اقرأ في هذا المقال
- محطات توليد الكهرباء روافد رئيسة لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل كل القطاعات
- أيّ خلل يصيب محطات الكهرباء قد يؤثّر في إمدادات الطاقة
- تؤدي مشكلات التبريد إلى خروج محطات الكهرباء من الخدمة
- يَنتُج عن تسرب المياه إلى التوربينات تلف مكوناتها، وتوقّفها عن العمل
- السرعة الحرجة تؤدي إلى انهيار التوربينات وظيفيًا
تُعدُّ محطات توليد الكهرباء منشآت بالغة الحساسية في الدول؛ لكونها روافد رئيسة لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل جميع القطاعات الاقتصادية، إلى جانب استعمالها لأغراض التدفئة والإنارة في المنازل.
وبناءً عليه، فإن أيّ خلل أو عطل يصيب تلك المحطات من شأنه أن يعرقل إمدادات الكهرباء المغذية للشبكة الرئيسة؛ ما يهدد بحصول خلل في معادلة العرض والطلب على تلك السلعة الإستراتيجية في دولة ما، وتعريض أمن الطاقة لديها للخطر.
وفي مقابلة اختصّ بها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، سلّط خبير صيانة التوربينات، المهندس محمد العناني، الضوء على العوامل التي قد تؤدي –كليًا أو جزئيًا- إلى خروج محطات توليد الكهرباء من الخدمة، وما يَنتُج عن ذلك من تهديد لاستقرار الشبكة وموثوقيتها.
وتتعدد أسباب فشل محطات توليد الكهرباء وظيفيًا، بدءًا من الأعطال التي تنال من أنظمة التبريد في الوحدة؛ ما يتسبب بارتفاع درجات الحرارة وتلف المعدّات، إلى الأعطال المتعلقة بإهلاك الآلات وتقادمها؛ ما يؤثّر سلبًا في كفاءتها الوظيفية بمرور الوقت، وفق العناني.
مكونات محطات الكهرباء
قبل تسليط الضوء على العوامل المسببة لخروج محطات توليد الكهرباء من الخدمة، يتعين توضيح المكونات الرئيسة لمحطات الكهرباء، التي تتفاوت وفقًا لنوع المحطة والوقود المُستعمَل في تشغيلها، غير أنها، بوجه عام، تشتمل على ما يلي:
- المولد: يحول الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية.
- التوربين: العنصر الرئيس في تشغيل المولدات ويعمل بالغاز الطبيعي، أو البخار أو الماء.
- الغلاية: تُستعمَل لتوليد البخار اللازم لتحريك التوربينات.
- المكثف: يُستعمَل في المحطات البخارية، وهو المكون المسؤول عن تكثيف البخار الخارج من التوربين قبل أن يُضَخ مجددًا في الغلاية؛ إذ يقلل من ضغطه، ودرجة حرارته، عبر مياه تبريد تُسحَب -عادةً- من النهر أو البحر.
- محرك الاحتراق الداخلي: يُستعمَل في محطات الكهرباء العاملة بالديزل، لتوليد الطاقة اللازمة لتحريك المولدات.
- المحول: يُستعمَل لتحويل الكهرباء من جهد عالٍ إلى جهد منخفض، والعكس.
15 سببًا
تناول خبير صيانة التوربينات المهندس محمد العناني العوامل التي تَحِدّ من الكفاءة الوظيفية للمهمات والآلات في محطات توليد الكهرباء، والتي يَنتُج عنها وقف إنتاج الكهرباء من تلك المنشآت الحيوية، في حديثه مع منصة الطاقة المتخصصة.
وقال العناني، إن العامل الأول الذي يمكن أن يؤدي إلى فشل محطات توليد الكهرباء يتمثل في تسرب المياه إلى التوربينات؛ ما قد يتسبب في تلف مكوناتها الداخلية، ويَشُلّ أداءها الوظيفي بالكامل.
ويتمثل العامل الـ2 المسبب لانهيار وظائف محطات الكهرباء في الاهتزازات (Vibrations) العالية جدًا، التي قد تتعرض لها التوربينات، والتي تؤثّر بشدة في أنظمة الوقاية المركبة على تلك الوحدات.
