بخشی از مقاله
چکیده :
کمبود منابع آب به ویژه در مناطق صنعتی که امکان ساخت نیروگاههاي حرارتی در آن مسیر میباشد یکی از بزرگترین مشکلات طرحهاي سرمایهگذاري نیروگاهی در کشورمان میباشد . لذا همواره سازندگان نیروگاه به دنبال راهکارهاي افزایش بازدهی و تکنولوژهاي جدید سیستم خنککن براي نیروگاههاي حرارتی هستند . به عنوان نمونه بررسی و طراحی این راهکارها براي یک سیستم خنککن باز و بر روي یک واحد مگاواتی مورد مطالعه قرار گرفت. طرح مشتمل بر مشخصات برج خنککن ، حجم تغذیه آب اضافی و نوع آن، همچنین تلفات تبخیر میباشد . مدلسازي بر روي فرآیند هیدروترمال کندانسور و برج خنککن صورت گرفت .
تابع هدف تخمین تغییرات طراحی تحت درصدهاي متفاوت آب اضافی به سیتم خنککن %10 - ، %20 ، 30، و - %40 میباشد. فرآیند مدلسازي بر اساس مطالعه اطلاعات استخراج شده از نیروگاه در حال کار اعتبار بخشی شده است . دو نوع برج خنککن با استفاده از مدلهاي متفاوت تغذیه آب اضافی مورد مطالعه قرار گرفت . نتایج حاصله نشان میدهد که سیستم جریان مخالف1 از حجم کمتري برخوردار بوده و نتایج محاسبات عددي صورت گرفته اندازه بهینه برج خنککن مورد مطالعه را نشان میدهد.
با توجه به اثر قابل ملاحظه درجه حرارت حباب مرطوب2 و نتایج بدست آمده پیشنهاد میشود که طراحی سیستم خنککن با نسبت ترکیب %10 تا %20 انجام و بهرهبرداري از آن با حدود %30 آب اضافی انجام پذیرد .
-1 مقدمه :
سیکل رانکین سیکل ایدهآل براي نیروگاه بخاري میباشد که در شکل 1 نشان داده شده است . سیکل رانکین از چهار فرآیند برگشتپذیر داخلی تشکیل شده است .
- فرآیند فشار ثابت گرماگیر در بویلر
- فرآیند انبساط آیزنتروپیک در توربین
- فرآیند گرماده فشار ثابت در کندانسور
- فرآیند تراکم آیزنتروپیک در پمپ
تغییرات اصلاحی بر روي سیکل به جهت افزایش راندمان کلی آن انجام شده است .در میان آنها یکی از موارد افزایش میانگین درجه حرارتی است که به صورت انرژي گرمایی به سیال عامل داده میشود . به شکل افزایش فشار بویلر و یا با سوپرهیت شدن سیال تا بالاترین درجه حرارت فوق اشباع انجام می شود . یک روش دیگر به وسیله کاهش میانگین دمایی است که از طریق منبع سرد از سیستم خارج میشود.
این فرآیند در طی کندانس شدن بخار در کندانسور در معرض فشار منفی نسبی داخل کندانسور صورت میگیرد . همچنین بازگرمایش3 در بین طبقات توربین نیز راندمان سیکل را افزایش می دهد . تولید و استفاده بیشتر از یک نوع انرژي مفید به وسیله سیکل بخار میتواند کارآیی یا راندمان حرارتی سیکل را افزایش دهد که این انرژي به شکل الکتریسیته و انرژي حرارتی قابل استحصال میباشد و اصطلاحا سیکل ترکیبی نامیده میشود .
اخیراً در نواحی گرمسیري سیکلهاي ترکیبی به عنوان واحدهاي سیستمهاي تهویه مطبوع و سرمایش استفاده میشوند. به هر حال براي کندانس شدن بخار و بازگشت به بویلر در فاز مایع یعنی آب ، فرآیند تقطیر مشتمل بر آزاد سازي حرارت از سیال عامل میباشد . فرآیند آزاد سازي حرارت از سیال عامل نیازمند گردش آب خنککن به کندانسور میباشد . این سیستم گردش آب ، سیال عامل خنک کن مورد نیاز کنداسور را تأمین و به عنوان یک انتقال دهنده حرارت به خارج از سیستم کندانسور عمل میکند لذا به این طریق حرارت از منبع سرد سیکل بخار خارج و در محیط آزاد میگردد .سیستم هاي گردش آب به طور کلی به انواع ذیل طبقه بندي می شوند .
-1 سیستم یکبار گذر4 یا سیستم باز
-2 سیستم بسته 5
-3 سیستم ترکیبی6
در مقاله حاضر طراحی سیستم خنککن نیروگاه 200 مگاواتی مورد مطالعه از نوع سیستم باز میباشد . آب خنک کن مورد نیاز از طریق رودخانه مجاور نیروگاه تأمین میشود اما با توجه به کمبود منابع آب طرح تغییر سیستم خنککن از سیستم باز به سیستم بسته مد نظر میباشد [2].
-2 سیستم خنککن نیروگاه :
اغلب آب خنککن سیستم کولینگ نیروگاه از منابع پایدار آب مانند دریاچه و یا رودخانه تأمین میشود . سیال حرارت منبع سرد را دریافت ، در محیط آزاد و به منبع اصلی خود باز میگردد . این نوع تغذیه آب خنککن، سیستم خنککن باز - OCS - 7 نامیده میشود.
- 3 سیستم خنک کن باز یا یکبارگذر
در مواقع کمبود منابع آب به هر دلیل ، طراحان از روش سیستم خنککن بسته - CCS - استفاده میکنند. در این حالت سیال خنک کن در یک سیکل بسته مشتمل بر برج خنککن گردش داشته تا حرارت را از سیال خنککن گرم به اتمسفر منتقل نماید .
