عمر يك نيروگاه، عمدتا به عمر قطعات متحرك آن بستگي دارد. اين قطعات بهدليلتحمل نيروهاي متناوب مكانيكي و خستگي، زودتر فرسوده شده و كارايي خودرا از دستميدهند. از طرف ديگر فنآوريهاي جديدي هر سال در زمينههاي مختلفاز قبيل مواد، اندازهگيري، كنترل و... توسعه مييابد كه نيروگاههاي قديميموجود از آنها بهرهاي ندارند.
اين امر سبب ميشود كه بازده نيروگاههايفرسوده بسيار پايينتر از نيروگاههاي جديد باشد. از طرف ديگر با توجه بههزينه سنگيني كه صرف ايجاد نيروگاه شده است،هر طرح اقتصادي بهينه سازي،نوسازي و بازسازي كه منجر به افزايش عمر نيروگاه وبالا رفتن بازده آن شودبايد مورد بررسي قرار گيرد.
در اين گزارش نمونهاي از اين طرح بازسازي ونوسازي كه توسط كمپاني abbبرايدو نيروگاه سيكل تركيبي ابوظبي به اجرا درآمده معرفي ميشود. در اين طرح سيستمكنترل گاورنر با يك سيستم كنترل جديد،تعويض شده و روتور توربينهاي گازي نيزنوسازي شد. شركت abb با اجراي اينطرح عمر نيروگاهها را تا 15 سال ديگر تضمين كرده است.
ابوظبي بزرگترينشيخ نشين اماراتمتحده عربي است. منطقه امالنهار در ابوظبيمركز فعاليتهايصنعتي متعدد است. در اينمنطقه 14 نيروگاه با ظرفيت توليد 1200مگاوات و 16واحد آب شيرينكن با ظرفيتتوليد 200 ميليون ليتر در روز در حال كاراست.

شركت abb در فاصله سالهاي 1976 تا1980 يك نيروگاه سيكلتركيبي
140 مگاواتي را براي سازمان آب و برقساخته است. اين نيروگاهداراي دو توربينگازي 13 gt، دو ديگ بخار بازياب گرما وچهار واحد آب شيرينكناست. آبشيرينكنها در پايين دست نيروگاه، واقع شدهو روزانه 80 ميليون ليترآب شرب توليدميكنند. شركت abb همچنين مسووليتتامين سيستمهاي الكتريكي وكنترل يكنيروگاه 160 مگاواتي واقع در غرب امالنهار رانيز بر عهده گرفتهاست.

نيازهاي آب و انرژي ابوظبي
نياز ابوظبي به برق در فاصلهماههايژوئن و سپتامبر، حداكثر است. در ساير ماههاي سال، مصرف انرژي بين 30تا 40 درصد اين قله بار فصلي است. نياز آبابوظبي در طول سال تقريبا ثابتاست درنتيجه بخار توليد شده نيروگاهها بايد ثابتباشد. بنابراين ضريب بارتوربينها بايد باتوجه به اين موضوع تنظيم شود.
توسعه ساختار اجتماعي - اقتصاديو نياز به بهينه سازي منابع
همزمان با توسعه ساختار اجتماعي -اقتصادي ابوظبي، نياز آن به انرژي الكتريكينيز افزايش مييابد. برايتامين اين نياز، نهتنها نيروگاههاي جديدي بايد ساخته شودبلكه از ظرفيتتوليد توان موجود بايد به طوركامل استفاده كرد. عمر بيشتر نيروگاههايموجودبين 15 تا 20 سال است و سيستمهايبكار گرفته شده در آنها قديمي است. زمانهاي توقف آنها نسبتا طولاني و قابليتاطمينان توليد برق آنها كم شدهاست. علاوهبر آن تهيه قطعات يدكي نيروگاهها نيزمشكل است. سازمان آب وبرق از سياستنوسازي و بازسازي مداوم نيروگاهها در امالنهار پيرويميكند.

