بخشی از مقاله
چکیده
در تحقیق حاضر، سیکل بخار نیروگاه مجتمع فولاد مبارکه اصفهان مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از معادلات موازنه جرم، انرژی و اگزرژی و با ارائه مدل ترمودینامیکی مناسب، هرکدام از تجهیزات سیکل تحلیل و سپس اجزای دارای افت بالاتر و با راندمان کمتر در چرخه شناسایی شده و نیاز آنها برای بهینهسازی بیشتر معرفی شده است. برای شبیهسازی از نرمافزار Cycle-Tempo استفاده و وضعیت کلی تجهیزات اصلی سیکل از نظر میزان افت انرژی و اگزرژی و بازدههای انرژی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. شرایط ترمودینامیکی سیکل نیز از طریق ارائه و تحلیل نمودارهای T-S و H-S بررسی شده است. در ادامه تأثیر تغییرات برخی پارامترهای مهم سیکل در بازدههای انرژی و اگزرژی و همچنین میزان توان تولیدی واحدها نیز بررسی شده است. این پارامترها شامل دما و فشار بخار ورودی توربین، تغییرات دمای محیط و تغییرات فشار مطلق کندانسور هستند که کلیه موارد ذکر شده برای توان 185 مگاوات بررسی شدهاند. نتایج محاسبات راندمان انرژی و اگزرژی سیکل را به ترتیب 30/28 و 28/93 درصد نشان میدهد.
مقدمه
استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک به عنوان ابزارهای موجود و مفید برای تحلیل انرژی و اگزرژی سیستمهای تبدیل انرژی، روشی مناسب به نظر میرسد. با این کار از میزان تلفات حرارتی و برگشتناپذیری فرآیندها میتوان مطلع شد. تحلیل اگزرژی، که در سالهای اخیر رونق زیادی گرفته است، روش مناسب جهت درک فرآیندها است، که با استفاده از تحلیلهای آن راههایی برای استفاده بهینه از نیروگاههای موجود میتوان تدوین کرد.[1] از جمله عواملی که باعث توسعه این تحلیل گردیده است استفاده از قانون دوم ترمودینامیک جهت بیان نمودن کارکرد دقیق و بهینه یک سیستم میباشدکه این امر با تحلیل عوامل برگشتناپذیری که منجر به نابودی اگزرژی و کاهش بازده میشود، بیان میگردد. تحلیل اگزرژی، ابزاری مفید برای ظاهر کردن تفاوت بین تلفات انرژی با برگشت ناپذیریهای داخلی در یک فرایند است[2] .
به همین منظور، تحقیقات زیادی بر روی این موضوع صورت گرفته است. در این مقاله سیکل نیروگاه بخار مجتمع فولاد مبارکه اصفهان مورد ارزیابی ترمودینامیکی قرار گرفته است. این نیروگاه دارای بازده کم بوده و تاکنون مطالعاتی درخصوص تحلیل سیکل آن صورت نگرفته است. بررسی سیکل این نیروگاه از لحاظ ترمودینامیکی میتواند به پیدا کردن راه کارهای مفید برای بهبود بازده سیکل منجر شود. با توجه به اینکه سیکل نیروگاه فولاد مبارکه از نوع کلکتور مشترک میباشد و بخار خروجی از تمام بویلرها بر روی یک کلکتور مشترک بخار وارد میشود و سپس سه انشعاب برای سه واحد توربین بخارگرفته شده است و اعمال معادلات برای پنج بویلر و سه واحد توربوژنراتور مشابه یکدیگر میباشد، برای نمونه بویلر شماره یک و توربوژنراتور واحد یک جهت تحلیل و اعمال معادلات انتخاب شده است.
روش تحقیق
جهت تحلیل انرژی و اگزرژی در سیکل حرارتی آب و بخار نیروگاه، ضمن استخراج پارامترهای ترمودینامیکی مورد نیاز تمامی نقاط سیکل در شرایط طراحی از اطلاعات موجود در آرشیو نیروگاه - در جدول شماره 1 قابل مشاهده هستند - [3] به تعیین حجم معیار مناسب برای هر تجهیز میپردازیم. در ادامه و با اعمال معادلات بقای جرم، بقای انرژی و اگزرژی برای هر حجم معیار، ضمن بدست آوردن مقادیر پارامترهای مجهول، وضعیت تجهیز از لحاظ بازده انرژی و اگزرژی مشخص میشود. این کار با استفاده از نرمافزار Cycle-Tempo انجام شده است. در ادامه به انجام محاسبات و تشریح نحوه اعمال قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای تجهیزات میپردازیم.
