پنجشنبه 06 اردیبهشت 1403

معرفی

تولید برق به عنوان صنعت زيربنايي در فرآيند توسعه اقتصادي کشور و ايجاد زيرساخت‏هاي توسعه نقشي ارزنده و اساسي دارد و بسترهاي لازم را براي پويايي و رشد کشور در زمينه‏هاي گوناگون اقتصادي، صنعتي، فرهنگي و اجتماعي فراهم مي‏سازد. از اين رو، حرکت مستمر کشور در مسير توسعه اقتصادي و ارتقاء سطح رفاه اجتماعي، تلاش مداومي را در بهینه‏سازی ظرفيت‏هاي تولید برق طلب مي‏کند. از بین روش‏های مختلف تولید برق، نیروگاه‏های حرارتی در تامین برق کشور ما نقش بسزایی دارند. این نوع نیروگاه‏ها از اجزای متفاوتی تشکیل شده­اند که قطعات داغ آنها به دلیل قرارگیری در شرایط دشوار کاری در معرض انواع آسیب قرار دارند. در واقع اين قطعات به دليل شرايط پيچيده، همواره در معرض تخريب‌هاي ناگهاني قرار دارند. تخريب­هاي زود هنگام در شرايط پيش­بيني نشده مي‌تواند از جنبه‌هاي مختلف ضررهاي هنگفتي متوجه نيروگاه‏ها كند.

بخش عمده هزینه ساخت و نگهداری نیروگاه‏های حرارتی شامل تامین و نگهداری اجزای داغ این نیروگاه‏ها می‏شود و غالبا عمر نیروگاه‏های حرارتی توسط عمر قطعات داغ آنها تعیین می‏گردد. از اینرو، امروزه مبحث عمر باقيمانده تجهيزات نيروگاهي به عنوان يك محور مهم در برنامه‌ريزي كلان كشورهاي صنعتي به دليل جنبه‌هاي اقتصادي و حتي سياسي آن مطرح بوده و محققين و دانشمندان بسياري در كشورهاي مختلف جهان مشغول فعاليت در اين زمينه مي‌باشند. در کشور ما، اين مسئله وقتي بيشتر اهميت مي‌يابد كه دريابيم روز به روز بر تعداد نيروگاه‏هايي كه مدت زمان زيادي مورد استفاده قرار گرفته‌اند و حتي بعضي عمر طراحي خود را نيز سپري كرده‌اند، اضافه مي‌شود. حساسيت و پيچيدگي اين مسئله به قدري است كه از آن نه تنها به عنوان يك موضوع آكادميك و يا يك فعاليت صرفاً تحقيقاتي بلكه به عنوان تكنولوژي برآورد عمر باقيمانده نام برده مي‌شود. لذا، طرح حاضر تحت عنوان "سند راهبردی و نقشه راه توسعه فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده قطعات داغ نیروگاهی" با بهره­گیری از نظرات خبرگان این حوزه در پژوهشگاه نیرو تهیه شده است.

سند راهبردي حاضر، مجموعه­اي از چشم‌انداز، اهداف، راهبردها، اقدامات و برنامه­هاي ساختار يافته‌اي است كه به دنبال توسعه فناوري بوده و به همراه تعيين ملزومات و نيازمندي‌هاي فني و تكنيكي و سخت‌افزاري و نرم‌افزاري جهت بكارگيري فناوری ارزیابی وضعیت و تخمین عمر قطعات داغ در نیروگاه‏ها، آينده مطلوب از توسعه فناوري و مسير رسيدن به آن را در كشور مشخص مي‌كند.

با اتکا به خداوند متعال، صنعت برق ایران، با تأکید بر خوداتكایی علمی و با بهره‌گیری از دانش  پیشرفته و مبتنی بر نیروی انسانی بومی و کارآمد، مشاركت در تأمین برق پایا، كاهش هزینه‌­های تولید برق و استفاده بهینه از نیروگاه‏های حرارتی را از طریق کسب توانمندی در بهره‏گیری از مناسب‏ترین و به‏‌روزترین روش‏های تخمین عمر قطعات داغ نیروگاه‌‏های حرارتی دنبال می‏کند.

اهداف كمی

·        كاهش 15 درصدی هزینه تامین، تعمیر و جایگزینی قطعات داغ در نیروگاه‏های حرارتی

·        كاهش 5 تا 10 درصدی زمان انجام تعمیرات قطعات داغ در نیروگاه‏های حرارتی

·        كاهش 10 تا 20 درصدی عدم آمادگی ناشی از خرابی قطعات داغ در نیروگاه‏های حرارتی

اهداف كیفی

·        كاهش خروج‏های اضطراری و حوادث ناشی از خرابی قطعات داغ در نیروگاه‏های حرارتی

·        افزایش دقت و ایمنی بازرسی‏های مورد نیاز برای ارزیابی وضعیت قطعات داغ در نیروگاه‏های حرارتی

