سأسرد أحداث حصلت لي شخصيًا، ببخار الماء يمكن انتاج الكهرباء للأسف أيضًا بالماء يمكن عرقلة وحتى تدمير خط انتاج الكهرباء، خطورة التفعيل الخاطئ لنظام مكافحة الحرائق في التوربينات البخارية، بالإضافة إلى عدم اتباع تعليمات التركيب الموصى بها من قبل الشركة المصنعة. (سلسلة تغريدات)
أعتقد أن السلسلة ستكون طويلة، سأحاول أن اختصرها بقدر الإمكان. أيضًا ستحتوي على الكثير من المصطلحات المتعلقة بالكهرباء أو الهندسة بشكل عام فيزياء، ميكانيكا ..الخ ، إذا في شيء ليس واضح عطني خبر و سأحاول توضيحه.
قبل أن نبدأ في تسلسل الأحداث، سأشرح بعض الأشياء بشكل موجز. التوربينة البخارية Steam Turbine هي جهاز ميكانيكي تعطيه طاقة حرارية يحولها إلى طاقة حركية –حركة دوارة ، الطاقة الحركية الدورانية يمكن استخدامها كمحركات ميكانيكية للعديدة من التطبيقات. في مثالنا هي مستخدمة لإنتاج الكهرباء.
التوربينة التي حصلت لها الحادثة تصنف من الأحجام الكبيرة ويمكنها – بواسطة المولد الكهربائي Generator- توليد ما يصل إلى 250 MW عندما تعمل بكامل ذروتها. لذا على الأغلب سيكون الـ Rotor طويل وثقيل جدًا، بعض التوربينات قد يصل وزن ال Rotor فقط إلى مئات الأطنان.
في مثالنا أعتقد أنه يصل إلى 70 طن وهو مكون من multiple rotors coupled مع بعض، فمثلا هناك في مرحلة HP stage الـ Rotor معلق على ال journal bearings و مقترن مع IP stage Rotor والذي هو أيضًا معلق على journal bearings خاص به. (مثال مبسط)
الـ bearing باختصار هو الرمانة وهو الذي يسمح بدوران Rotor بحرية، bearing المستخدم لآلات التوربينية الكبيرة في الغالب يعتمد على زيت Lube oil يمر عبر أنابيب باستمرار وبدرجات حرارية معينة لضمان البقاء ضمن نطاق معين من اللزوجة.
نظام مكافحة الحريق في التوربينات البخارية غالبًا لا تتكفل بتركيبها شركتنا أو حتى supply it من بائع معتمد، في الغالب الـ customer للمحطة يقومون بطلبه من شركات أخرى تقوم بتركيبه،
بالنسبة للتوربينات البخارية مهمة نظام مكافحة الحرائق الرئيسية هي حمايتها من الحرائق التي قد تحصل بسبب اشتعال الزيت سواء Lube oil or Hydraulic oil .
آلية عمل وحدة التحكم بسيطة لكنها يجب أن تكون فعالة ويمكن الاعتماد عليها، فمثلًا بعض الكواشف تعتمد على طريقة الـ Double wires لضمان عمل الكواشف الحرارية في حال انقطع أحد الأسلاك كما هو موضح في الصورة، هناك أجهزة كواشف حرارية موزعة بشكل مجموعات،
بحسب المنطقة التي تتواجد في الكواشف الحرارية، تتفاوت درجة حرارة الكشف لدى الكاشف الحراري بحسب النوع، ففي الحالة التي نتحدث عنه، درجة حرارة التي يعطي فيها الكاشف إنذار الحريق هي 600 فهرنهايت يعني 315 درجة مئوية تقريبًا.
كاشف واحد لن يفعل نظام مكافحة الحريق مثل رش الماء المضغوط في الأنابيب الموزعة حول التوربينة لأن ذلك سيكون كارثي. بحسب المجموعة المتواجدة في المنطقة سيختلف عدد الكواشف التي يجب أن تعطي إنذار الحريق،
فمثلًا الصورة المرفقة، منطقة A تحتوى على 4 كواشف حرارية، وحدة التحكم تنتظر 2 من 4 ليتم تفعيل نظام مكافحة الحريق واعتباره حريق حقيقي. المنطقة Z تحتاج تفعيل 2 من 3 من كواشف الحرارة ليتم اعتباره حريق حقيقي وهكذا.
كاشف الدخان يعتمد على الشركة المصنعة لكن بحسب معرفتي تواجده عند التوربينات لا يفعل أنظمة رش خراطيم الماء لكنه وجوده هو فقط لكشف الدخان ليعطي إنذار للمشغلين بأن هنالك دخان في المكان الفلاني.
