وبلاگ blog" name="description" />, Weblog, Daily, Writing, PersianBlog, persianweblog , Blog , Persian , Iran , Iranian, Farsi, Weblogs, Blogs, وبلاگ, يادداشت روزانه, پرشين بلاگ , وبلاگ فارسی , وبلاگ ایرانی , وب نوشت " name="keywords" /> <-BlogTitle->
 

<-blogTitle->

<-BlogDescription->

<-PostTitle->
ساعت <-PostTime-> روز <-PostDate->  کلمات کلیدی: <-TagName->
<-PostContent->
لینک دائم لینک دائم   لینک دائم نظر شما (<-count->)   لینک دائم نویسنده: <-PostAuthor->  
← صفحه بعد صفحه قبل →
 
<-PageContent->

 
 
 
 
donestani.persianblog.irبه این وبلاگ علمی سر بزنید دریافت کد خداحافظی

باسمه تعالی

 

 

افزایش فشار بویلربازیافت حرارتی  برای زمانی که توربین بخار تک بویلری می باشد .

 

نویسنده : علی ابراهیم پور ده سرخی                  کارشناس مکانیک حرارت و سیالات

              محمد رستمی                                  کارشناس ارشد مکانیک

 

شرکت مدیریت تولید و بهره برداری نیروگاههای سیکل ترکیبی خیام ( نیشابور )

 

 کلید واژه : نیروگاههای سیکل ترکیبی ، افزایش فشار بخار ، بخار HP  ، حرارت نهان تبخیر ، تولید بخار ، بویلر بازیافت حرارتی ، محصولات احتراق ، توربین بخار ، والو های کنترلی

 

چکیده : در نیروگاههای سیکل ترکیبی زمانیکه توربین بخار توسط بخار تولیدی تنها یک بویلر باز یافت حرارتی (HRSG  ) در مدار می باشد ، فشار بخار HP در بویلر از 90 اتمسفر به حدود 65 اتمسفر کاهش پیدا می نماید و این کاهش فشار منجر به کاهش تولید بخار در بویلر باز یافت حرارتی می گردد و کاهش تولید بخار در بویلر ها از تولید انرژی الکتریکی می کاهد و در این مقاله سعی شده است به آن پرداخته شود و راههای  برای جبران این کاهش تولید ارئه گردد .

 

شرح مقاله

 

محصولات احتراق خروجی از توربین گاز که بخش زیادی از انرژی آنها در توربین گاز گرفته شده است با دمای 540 درجه سانتیگراد  وارد  بویلر های باز یافت حرارتی می شود و این محصولات احتراق انرژی مورد نیاز بویلر های باز یافت حرارتی را تأمین می نماید ،  آب موجود در رایزرهای LP ، IP  و HP   بویلر داغ شده و در فشار آن  لحظه ی بویلر شروع به جوشیدن و تبخیر شدن می نماید .

آب و بخار وارد درامها شده و پس از جداشدن آب از بخار ، بخار وارد مسیر سوپر هیترها می گردد و پس از رسیدن دمای بخار به 513 در جه سانتیگراد در مسیر HP  و 235 در جه در مسیر IP   به سمت توربین بخار ارسال می شود .

یک مدول سیکل ترکیبی شامل دو واحد توربین گازی با ظرفیت اسمی 123 مگاوات و دو عدد بویلر باز یافت حرارتی به ظرفیت ton/hr  78/ 147( kg/s05/41) بخار HP در فشار 5/88 اتمسفر  ودمای 513 درجه سانتیگراد و  ton/hr 96/38 ( kg/s82/10) بخار IP  در فشار 9/7 اتمسفر و دمای 235 در جه سانتیگراد و  یک عدد توربین بخار با ظرفیت 5/100 مگاوات می باشد .

زمانیکه توربین بخار در یک مدول با دو عدد بویلر باز یافت حرارتی در مدار باشد فشار های بخار  HP   و بخار IP  همان فشار طراحی بوده و تولید بخار در بویلر ها در حداکثر خود قرار دارد  ولی زمانیکه یکی از بویلر های باز یافت حرارتی از مدار خارج شود و توربین بخار با تنها یک عدد از بویلر های باز یافت حرارتی در سرویس باقی بماند ،  بدلیل وضعیت کنترلرهای توربین بخار ، پائین آمدن فشار بویلر در مسیرهای  HP , IP  را به دنبال دارد .