برنامه و روش اجراي بازسازي ونوسازي
اعمال سياست بازرسيو تعميراتدرازمدت نيروگاهها توسط سازمان آب و برق،سبب شده كه ايننيروگاهها در شرايط عاليباشند. اين امر باعث شده است تا با انجامنوسازي وبازسازي، بتوان عمر نيروگاهها را15 تا 20 سال ديگر افزايش داد. طرحبازسازي ونوسازي به صورت پروژهايي توسط سازمان آب و برق در نظر گرفته شدهاست كهبراي تهيه پيشنهاد مناقصه ازمهندسان مشاور استفاده شد. روشها و شرايط فعليانجام مناقصه در ابوظبي به گونه اياست كه بررسي اين پروژهها و عقدقرارداد، دوتا سه سال وقت لازم دارد. بديهي است با اين زمان طولانينميتوان انتظار داشت كهاجراي پروژه سريعا شروع شود.
شركت abb با همكارينزديكسازمان آب و برق ابوظبي برنامه انعطافپذيري براي سرويس،بهرهبرداري و نوسازي (sor)نيروگاهها تدارك ديده است. در اينبرنامهپروژههاي بازسازي و نوسازي به دو بخش تقسيم شده است. در بخش نخستتمامسخت افزارهاي مورد نياز به همراه اسنادو مدارك مهندسي مربوط، تهيه شده وبخشدوم شامل نصب و راه اندازي اينسختافزارهاست. بخش نخست بهروشمتداول سفارش و خريد قطعات يدكي توسطخود نيروگاه انجام شده است وليبخش دومدر قالب قراردادهاي تعميرات كه هر دو سال يك بار تكرار ميشودانجام شده است.
شيوه فوق نياز به تعيين دقيق مشخصاتتجهيزات و برنامهزماني تحويل آنها دارد.سازمان آب و برق، بستري فراهم آورده كه در آنسفارش خريد و اعلام مناقصه براي عقدقرارداد تعميرات به طور همزمانانجامميشود. اهداف اصلي برنامه و بازسازي ونوسازي به اين شرحاست:
-بهينه سازي نيروگاه و اجزاي آن
-افزايش عمر نيروگاه وتجهيزات مربوط بهآن
-كاهش هزينه بازرسي و تعميرات
-كاهش زمان نصبو راه اندازي
برنامه زماني و كنترل دقيق پروژه به نحويكه عملياتنصب و تعميرات در هماندورههاي بازرسي عادي و تعميراتپيشگيريكننده انجامو از وقفههاي اضافيدر توليد برق، اجتناب شود.
در تمام قراردادهايبازسازي، مدت يكسال گارانتي پيش بيني شده است كه پس ازراهاندازي بهاجرا در ميآيد.

راه اندازي استاتيكي تجهيزات باكمترين زمانتوقف
تجهيزات راهاندازي استاتيكي جديد(شكل1) مبتني بر فنآوريprocontrolp شركت abb بوده ووظايفي را انجام ميدهد كه عبارتند از:
-راهاندازي و گردش روتور
-قابليت تعمير توربين گازي،شاملاندازهگيريهاي لازم و تجزيه و تحليل نتايج
-تست عملكرد سيستمكنترل، شامل برنامهكنترل توربين گازي، محركهاي خودكار وسيستم ايمنيتوربين
-ارتباط با اتاقهاي كنترل گرمايي والكتريكي
-عملكرد هشداردهندهها و قفلهاي حفاظتي.
اين مرحله شامل نصب يكترانسفورماتور جديدراهاندازي و اصلاح نقطه خنثي ژنراتور نيز بوده است. نصب سيستمراهاندازياستاتيكي 6 هفته به طول انجاميدو مدت توقف توليد، دو هفته بودهاست.

