بالنسبة لعملية تدوير الشفت او المحور بواسطة الturning gearهي ليس فقط للتخلص من عزم البدء ولكن لكي لا يحدث اي تقوس بالمحور لكون وزنه ثقيل اثناء توقف الوحدة عن العمل لاي سبب .
2.بعد مرحلة التدوير بواسطة الturning gearتدخل منظومة تسمى ال SFCوتعني STARTING FREQUNCY CONTROLERاي السيطرة على السرعة بواسطة تغيير التردد .كما ان من خصائص المكائن المتزامنة بالامكان ان تشتغل كمولد وتشتغل كمحرك ففي هذة الحالة يستخدم المولد كمحرك كهربائي لتدوير التوربين الغازي ويغذى الجزء الساكن له ال stator بالكهرباء ويعمل كمحرك ويخرج ال turning gear من العمل لحظة دخول منظومة ال SFC وعند وصول سرعة الدوران بحدود 410rpm تبدا عملية ال ignition داخل غرف الاحتراق ولما تصل السرعة بحدود 2100rpm تبدا الغازات المحترقة بالدخول الى حجرة التوربين وتخرج منظومة ال SFCمن العمل وتنقطع القدرة الكهربائية المجهزة للجزء الساكن للمولد.وتستمر كمية الغازات بالازدياد وترفع السرعة حتى تصل الى السرعة المقررة .عندها تبدأ تغذية ملفات المجال للمولد لكي تبدأ عملية توليد الكهرباء وبعدها عملية التزامن مع الشبكة الكهربائية وربط المولد الى الشبكة وبعد ذلك تبدأ زيادة القدرة المنتجة بزيادة العزم الذي ينتج من زيادة كمية الغازات المحترقة .

مع تحيات ابوأواب

[hossam rashad]

ارجو الرد علشان اعرف الموضوع مفيد والا لا
وشكرا

أخى الكريم م / khayat
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أولا" نهنئك على العمل بهذه المحطه العملاقه والتى هى مدرسه لجميع المهندسين يتعلمون يوميا" الجديد والجديد
ثانيا" نحن بأنتظار يومياتك المفيده( أن شاء الله وحتى اليوم الألف) وأسلوبك الشيق ونتمنى لك التوفيق
وجزاكم الله خيرا"

[khayat]

طبعا انا بشكر الاساتذه الكبار على الردود الجميله والمشجعه
بس انا عايز اوضح نقطه وهيه مش انا اللى اتعينت فى شركة الكهرباء
اللى اتعين هوه مهندس اتعرفت عليه عن طريق الانترنت واتفقنا انه يكتب كل اللى شافه واتعلمه
ويارب فعلا يكون الموضوع مفيد ليا وليكم

وجزاكم الله كل خير

[khayat]

بسم الله نستكمل كلامنا كما بدأناه بسم الله ,

بسم الله الرحمن الرحيم

إخوانى سأحاول بقدر الإمكان محاولة تصوير شاشات التحكم ليكون الشرح أوضح ,

أقول سأحاول بقدر الإمكان و لكن يجب أن تعلموا أن هذا صعب للغاية , سأحاول بإذن الله و لكننى لا أستطيع أن أعدكم وعد مؤكد بأن هذه الصور ستكون موجودة ,

تعالوا معاً نرى كيف يتم إدخال الوحدة بواسطة ال system الموجود فى غرفة التحكم control room .

يوجد شىء مثل شريط الأدوات الموجود فى أى برنامج ظاهر دائما ًفى أقصى يمين الشاشة و هو الذى يتم عن طريقه التنقل بين الشاشات التى توضح معدلات و دلالات التشغيل المختلفة من درجات حرارة و قدرة الوحدة MW و خلافه ,

نضغط فى شريط الأدوات على start up و منها نختار عمل start up للوحدة فيتم رفع سرعتها بواسطة ال L.C.I كما ذكرنا من قبل حتى تصل إلى سرعتها القصوىبدون وجود أى أحمال عليها full speed no load و هى 3000rpm كما نعلم من قبل ,

عندما تصل الوحدة إلى هذه السرعة يبدأ نظام التشغيل أوتوماتيكياً فى بدأ إدخال الوقود و الهواء المضغوط إلى غرف الاحتراق و بالتالى تبدأ التربينة مرحلة إدارة عامود التربينة شيئاً فشيئاً حتى ينتهى دور ال LCI بأن تصبح التربينة هى التى تتولى إدارة العامود بالسرعة المطلوبة ,

