بخشی از مقاله
تحلیل کارآیی یک واحد نیروگاه حرارتی بر اساس اطلاعات ممیزي انرژي
واژههاي کلیدي: تحلیل کارآیی، نیروگاه، توربین، بویلر، سیکل آب و بخار، بهینه سازي انرژي
چکیده
مهمتــرین پـارامتر بررسـی و تحلیـل یـک فرآینـد رانـدمان و کاردهی آن میباشد. به خصوص اگر این فرآیند، یـک سـیکل بسته مانند نیروگاه باشد. که در این صـورت شـرایط مختلـف سیال فعال و اقلیم بر رانـدمان آن تـأثیر گـذار اسـت یکـی ازاهداف پروژه بهینهسـازي انـرژي در نیروگـاه طـوس تحلیـل کارآیی بر اساس اطلاعات اندازهگیري بود. کـه بـدین منظـور اندازهگیري هاي متعددي در بخشهاي مختلف از جمله بویلر، مصارف داخلی و سیکل آب و بخار نیروگاه انجام شد. که بـا استفاده از محاسبات ترمودینامیکی رانـدمان بـویلر، تـوربین و کل سیکل را میتوان بدست آورد. بر اسـاس ایـن محاسـبات راندمان توان ارسالی به شبکه بـراي بارگـذاریهاي 100، 75 و 50 درصد به ترتیب برابر 30/5، 30/29 و 28/5 درصـد مـی-باشد و راندمان توان تولیدي براي بارگذاریهاي 100، 75 و 50 درصد به ترتیب برابر 32/8، 32/4 و 30/7 درصـد مـیباشـد. مصرف داخلی نیروگاه نیز در سه بارگذاري فـوق بـه ترتیـب10/6،و5/56 7/31 مگاوات میباشد و راندمان ایزنتروپیک به ترتیب 92/7 ،91/6 و 89/6درصد میباشد.
و در آخر راندمان بویلر ( خالص) براي بارگذاري 100، 75 و50 درصد به ترتیب برابـر 87/08، 86/85 و 86/61 درصـد و راندمان بویلر ( ناخالص) براي این بارگذاریها به ترتیب برابـر96/72، 96/47 و 96/2 میباشد.
-1 مقـدمه
مطالعه کارآیی انرژي و تحلیلهاي فنی و اقتصادي مـرتبط بـا آن در هر سیستم، بایستی مبتنی بر اطلاعات واقعی و عملیاتی
باشد، چون هر سیستم فیزیکی به مرور زمان و تحـت شـرایط مختلف بهرهبـرداري عملکـرد متفـاوتی را نسـبت بـه حالـت ایدهآل طراحی از خود نشان میدهد. به ویژه اگر سیستم فـوق الذکر یک سیکل باشد وتجهیزات مختلف سیکل و پارامترهاي آنهاکاملاً بر یکدیگر اثر داشته باشند، بررسی کارآیی، بـه روز کردن اطلاعات و مطالعه دربارة نحـوه کـارکرد، بهـرهبـرداري، پارامترهاي سیکل و دستگاههاي سنجش و اندازهگیري سیکل بسیار حائز اهمیت میباشد.
در سیکل نیروگاه حرارتی طوس، بخار خروجی از بویلر پـس از طـی سـیکل بخــار، کـاردهی در تـوربین و تبـدیل بـه آب کندانس وارد سیکل آب میشود سپس با تزریـق آب جبرانـی به آن و پیشگرم شدن در پري هیترهاي LP و HP بـه عنـوان آب تغذیه به بویلر برمیگردد. در این مقاله ابتدا سیکل آب و بخـار بـا اسـتفاده از اطلاعـات طراحی و موازنههاي جرم انرژي ارائه شده در بارهاي مختلف در دورة تحویل و راهاندازي نیروگاه مـورد بررسـی و تحلیـل قرار گرفته است و سپس در همان بارگذاریها وضـعیت حـال نیروگاه مطالعه شده است.
-2 اندازهگیري پارامترهاي سیکل آب و بخار
به دلیل در دسـترس بـودن اطلاعـات بارگـذاریهاي دورة راه-اندازي و تحویل (Commissioning) نیروگاه و جهت مقایسـه وضعیت فعلی با آنها، بارهاي %100، %75 و 50 درصـد بـراي اندازهگیري و جمعآوري اطلاعات انتخاب شدند. بنابراین جهت دستیابی به دیدگاه واقعـی نسـبت بـه عملکـرد سیکل نیروگاه و انجام تحلیـل کـارآیی در سیسـتمهـاي ذیـل اندازهگیریهاي مختلفی مورد نیاز میباشد؛
– 1 بـویلر ( سیسـتم تولیـد بخــار ) – اطلاعـات مربـوط بـه جریانهاي آب، بخار، دود و هوا.