تعويض سيستم كنترل توربينهايگازي
در توربينgt13 نيروگاهامالنهار شرقيكه قبلا به وسيله سيستم گاورنر مكانيكيكنترل ميشده است،بسياري از قطعات، دچار فرسودگي شده و نياز به تعميرات مكرر داشت (شكل 2). براي بهبود عملكرد و قابليتاطمينان سيستم، اين گاورنرها با سيستمهايكنترل egatrol جايگزين شده است.
Egatrol در سال 1983 به عنوانسيستم كنترلاستاندارد توربينهاي گازيgt13 توسط abb بكار گرفته شد. اينسيستمالكتروهيدروليكي از دو بخشتشكيل ميشود، واحد كنترلالكتروهيدروليكي وسيستمهاي الكترونيكيمربوط و كنترل و مراقبت تمام عوامل كارتوربينگازي.
با تغيير سيستم كنترل به egatrol،تعداد قطعات مكانيكي به شدتكاهشيافت و قطعات در معرض ساييدگي كلا حذفشد. برتري ديگر سيستم egatrolنيازبه تعداد موتورهاي الكتريكي كمتر است. دراين سيستم، دسترسي بهدادههاي فرايندي وتعويض قطعات معيوب و فرسوده، سادهتراست.
Egatrol براساس سيستمprocontrolp كار ميكند و از ويژگيهايي برخوردار است كه عبارتنداز:
-فنآوري استاندارد كه تعويض سيستمهايفرسوده اندازهگيري و كنترلآن ساده است.
-كاهش ارتباط بين اجزا
-انعطاف پذيري بالا و امكانتنظيم برنامههنگام كار
-نياز به فضاي كم
-استفاده از دستگاههايفرايندهاي موجود
-بهينه سازي با استفاده از سيستم كنترلرايانهاي
-مقادير كنترل دقيق و تكرار پذير
براي تغيير سيستم كنترل به اگاترولتنهاتغييرات جزيي در سيستم موجود، لازم است.در سيستم كنترل اگاترول نيزتغييراتي دادهشده تا با سيستم موجود در نيروگاه هماهنگشود. اين تغييرات دركارخانه سازنده انجام ومورد آزمايش قرار گرفته است. تعدادي حسكننده دما وفشار هم در محل نيروگاه نصبشده تا دماي محيط و ورودي به توربين و فشارهايورودي و خروجي كمپرسور رااندازهگيري كند. دو سيستم اگاترول در اواخرسال 1997و اويل سال 1998 نصب شدهاست.

نوسازي روتور براي افزايشعمر
ماشينهاي پيچيده همواره شامل قطعاتياست كه زودتر از ساير قطعات،ساييدهميشوند. هدف از نوسازي، افزايش طولعمرتوربين گازي يا نيروگاه ازطريق تعويضقطعات فرسودهتر و حفظ سرمايه اوليه است. اگر اين قطعات بهموقع عوض شوند عمرماشين 20 تا 30 درصد قابل افزايش است.
مهندسان شركت abb با همكاريكاركنان نيروگاه توانستهاند با انجام يكتجزيه و تحليل رويطول عمر باقيماندهقطعات، زمان مناسب و بهينه تعويض قطعاتفرسوده را تخمينبزنند.با در نظر گرفتنپيچيدگي نيروگاه و تعداد زياد قطعات بكار رفته،تخمينآنها معقول بوده است.

چگونه ميتوان طول عمر باقيماندهرا پيش بينيكرد؟
در روش سنتي براي پيش بيني عمرقطعات از تنشهاي چرخهاي مواد باتواتر بالااستفاده ميشود. در اين روش، خستگي ناشياز تنشهاي چرخهاي ودوام تركها از عواملياست كه بايد ثبت شود. عوامل ديگر وابسته بهزمانعبارتند از نحوه تغييرات بار توربين وتعداد ساعتهاي كاركرد و رفتارديناميكينيروگاه.
شركت abb براي پيش بيني عمرباقيمانده قطعات ازنتايج روش تستي وروشهاي محاسباتي جديد استفاده كرد. دريكي از اين روشها ازفرمول eoh(ساعتكار معادل) استفاده ميشود كه بهوسيله آن ميتوان كاهش درعمر پرههايتوربين و قطعات ديگري كه در معرض گازهاي داغ قرار دارند راپيشبيني كرد. دراين فرمول حدود دماي كاركرد، راهاندازيهايسريع و عددي وشرايط گذرا مورد استفاده قرار ميگيرد.
شركت فوق، نرمافزاري نيز برايمحاسبهعمر باقيمانده روتور توربين تهيه كرده است.در اين برنامه از بارگرمايي و خستگي روتوراستفاده ميشود. طول عمر سپري شده روتوراز خستگي ناشياز تعداد راهاندازيهاي سريع،راهاندازي گرم و تعداد تريپها به دستميآيد. تفاضل اين زمان با زمان مجاز كلخستگي، عمر باقيمانده را ميدهد.
براساساين تجزيه و تحليل پيشنهاديبراي بازسازي توربينهاي گازي نيروگاه امالنهارشرقي ارايه شده كه عبارت است از:تعويض روتور هر دو توربين و تعويضپرهثابت توربين دو.
پس از خريداري اين قطعات، عملياتتعويض در خلالبازرسي، تابستان 1997انجام شد.