تذكروا انه حتى هذه اللحظة لا يوجد أى أحمال على التربينة ,

بعد أن نصل إلى هذه الحالة ينفصل ال LCI ليعود المولد generator إلى حالته الأولى و تكون الوحدة فى هذه اللحظة جاهزة لأى أحمال ,

كيف نعطى الوحدة الحمل المطلوب و حتى الوصول لأقصى حمل rising load until reaching its base load


نقوم من start up بالضغط على زر preselected لتعريف النظام أننا سنقوم بتحديد قيمة مسبقة للحمل و ليس رفعه أوتوماتيكياً حتى ال base load ,

نكتب بعد ذلك بكتابة الحمل المطلوب و إذا كنا نريد الوصول لل base load فإننا نرفع حمل الوحدة درجة بدرجة بمقدار 50MW كل درجة أى نعطى الوحدة أولاً 50MW و ذلك بالضغط على زر setpoint لتظهر لنا window بها مكان لكتابة قيمة ال load المطلوب فنكتب 50MW و نضغط على ok ليقوم النظام أوتوماتيكياً برفع القدرة الناتجة من الوحدة حتى تصل للقدرة المطلوبة ,

بالطبع أثناء قيام الوحدة برفع ال load يوجد مجموعة من الخصائص و الأرقام charactaristics يجب مراقبتها أثناء التشغيل و لكن أهمها على الإطلاق هى ال vibration , temperatures &motors

و تتنوع درجات الحرارة ما بين درجات حرارة كراسى التحميل bearings و التى تحمل العامود من أول الaxial flow compressor مروراً بال تربينة و ال generator .

و درجات حرارة العادم الخارج من الوحدة و غيرها ,

أما ال motors فهى تشمل جميع المواتير الكهربية و التى تقوم بإدارة كل ال pumps و ال compressors و ال fans الموجودة بالمحطة و تتنوع ما بين محركات أساسية ac motors و محركات للطوارىء dc motors .

و يوجد لكل خاصية من تلك الخصائص window منفصلة لمراقبتها و يقوم مهندس التشغيل بالتنقل ما بين ال windows لمتابعة كل هذه ال charactaristics ,

كما يوجد فى كل window خاصة بمراقبة خاصية معينة منها علامات تشير إلى القيم التى يصبح عندها التشغيل يمثل خطورة على الوحدة و تتدرج ما بين الإنذار بأن الوضع يقترب من الخطورة و مروراً بعلامة تنصح بعمل إيقاف بشكل طبيعى للوحدة normal shut down و حتى الوصول إلى أن يقوم ال system تلقائياً بإيقاف الوحدة بشكل فجائى و هو ما يطلق عليه اسم trip .


بعد وصول الوحدة إلى الحمل المطلوب و هو 50MW نغير ال setpoint بنفس الطريقة ليصبح الحمل 100MW و بعدها 150MW ثم 200MW ,

و بعد الوصول إلى 200MW نقوم بالضغط على زر مكتوب عليه base load ليقوم ال system برفع حمل الوحدة ليصل بها إلى أقصى قدرة مكن أن تنتتجها الوحدة فى ظل ظروف التشغيل المؤثرة على ال load الخارج من الوحدة و التى ذكرنا منها فى بداية الموضوع درجة حرارة الهواء الجوى .

كيف ندخل الوحدة على الشبكة ؟؟!!!!!!!!!

يتم إدخال الوحدة على الشبكة قبل إعطائها أى حمل و يتم ذلك باختيار syncronization من شريط الأدوات الموجود فى أقصى اليمين فتظهر لنا شاشة يظهر فيها مدى توافق الوحدة مع الشبكة ,

نضغط بعد ذلك زر syncronize فيقوم ال system بضبط ال voltage و ال freqyuncy و ال phase sequence و هى الخصائص التى تحدثنا عنها من قبل و يظل أحد المؤشرت يدور حتى يثبت عند وضع معين معلناً توافق الوحدة مع الشبكة .

يحضرنا هنا سؤال مهم ,

ما الذى يمكن أن يحدث إذا أزيل الحمل من على الوحدة بشكل مفاجىء ,

هل تخرج بشكل مفاجىء trip أم تظل تعمل , ما الذى سيحدث فى هذه الحالة ؟؟!!!!!!!!!

و لكن هذه حلقة أخرى ,

و بإذن الله للحديث بقية مادام للعمر بقية .

[م/محمود حسين]

بسم الله الرحمن الرحيمالسلام عليكم ورحمة الله وبركاتههذا الموضوع رائع و جزاك الله خيرا و أسئل أن يجعلك مهندس تشغيل ناجح