المحطة التي كنت متواجد فيها في دولة من دول الخليج، وهي في طور الـ installation و الـ commissioning يعني ما زالت تحت التركيب والاختبارات ولم تسلم إلى العميل حتى الآن، وفي الغالب في فترة commissioning تكون المحطة خطيرة ويجب الحذر من كل صغيرة وكبيرة،
وذلك لكثرة تواجد العمال والقيام بمهمات كثيرة بالقرب منك مثل اللحام وتقطع أو Drilling ، صبغ، مواد كيميائية و أحماض، رافعات ومواد ثقيلة، حفريات... you get the idea
التوربينة البخارية انتهى تركيبها وهي في طور الاختبار، في ذلك اليوم تم إطفاء التوربينة Normal Shutdown، الـ Rotor كما ذكرت ضخم ومصنع من المعدن الصلب في الغالب، عند دورانه وبسبب مرور superheated steam بخار الماء حرارة الـ Rotor ستكون عالية جدًا،
والطاقة الحرارية التي يتم تخزينها في الـ Rotor ستبقى حتى عند إطفاء التوربينة وستحتاج إلى أيام ليبرد ال Rotor و التوربينة ككل. حرارة الـ Rotor تصل إلى 500 درجة مئوية في حالة التشغيل وعندما إطفاء الحرارة تبدأ تنخفض بشكل تدريجي،
لكن جلوس الـ Rotor على bearing بدون حركة سيجعل من الـ Rotor ينحني بسبب ليونة المعدن مع ارتفاع الحرارة، لذلك فكر المهندسين وأضافوا محرك صغير وبمساعدة Lube oil and lift oil يمكنه تدوير الـ Rotor عندما يكون في وضع الإطفاء بسرعات بطيئة لضمان عدم جلوس الـ Rotor على جانب واحد،
فيحصل له Sagging أو التدلي والانحناء إلى أن يصل الـ Rotor إلى درجة حرارة معينة يصبح المعدن قاسيًا ويمكن إيقاف المحرك الدوار، النظام يسمى بـ Turning Gear. في الوحدة التي حصلت لها الحادثة لكي يتم إيقاف الـ Turning Gear درجة الحرارة يجب أن تكون أقل من 140 فهرنهايت أو 60 درجة مئوية.
مثال توضيحي للانحناء لو حصل وصار Permeant damage فهذا يعتبر كارثي لأن Rotor لن يدور في محوره الأصلي مثل x-axis، وهذا سيتسبب في اهتزازات وربما تصادم Rotor مع سطح الـ bearing الداخلي وهذا ليس جيد أبدًا.
في ذلك اليوم كانت الوحدة تدور بواسطة الـ Turning Gear بسرعة 6 إلى 7 RPM، بعض العمال كانوا يشتغلون باللحام على مسافة 10 أمتار من التوربينة ولديهم تصريح عمل، وعندما حانت فترة الراحة ذهبنا إلى مكاتبنا، لم تمر نصف ساعة وإذا بجوالي لا يتوقف عن الرنين،
عندها أخبرنا أحد الزملاء أن نظام مكافحة الحرائق تم تفعيله وتم إطلاق ماء من الخراطيم بكميات عالية جدًا – تم استهلاك ما في الخزان بأكمله- ، والكارثة الأكبر أن الـ Turning Gear توقف عن العمل حيث أنه يجب أن يقوم بلف الـ Rotor لتفادي حصول تشوهات دائمة فيه،
المشغلون في المحطة هو إعادة تشغيل Turning Gear لكن بلا فائدة، أول شيء سويته هو تفقد درجة حرارة التوربينة إذا كانت أعلى من 140 فهرنهايت ولم نستطع تشغيلها فستكون كارثة وعلى الأغلب قد نحتاج تدويرها بشكل يدوي حتى يتم إصلاح الـ Turning Gear المشكلة لا يوجد Spare، It is made to order.
ذهبنا بسرعة وتأكدنا من درجة الحرارة وكانت لحسن الحظ 141 فهرنهايت يعني كان الحظ في صالحنا في هذه النقطة فقط، لكنه حتمًا لم يكن معنا في النقاط الأخرى التي سأذكرها.
المشكلة الأولى: بعد المعاينة اكتشفنا أن الماء دخل إلى الـ Turning Gear من دائرته الكهربائية والتي حصل لها شورت أو شورتات عديدة، ودخل أيضًا إلى عقر دار الموتور حيث ال rotor والـ winding وامتلأ بالماء.
المشكلة الثاني: وهي تسرب الماء واختلاطه بخزان الزيت Lube oil.
المشكلة الثاني: وهي تسرب الماء واختلاطه بخزان الزيت Lube oil.
بالنسبة للمشكلتين في الحالة الطبيعية المفروض أنهما Water proof لكن المعطيات أخرى خارجية سبب في تسرب الماء، مثلًا المشكلة الأولى كان خرطوم الماء قريبًا جدًا بأكثر من الحد المسموح به بحسب الـ Standards، بالإضافة إلى استخدام الماء وبضغط أعلى من المسموح به،
في الواقع حتى الماء استخدامه كان من الأشياء الغير موصى بها من الـ vender و شركتنا، فيفترض استخدام رغوة Foam لإخماد الحريق ولضمان عدم تسرب الماء بالداخل.
استغرق الأمر حتى شهر لتنظيف أنابيب الزيت بأكملها والتأكد من خلو خزان الزيت من الماء، واستبدال الـ Turning Gear بآخر جديد.
سأحاول إيجاد بعض الصور والفيديوهات وسأرفقها بعد قليل.
سأحاول إيجاد بعض الصور والفيديوهات وسأرفقها بعد قليل.
هذا الـ Turning Gear مع دائرته الكهربائية ولاحظ كيف Spray Nozzle قريب منه (الأحمر)
هذه الدائرة الكهربائية للـ Turning Gear بعد ما أحترقت.
وهذا جانب الـ Generator بعد ما تم إطلاق رشاشات مكافحة النيران وامتلأ المكان بالماء.
جاري تحميل الاقتراحات...