أمّا العامل الـ3، فينجُم عن حصول خلل في عملية تفريغ البخار إلى المكثف، والتي تحدث وفق درجات محددة؛ قد تتسبب زيادتها أو نقصانها بعُطْل في التوربين وخروج المحطة بالكامل من الخدمة.
ويرتبط السبب الـ4 ارتباطًا وثيقًا بارتفاع الضغط داخل المكثف، الذي من الممكن أن يُخلّف آثارًا واضحة في الأداء الوظيفي للتوربينات، ويوقفها عن العمل.
ويَكمُن السبب الـ5 بتوقُّف إنتاج محطات توليد الكهرباء في ارتفاع درجة حرارة البخار الخارج من التوربين ذي الضغط العالي، أو ارتفاع درجة حرارة البخار الخارج من التوربين ذي الضغط المنخفض.
أمّا العامل الـ6 المؤدي إلى خروج محطات الكهرباء من الخدمة، فينتُج عن ظاهرة انقطاع البخار خلال تشغيل التوربين، وفق ما قاله العناني في حديثه إلى منصة الطاقة المتخصصة.
وأوضح خبير صيانة التوربينات المهندس محمد العناني أن العامل الـ7 هو حصول صوت مرتفع (طقطقة) داخل التوربين؛ ما يُنذِر بمشكلة تُعطّل الوحدة عن العمل.
ويتمثل العامل الـ8 المسبب لتوقُّف محطات توليد الكهرباء في السرعات الحرجة (critical speed) التي قد يتعرض لها التوربين، وهي ظاهرة تحدث لدى تشغيل الوحدة عند سرعات معينة محظورة، يتعذّر معها استمرار عملها، فتنهار كلّيًا.
ثم يأتي العامل الـ9 المتمثل في تسخين عمود التوربين فجأة؛ إذ يتعين أن يكون التسخين تدريجيًا، علمًا بأن عمود التوربين يتصل بالمولّد، وعندما يدور، فإنه يُدير عمود المولد؛ ما يولّد التيار الكهربائي.
ويحلّ عاشرًا في قائمة العوامل المسبّبة لفشل محطات الكهرباء ارتفاع سرعة الشبكة وانخفاضها؛ ما يؤثّر سلبًا في سرعة التوربين.
ويتمثل العامل الـ11 في انخفاض ضغط الزيت في التوربين خلال عملية التزييت (Lubrication)، أو حتى ارتفاع درجة حرارة الزيت في التوربين خلال العملية ذاتها.
ثم يتحول خبير صيانة التوربينات محمد العناني إلى الحديث عن العامل الـ12، قائلًا، إنه يتمثل في ارتفاع عينات السيليكا (مجموعة من الأملاح موجودة في البخار)، التي تبدأ في الترسب على ريشة التوربين حال ارتفاعها فوق الحدّ المسموح به؛ ما يؤدي إلى خلل وظيفي في أداء الوحدة.
أمّا السبب الـ13 في خروج محطات توليد الكهرباء من الخدمة، فيتمثل في ظاهرة الطرق المائي (water hammer) التي تحدث عندما تكون صمامات التصافي “البلوف” مغلقةً خلال تشغيل التوربين؛ ما ينتُج عنه فرق ضغط يؤدي إلى انفجار وتكسير في المواسير والوصلات.
وبناءً عليه يتعين فتح صمام التصافي خلال تشغيل التوربينات، تجنبًا لظاهرة الطرق المائي، وفق ما أوصي به العناني.
ويتلخص العامل الـ14 في ارتفاع درجة حرارة كراسي التحميل -يُطلَق عليها كذلك المحامل- (Thurst Bearing) الخاصة بالتوربينات؛ ما قد يعرّضها للتآكل، ومن ثم خروج التوربين من الخدمة.
وتؤدي كراسي التحميل دورًا محوريًا في منع الاحتكاك والتآكل اللذينِ قد تتعرض لهما الأسطح المتلامسة التي تدور بسرعة داخل المعدّات.
وختمَ العناني حديثه لمنصة الطاقة المتخصصة بذكر العامل الـ15 المسبب خروج محطات توليد الكهرباء من الخدمة، قائلًا، إنه يَنجُم عن اختبار الصمامات “البلوف” الخاصة بالتوربين في الوضع البارد (cool)، وهو ما يُعدّ من المحاذير في محطات الكهرباء؛ إذ يتعين اختبارها بدلًا من ذلك في الوضع الساخن (hot).
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..