 

وضعیت تولید بخار در بویلر های باز یافت حرارتی با تغییرات فشار

 

عملکرد بویلر های باز یافت حرارتی در فشارهای مختلف متفاوت می باشد . با توجه به سیکل ترمودینامیکی بویلر های بخار با افزایش فشار آب داخل بویلر ، حرارت نهان تبخیر آب کاهش پیدا می کند  تا آنجا که در فشار بحرانی   ( 09/22 اتمسفر فشار مطلق )  آب در دمای 14/374 درجه سانتیگراد به یک باره از فاز مایع به فاز بخار می رود .

از آنجا که توربین بخار می بایست همواره دارای بخار سوپر هیت بوده و رسیدن بخار به دمای اشبا برای توربین بخار مضر می باشد وبدلیل محدود بودن دمای محصولات احتراق خروجی از توربین گاز  ، افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی محدود می باشد  .

دمای محصولات احتراق خروجی از توربین گاز به شرایط توربین بخار بستگی نداشته بلکه دما و دبی محصولات احتراق خروجی از توربین گازبه توان تورببین گاز بستگی داشته و امکان بالابردن فشار بویلر های باز یافت حرارتی تا 90 اتمسفر وجود دارد .

چنانچه توربین بخار با یک بویلر باز یافت حرارتی  در مدار باشد فشار HP   از 90 اتمسفر به 60 اتمسفر کاهش می یابد و تولید بخار در بویلر های باز یافت حرارتی از kg/s  41  به کمتر از     kg/s  40  می رسد که با توجه به نمودار آنتروپی _ دما ، این کاهش تولید مربوط به افزایش حرارت نهان تبخیر آب در اثر کاهش دما می باشد .

 

تغییرات آنتالپی در بویلر های باز یافت حرارتی  

 

برای آنکه به واقعیت نزدیک باشد از فشارهای واقعی در زمان کار دو بویلر باز یافت حرارتی که یکی ( بویلر A )  در فشار 90 اتمسفر و دیگری ( بویلر B ) در فشار 65 اتمسفر با توربین گازهای با حداکثر توان خروجی در مدار بوده اند برداشت شده است

با توجه نمودار های T-S  ( آنتروپی – دما ) و T-H  ( آنتالپی – دما ) آب مادون سرد که وارد اکونومایزرHP بویلر باز یافت حرارتی می شود در بویلر A  با فشار 90 اتمسفر و دمای 155 درجه سانتیگراد وارد و آب اشبا با دمای 302 درجه سانتیگراد و فشار 90 اتمسفر خارج شده و وارد درام HP  می شود  .

 

 

 

 

الف ) میزان حرارت مورد نیاز برای تبخیر آب در فشار 90 اتمسفر

ب ) ) میزان حرارت مورد نیاز برای تبخیر آب در فشار 65 اتمسفر

آنتالپی آب در شرایط ورودی به اواپراتور   kJ/kg 1363 hf =

وبخار در شرایط خروجی از اواپراتور ، آنتالپی   kJ/kg2742  =   hg دارد .

اختلاف آنتالپی در این شرایط          kJ/kg   1378 = hfg   می باشد .

در بویلر B  آب با فشار 65 اتمسفر  و با دمای 280 درجه سانتی گراد وارد درام و اواپراتورهای HP   می شود که در این شرایط آنتالپی آب kJ/kg  1226  hf =   و آنتالپی بخار

    kJ/kg  2778  =   hg  می باشد .

اختلاف آنتالپی در این شرایط kJ/kg    1552 =   hfg    می باشد .

                (1)  kJ/kg                            174 = 1378 - 1552=90  hfg   - 65  hfg  

ملاحظه می شودطبق رابطه (1)  با تغییر فشار HP  از 90 اتمسفر به 65 اتمسفر  kJ/kg  174  حرارت بیشتر لازم است تا همان میزان آبی که در فشار 90 اتمسفر  تبخیر شده بود در فشار 65 اتمسفر تبخیر گردد .

   kJ /s              (2)    6960  =  kJ/kg 174 *  kg/s 40 =   Q = m * hfg  

همانگونه که در رابطه ( 2)  مشخص شده است برای تولید بخار در فشار پائین تر نیاز به حرارت بیشتری می باشد و با توجه به محدود بودن دبی محصولات احتراق خروجی از توربین گاز ، تولید بخار در بویلر باز یافت حرارتی کاهش پیدا می کند