·        ارزش‏گذاری قطعات داغ نیروگاهی و مشاركت در ارزش‏گذاری نیروگاه‏های حرارتی

·        افزایش قابلیت پیش‏بینی و پایش وضعیت اجزای كلیدی و با اهمیت نیروگاه‏ها

پروژه‌های اجرایی

 

اقدام1: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده پره‏های متحرک توربین گاز با روش‏های مخرب و غیرمخرب

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ IN738

2

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ IN792

3

تدوین دانش فنی تخمین عمر خستگی پره­های متحرک ردیفهای اول تا چهارم توربین گاز V94.2 (با تاکید طراحی تستهای خستگی)

4

ارائه روشهای جدید ارزیابی عمر خزشی پره­های متحرک توربین گاز V94.2

5

تعیین میزان برگشت­پذیری رسوبات ایجاد شده در حین سرویس با فرآیند عملیات حرارتی سوپرآلیاژ IN738

6

تعیین ارتباط کمی بین تغییرات خواص مکانیکی و عمر باقیمانده پره­های متحرک توربین گاز V94.2

7

بررسی تاثیر فرآیند عملیات حرارتی بر ساختارهای تغییر یافته آلیاژ IN792 و نقش آن در عمر قطعه

8

بررسی نرخ رشد آسیب مکانیزم خزشی آلیاژهای IN738 و IN792 در بازه­های زمانی متفاوت بهره­برداری بعد از عملیات حرارتی (بازسازی)

9

بررسی ارتباط بین نرخ خوردگی و عمر باقیمانده پره و بررسی برهم کنش خزش- خستگی و خوردگی در پره‏های توربین گاز

10

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژGTD111

11

تعیین آنالیز دمایی و تنشی پره­های متحرک ردیف­های اول تا سوم توربین گاز GE-F9

12

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­های متحرک ردیفهای اول تا سوم توربین گاز GE-F9 به روشهای مخرب

 

اقدام2: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده پره‏های ثابت توربین گاز با روش‏های مخرب و غیرمخرب

1

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ IN939

2

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­های ثابت توربین گازV94.2به روشهای مخرب

۳

بررسی تاثیر عملیات بازسازی بر عمر نازل‏های توربین

4

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ FSX414

5

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ UD500

6

تهیه آلبوم ریزساختاری و تعیین ارتباط کیفی و کمی بین پارامترها و نمادهای ریزساختاری با کسر عمر سپری شده سوپرآلیاژ GTD222

7

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­های ثابت توربین گاز GE-F9 به روش مخرب

 

اقدام 3: تحقیق و توسعه دانش کاربردی مرتبط با ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده پره‏های ثابت و متحرک توربین گاز

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

بررسی تغییرات ابعادی قطعه و ارتباط آن با عمر خزشی پره­های توربین F5 و واحدهای مشابه

۲

تعیین ارتباط بین مقادیر سختی و کسر عمر سپری شده و تهیه نرم­افزار مربوطه برای تخمین عمر پره­های توربین F5 و واحدهای مشابه

۳

بررسی کمی تشکیل کاربیدهای مرزدانه­ای و درون‏دانه­ای و ارتباط آنها با عمر سپری شده

 

اقدام 4: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده پره‏های ثابت و متحرک توربین گاز با روش‏های محاسباتی

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تدوین دانش فنی تخمین عمر خزشی پره­های متحرک توربین گاز و استخراج مدل‏های تجربی

2

توسعه نرم­افزار آنالیز شکست پره­های ثابت توربین گاز

۳

تهیه مدل تجربی تخمین عمر خستگی پره­های متحرک توربین گاز

4

تحلیل محاسباتی و تجربی توزیع دما و تنش در پره­های ثابت و متحرک توربین گاز V94.2

 

اقدام 5: توسعه روش‏های On Line Monitoring در نیروگاه‏های بخاری

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

شناسایی انواع سنسورهای مورد نیاز برای ارزیابی اجزای بویلر ، امکان سنجی ساخت سنسورها و بررسی روند تحلیل داده­های خام و ارزیابی آنها

2

شناسایی انواع سنسورهای مورد نیاز برای ارزیابی اجزای توربین، امکان سنجی ساخت سنسورها و بررسی روند تحلیل داده­های خام و ارزیابی آنها

3

تدوین دانش فنی پایش به هنگام وضعیت و عمر باقیمانده لوله‏های سوپرهیتر و ری‏هیتر و تهیه نرم‏افزار مربوطه

۴

تدوین دانش فنی پایش به هنگام وضعیت و عمر باقیمانده هدرهای بخار و لوله‏های اصلی بخار و تهیه نرم‏افزار مربوطه

۵

تدوین دانش فنی پایش وضعیت و تعیین عمر باقیمانده روتورهای توربین بخار و تهیه نرم‏افزار مربوطه

۶

تهیه نرم­افزار پایش به هنگام وضعیت و تعیین عمر باقیمانده پوسته توربین بخار

 