استفاده از روتور فرسوده
روتورتوربين گازي بيشتر در قسمتتوربين، آسيب ديده است و به جاي به دورانداختن كل روتور، شركت abb قسمتكمپرسور روتور را بريده و به قسمتتوربينيك روتور سالم جوش داده است. روتور دو تكه حاصل، ميتواند حدود 100هزارساعت ديگر كار كند. البته سطح روتور معيوبدر قسمت كمپرسور بايد بازرسيچشمي شودو معمولا تعميرات مورد نياز، جزيي است.

آموزش كاركنانبهرهبرداري
هنگامي ميتوان بيشترين بهره را ازسيستمهاي جديد نصب شدهبرد كه كاركنان بهرهبرداري در تمام مراحل پروژه، همكاريداشته باشند. درپروژه بازسازي و نوسازي ايننيروگاه سعي شده است مهندسان به ويژهدرمراحل اوليه پروژه و تعيين مشخصات فنيتجهيزات، مشاركت داشته باشند. برايناساس تست پذيرش تجهيزات سفارش دادهشده توسط مهندسان نيروگاه انجام ودورهآموزش اين تستها نيز در مراكز آموزشي شركت abb برگزار شد. اين دورهها بابازديدمهندسان نيروگاه از نيروگاههاي بازسازيشده ديگر همراه بوده است . بازديدي نيز از امكانات تحقيقاتي و توليدي شركت abbانجام شد.
گام بعدي،انجام آزمايشهاي دقيقبستههاي سخت افزاري و نرمافزاري تحويلشده در محلكارخانه بود. در مرحله بعد روشدرست نگهداري مواد و تجهيزات تا زمان مونتاژ وراهاندازي، آموزش داده شد.
مهندسان نيروگاه در مرحله نصب وراهاندازينيز در كنار كارشناسان شركت abbحضور داشتهاند. اين امر، انتقال كاملفنآوريرا در پي دارد. در آخرين مرحله، دورهآموزشي براي كاركنان بهرهبرداري وتعميرات نيروگاه برگزار شد.
علاوه بر دورههاي فوق، سمينارهايسالانهايهم براي به هنگام كردن كاركنانبهرهبرداري شركت آب و برق ابوظبيبرگزارميشود. مشتري ميتواند موضوعات موردنظر خود را در برنامه سمينار بگنجانداين سمينارها دو روز به طول ميانجامد تا فرصتكافي براي تبادل نظر و طرحسوالات توسطشركت كنندگان باشد.

نوسازي نيروگاه - يك وظيفهمستمرمديريت
در نيروگاه امالنهار شرقي هنوز قابليتهايزيادي براي بهسازيو نوسازي وجود دارد.كارهايي كه تاكنون انجام شده امكانبازسازيهاي ديگر رافراهم ميآورد.
مديريت نيروگاه برنامهاي براي نوسازي گام به گام دردست دارد. بخشي از اين برنامه، تعويض بقيه دستگاههاي اندازهگيري وكنترل وتعمير كلي سيستمهاي تغذيه dcدرآينده است