(3)                     kJ/kg    1378*   kg/s  42     = Q = m * hfg     در فشار 90 اتمسفر

                     kJ/s         57876 Q = 

                    

(4)                              kJ/s        57876   =   1552 m *   =    Q = m * hfg     

                                                          Kg/s  38m =

ملاحظه می شود دبی بخار در زمانیکه بویلر های باز یافت حرارتی با فشار 65 اتمسفر کار می کنند حدود 4  کیلوگرم بر ثانیه کمتر از حالتی است که با 90 اتمسفر کار می کند .

 

عوامل مؤثر در افزایش راندمان وتولید بخار در بویلر های باز یافت حرارتی

 

 - اولین عامل افزایش راندمان :

 با افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی میزان انتالپی از kJ/kg  1240 hf 65 =    به     kJ/kg  1363 hf90 = افزایش می یابد وچون دمای آب ورودی به بویلر های باز یافت حرارتی در هر دو حالت 155 درجه سانتیگراد می باشد ، مقدار آنتالپی در این دما و برای هردو فشار مختلف  kJ/kg  654= hf   می باشد .

که رسیدن آنتالپی به kJ/kg   1363 در فشار 90 اتمسفر، حرارت بیشتری از محصولات احتراق ناحیه اکونومایزرها جذب می نماید وبا توجه به مسیر حرکت محصولات احتراق  باعث بالا رفتن راندمان بویلر های باز یافت حرارتی می شود .

یادآور می گردد  با توجه به اینکه با کاهش فشار درام   HP ، در خروجی پمپ های تغذیه آب بویلر های باز یافت حرارتی فشار افزایش پیدا می کند لذا کا ر پمپ ها تا حدی افزایش می یابد .

- دومین عامل افزایش راندمان :

با لا رفتن دبی بخار باعث افزایش تبادل حرارت بین محصولات احتراق و بخار می گردد ودمای دود خروجی از دودکش بویلر  پائین آمده و راندمان حرارتی بویلر های باز یافت حرارتی بالا تر می رود و ازطرف دیگر افزایش دبی بخار باعث افزایش تولید توان  در توربین بخار می گردد .

 

افزایش فشار در   بویلر های باز یافت حرارتی

 

یکی از راههای افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی تغییر ست پوینت کنترل والوهای توربین بخار می باشد با ثغییر ست پوینت   HP Presser Unit set point می توان فشار HP بویلر های باز یافت حرارتی را تا مقدار دلخواه بالا برد  ولی بدلیل افزایش سرعت بخار خروجی از کنترل  والوها ی  HP توربین بخار تمامی عوامل تأثیر گزار بر روی این والوها بایستی شناسایی و مرتفع گردد.

 

نتیجه گیری

 

بالا بردن فشار در بویلرهای تولید بخار می تواند با کاهش حرارت نهان تبخیر آب ، راندمان حرارتی را افزایش داده و با تولید بیشتر بخار وبالا بردن دبی جرمی بخار ،  تولید انرژی الکتریکی را افزایش دهد . با توجه به اینکه جهت تولید انرژی الکتریکی نیاز به سرمایه گزاری زیاد برای ساخت نیروگاه می باشد و از طرفی برای تولید برق در نیروگاهها نیاز به سوخت ( گاز طبیعی یا گازوئیل ) می باشد ، افزایش تولید انرژی الکتریکی ارزش اقتصادی بالای دارد .

 

 

منابع ومأخذ

 

1- ترمودینامیک کلاسیک                                نوشته : ون وایلن

2 - نیروگاههای حرارتی ، آبی وهسته ای            نوشته : محمد محمد الوکیل

3- TRAINIHG MANUAL     BY  FOSTER ENERGIA , S.WHEELER  A.    

4-  STEAM TURBINE  GENERATOR  BY SIEMENS 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




:: برچسب‌ها: افزایش فشار بویلربازیافت حرارتی برای زمانی که تور
ن : ع غ
ت : ۱۳٩٠/٧/٥
نظرات ()
 
جهت اطلاع از تنظیمات و ویــــرایش این قالب اینجا را کلیک کنید.

.:: کلیک کنید ::.