اقدام 6: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده روتور توربین گاز و بخار با روش‏های غیرمخرب و محاسباتی

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تدوین دانش فنی ارزیابی عمر خستگی اجزای روتورهای توربین گاز و بخار توسط روشهای محاسباتی

2

تدوین دانش فنی ارزیابی عمر خزشی اجزای روتورهای توربین گاز و بخار توسط روشهای محاسباتی

3

تدوین دانش فنی تحلیل ریزساختار و تغییرات سختی اجزای روتورهای توربین گاز و بخار و ارتباط آنها با کسر عمر سپری شده

4

تهیه نرم­افزارهایoff line و on line جهت ارزیابی عمر اجزای روتورهای واحدهای گازی و بخاری

 

اقدام 7: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده محفظه احتراق توربین گاز با روش‏های غیرمخرب و محاسباتی

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تحلیل ریزساختاری سوپرآلیاژ IN617 و بررسی نمادهای ریزساختاری و ارتباط با عمر باقیمانده همراه بررسی تغییرات سختی

2

تدوین دانش فنی ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده اجزای محفظه احتراق توربین گاز V94.2 بر اساس روشهای محاسباتی و غیرمخرب

 

اقدام 8: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده محفظه بخار و ولوها

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تحلیل ریزساختاری آلیاژهای بکار رفته در محفظه بخار و ولوهای واحدهای بخار به همراه ارزیابی روند تغییرات سختی آنها

2

تدوین دانش فنی ارزیابی عمر خستگی ولوهای بکار رفته در نیروگاههای بخاری

 

اقدام 9: تدوین روش‏های نوین بازرسی قطعات داغ نیروگاهی و ثبت تاریخچه بهره‏برداری

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تدوین روشهای نوین بازرسی و عیب­یابی اجزای بویلر

2

تدوین روشهای نوین بازرسی و عیب­یابی اجزای توربین بخار

3

تدوین روشهای نوین بازرسی و عیب­یابی اجزای توربین گاز

4

تهیه نرم­افزار ثبت سوابق بهره­برداری، ارزیابی و بازسازی قطعات دما بالای نیروگاه‏های گازی

5

تهیه نرم­افزار ثبت سوابق بهره­برداری، ارزیابی و تعمیرات قطعات دما بالای نیروگاه‏های بخاری

 

اقدام 10: تسلط بر بکارگیری فناوری ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده پره‏های توربین بخار

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­های توربین بخار بر مبنای روشهای محاسباتی با تاکید بر روابط تجربی حاکم بر خزش، خستگی و...

2

تدوین دانش فنی تحلیل ریزساختارهای بینیتی و مارتنزیتی ایجاد شده در پره­های توربین بخار به همراه تحلیل تغییرات ریزساختاری و ارتباط هر یک با کسر عمر سپری شده

3

تهیه نرم­افزار تخمین عمر پره­های توربین بخار

4

بکارگیری تجهیزات نوین غیرمخرب جهت ارزیابی قطعات داغ نیروگاه‏های بخاری

 

اقدام 11: تسلط بر بکارگیری فناوری‏های تکمیلی مورد نیاز جهت ارزیابی وضعیت و عمر باقیمانده سایر قطعات داغ نیروگاه‏های حرارتی

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

شناسایی فناوریهای نوین تخمین عمر مخرب و غیرمخرب لوله­های واتروال و اکونومایزر

۲

شناسایی فناوریهای نوین تخمین عمر لوله­های سوپرهیتر و ری­هیتر با روش‏های غیرمخرب و محاسباتی

۳

بررسی تاثیر زوال پوشش‏ها بر عمر پره­ها

۴

تدوین دانش فنی تعیین عمر پوشش­های بکار رفته در پره­های توربین گاز

۵

بررسی تاثیر نوع پوشش‏ها بر عمر پره­ها

۶

مانیتورینگ پره­های توربین گاز

۷

بکارگیری تجهیزات نوین غیرمخرب جهت ارزیابی قطعات داغ نیروگاههای گازی

8

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­هایی با کریستالهای جهت­دار

9

تدوین دانش فنی تخمین عمر پره­های تک کریستال

 

اقدام 12: دستیابی به فناوری‏های مورد نیاز از طریق انتقال فناوری

رديف

عنوان پروژه‌ها

1

ارزیابی وضعیت روتور کمپرسور به روش مخرب و محاسباتی با استفاده از روش مناسب همکاری‏های خارجی

2

ارزیابی وضعیت روتور توربین بخار به روش غیرمخرب و محاسباتی با استفاده از روش مناسب همکاری‏های خارجی

3

ارزیابی وضعیت پمپ‏ها به روش غیرمخرب با استفاده از روش مناسب همکاری‏های خارجی

اطلاعات تماس مجری طرح: معصومه رعيت‌پور

داخلی : 4252
آدرس پست الکترونیکی : mrayatpour@nri.ac.ir