– 2 ســیکل آب و بخــار واحــد – اطلاعــات دمــا، فشــار و دبی جریانها در ورودي و خروجی توربینها، زیـرکشهـاي بخار از توربینها، مسیر آب تغذیه سیکل و مسیر آب و بخـار در پیشگرمکنها.
– 3 مصارف داخلی نیروگاه شامل پمپ آب تغذیه، پمپ آب کندانس، FD-FAN، GR-FAN، پمپ آب سرویس، کندانسور وایی و ...
در سه بخش فوقالذکر در موارد خاصی که امکـان اسـتفاده از تجهیزات اندازهگیري نصب شده در نیروگاه وجود داشت، ازتجهیـزات کـالیبره شـده نیروگـاه اسـتفاده گردیـد، و تمـام اندازهگیریهاي پرتابل توسط دستگاههاي موجود در سابا انجام پذیرفت. از آنجا که وضعیت عملکرد واحد به شدت متـأثر از ضریب بار واحد است اندازهگیریها در سه بخـش مـذکور بـه صورت همزمان و در سه بارگذاري %100، %75 و 50 درصـد سه بار تکرار شده، هدف از انجام این تعداد اندازهگیري ثبـت اطلاعات در زمانها و شرایط محیطی مختلف بـود تـا خطـاي اندازهگیري دستگاه و شخصی به حداقل رسیده و دقت اندازه- گیري افزایش پیدا کند. از آنجـا کـه یکـی دیگـر از اقـدامات کاهش خطاهاي اندازهگیري به حداقل رساندن زمـان انـدازه- گیري است، جمعآوري اطلاعات به دو قسمت اتاق فرمـان و دستگاههاي سـنجش در محـل ( بـراي کلیـه انـدازهگیریهـاي سیکل، قسمت بویلر و مصارف داخلی) تقسیم شـد، کـه کـار اندازهگیري در چند گروه بطور همزمان شروع میشد.
هر گروه در هر قسمت از اندازهگیري برگه اطلاعـات (Data Sheet) خاص خود را داشت که طبق اطلاعات مورد نیاز براي آن گروه مربوطه و بـر اسـاس موازنـه جـرم و انـرژي سـیکل طراحی شده بـود. کـه در جـداول (1) تـا (3) یـک نمونـه از جداول آورده شده است.
جدول-(1 )فرم جمع آوري اطلاعات بویلر
جدول-(2 )نمونه فرم جمع آوري اطلاعات سیکل
-3 تحلیـل کـارآیی یـک واحـد نیروگـاه طـوس تحـت
بارگذاريهاي 100، 75 و 50 درصد
کلیه اطلاعات بدست آمده از اندازهگیریها براي انجـام موازنـه جرم و انرژي سـیکل و تحلیـل کـارآیی مـورد اسـتفاده قـرار میگیرد. شکل (1) شماتیک سیکل آب و بخار نیروگاه طـوس را نشان میدهد. در این شکل فلش پیوسته مسیر آب و بخـار را نشان میدهد و خط چـین خروجـی از تـوربین هـا، مسـیر زیرکش بخار را براي هیترها نشان میدهد. کدگذاریهاي انجام شده توسط تهیهکنندگان مقاله و جهت سهولت درانجام موازنه جرم و انرژي و شناسایی مسیرها صورت گرفته است.
در هر سه بارگذاري مذکور جهت دستیابی به نتـایج مطلـوب بایستی از فرمولها، جداول و تحلیلهاي ترمودینامیکی استفاده نمود که ایـن تحلیـل بـا اسـتفاده از صـفحههـاي گسـتردهاي(Excel Sheets) که تمامی فرمولها و تحلیلها را در بر میگیرد انجام شده است.
براي هر بارگذاري نتایج حاصل از تحلیلهاي ترمودینامیکی به صورت جداول و نمودارهایی است که در ادامـه آمـده اسـت، جزئیات این تحلیـل هـا بـراي بارگـذاري 100درصـد ( Full (Load به شرح ذیل میباشد:
