شکل (۶-۲) : آمار صنعت برق ایران
۲– ۲ – روش های مختلف جهت خنک کردن هوای ورودی به توربینهای گازی
بر اساس اصول اولیه ترمودینامیک وعلم سایکومتریک ، در کل دو متدولوژی برای خنک کردن هوای ورودی به توربینهای گازی جهت افزایش توان تولیدی آنها مجود دارد :

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

• • روش مستقیم (سیستمهای خنک کننده تبخیری)

در این روش ، هوا مستقیما ً با آب ، مانند کولر آبی در تماس بوده ودر اثر این تماس ، آب گرمای نهان تبخیر خود را از هوای اطراف گرفته وتبخیر می گرددو با محو شدن در هوای سرد شده ، به سمت کمپرسور هدایت می گردد. به این متدولوژی ، روش تبخیری اطلاق می گردد .

• • روش غیرمستقیم (سیستم های خنک کننده چیلری یا کویلی)

در این روش ، هوا با سیال خنک کن هیچ تماسی نخواهد داشت . در این روش ، آب سرد تولید شده توسط چیلر ، در داخل کویلها ، گرمای خود را به آب سرد داخل کویلها منتقل کرده وخنک می گردد. در این فرایند تحت شرایط خاصی ، حتی ممکن است رطوبت هوا روی کویلهای سرمایشی چگالیده شود . به این متدولوژی ، روش کویلی اطلاق می گردد .
هر کدام از متدلوژیها ی فوق توسط یکسری سیستمهای خاصی می توانند پیاده شوند که در نمودار (۷-۲) تقسیم بندی آنها ارائه شده است .
با اندک دقتی در این شکل ، ملاحظه می شود که عمل خنک کردن ، یا با بهره گرفتن از خاصیت برودت زایی تبخیر آب (Evaporate Systems) صـــورت می گیرد و یا با بهره گرفتن از یکسری کویلــــهای
سرمایشی ( Refrigerative Systems ) که در مسیر هوا به سمت کمپرسور کار گذاشته می شود ، انجام می پذیرد . در توربین گازی پالابشگاه آبادان ، تعبیه سیستم دوم در نظر گرفته شده است .
شکل (۷-۲) : انواع روش های خنک کن هوای ورودی به توربینهای گازی
فصل سوم
۳- آشنایی با اصطلاحات سایکومتریک
قبل از شبیــه سازی توربینهای گازی بــا وبــدون سیستمهای خنک کن ، لازم اســـت با یکسـری از اصطلا حاتی که بعدها مورد استفاده قرار خواهند گرفت ، آشنا شویم .
۱-۳- شرح مقدماتی
هوا مخلوطی از گازهای مختلف است که بیشتر وزن آن اکسیژن وازت ومقدار کم ومتغیری بخار آب در آن وجود دارد . اگر چه میزان آب موجود در هوای جو کمتر از یک درصد وزن هوا در مناطق آب وهوایی معتدل وکمتر از سه در صد در بالا ترین مقدار آن است ، تغییر آن در این محدوده ، نتنها اثرات قابل ملا حظه ای بر آسایش انسان ، خواص ورفتار مواد دارد بلکه چنانچه خواهیم دید ، عملکرد توربین های گازی را بشدت تحت تأثیر خود قرار خواهد داد . بنابراین ، اندازه گیری میزان رطوبت هوا ومطالعه ا ثر خواص هوای مرطوب در افزایش ویا کاهش توان وراندمان نیروگاههای گازی ، از اهمیت زیادی برخوردار است .
۲-۳- تعاریف وروابط :
الف – سایکومتری : فن ویا روش اندازه گیری رطوبت موجود در هوا را سایکومتری می نامند. علمی که خواص حرارتی هوای مرطوب را بررسی می کند واندازه گیری وکنترل هوای مرطوبب را مورد توجه قرار می دهد واثر رطوبت هوای محیط را بر مواد وآسایش انسان ویا تجهیزاتی مانند نیروگاهها مطالعه می کند ، علم سایکومتریک نامیده می شود .
ب – دمای خشک : دمایی که با یک دماسنج معمولی اندازه گیری شود .
Dry Bulb Temp. DBT or T_db
ج – دمای مرطوب یا دمای اشباع آدیابا تیک : دمایی که در آن دما آب یا یخ بتواند یا تبخیر بی دررو به داخل هوا ، آن را به حد اشباع برساند .
Wet bulb Temp . DPT or T_wb
د – دمای نقطه شبنم : دمایی است که اگر هوا را تا آن دما بدون اسپری آب سرد کنیم ، بخار موجود در هوا بصورت قطرات آب ظاهر شود .
Dew Point Temp. DPT or T_dp
ﻫ – رطوبت مخصوص : نسبت وزن بخار آب موجود در هوا به وزن هوای خشک را رطوبت مخصوص یا نسبت رطوبت ویا رطوبت مطلق می نامند وبا ω نمایش می دهند .
و – رطوبت نسبی : نسبت فشار جزئی بخارآب موجود در هوا در دمای خشک T به فشار جزئی بخارآب هوایی که در همان دما به حالت اشباع رسیده باشد را رطوبت نسبی گویند وآن را با φ یا RH نشان می دهند . تعریف یگر رطوبت نسبی به صورت نسبت جرم بخار آب موجود در هــوا به جــرم بخار آب موجود در هــوای اشباع در همان دمــای خشــــــک می باشد و معمولا ً به صورت درصد بیان می شود . Reletive Humidity . درزیر ، ارتباط بین رطوبت نسبی و رطوبت مطلق آورده شده است .

• • رطوبت نسبی بالا دلیل بر بالا بودن میزان بخار آب در هوا نمی باشد .

ز – حجم مخصوص هوا : حجم مربوط به واحد جرم هوای خشک موجود در آن را حجم مخصوص هوا می نامند .
ح – گرمای ویژه هوا : گرمای ویژه هوا ، مقدار حرارتی است که به مخلوطی از یک پوند هوای خشـــک وω پوند بخار آب دا ده شود ، دمای مخلوط را یک درجــه فارنهایت افـزایش می دهد ، بصورت ذیل محاسبه می شود .
ط – انتالپی مخلوط : یک خاصیت حرارتی که میزان انرژی حرارتی موجود در یک جسم روان را نسبت به یک مبدأ نشان می دهد . (در برخی از کتابها آنتالپی را با i ودر برخی مراجع با h نشان می دهند .)
ی – راندمان اشباع : ( Sat.eff ) راندمان سیستم خنک کننده در نزدیک کردن درجه حرارت خشک به درجه حرارت تر محیط را ، راندمان اشباع می گویند . به عنوان مثال ، اگر بتوان توسط یک سیستم خنک کننده ، درجه حرارت خشک محیط را به درجه حرارت تر تقلیل داد، راندمان اشباع ۱۰۰ % است .
ک – منحنی سایکومتریک : با معلوم بودن دو خاصیت از خواص هوا می توان خواص دیگر را از روابط سایکومتریک محاسبه کرد . برای ساده کردن وسرعت بخشیدن به تعیین خواص هوا ، روابط بین خواص هوا (یعنی مخلوط هوا وآب) را به صورت ترسیمی وبه شکل یک منحنی واحد نمایش داده اند . این منحنی به چارت سایکومتریک معروف است .
شکل (۱-۳) : چارت سایکومتریک
فصل چهارم
۴ – شبیه سازی واحد توربین گازی نیروگاه دو پا لایشگاه آبادان
با عنایت به مطالب قبلی گفته شده مجددا ً تأکید می گردد که نیروگاههای گازی به دلیل دارا بودن راندمان حرارتی کمتر نسبت به نیروگاههای بخاری از اولویت بالا تری در تبدیل به نیروگاههای تولید همزمان برق ، حرارت وبرودت برخوردارند . در این نیروگاهها ، حرارت دود خروجی از دودکش بعنوان منبع اصلی تولید حرارت مورد نیاز جهت مصارف گرمایشی وسرمایشی مختلف استفاده می گردد . گاهی اوقات در مجتمع پالا یشگاهی ، مقادیر بسیار زیادی از بخار کم فشار مازاد نیز تلف می گردد که می تواند در کنار سیستم (CHP) و درچیلرهای جذبی برای تولید برودت مورد نیاز خود توربین جهت افزایش ظرفیت ، بهره وری ، عمر وکاهش دمای مسیر داغ ، ونیز ساختمانهای اداری اطراف استفاده گردد . هدف این پروژه ، امکان سنجی استفاده از حرارت بازیافتی برای روش خنک کاری هوای ورودی به توربین گازی پالایشگاه آبادان می باشد . لذا با عنایت به تنوع سیستمها والمانهای مختلف در طراحی مجموعه تولید همزمان برق ، برودت ویا تبدیل نیروگاه موجود به نیروگاه تولید تؤام همزمان برق ، حرارت وبرودت جهت تأمین مصارف گرمایش و سرمایش مصرف کننده ها (در پالایشگاه ) ، طراحی اینگونه سیستمها ، مستلزم انجام مطالعات وشبیه سازیهای لازم وشناخت دقیق مصارف ومنابع تولید حرارت می باشد .
به همین دلیل ودر همین راستا یک برنامه نرم افزاری با در نظر گرفتن پدیده احتراق در محفظه احتراق وبا روش های مبتنی برشبیه سازی رفتار توربین های گازی (با بررسی اثرات متعدد خنک کردن هوای ورودی به کمپرسور روی توان، راندمان ، دبی جرمی سوخت مصرفی ، دبی هوای ورودی و تغییرات دمای مسیر داغ و . . . ) توسط شرکت نخبه صنایع تهیه گردید ونتایج آن در قالب یکسری نمودارها که دراین پروژه از آنها استفاده شده در آمد .
بنابراین شبیه سازی ترمودینامیکی عملکرد مجموعه توربین گازی ، یکی از بهترین ابزارها برای برآورد میزان حرارت اتلافی از دودکش توربین وبررسی اثرات خنک کردن هوای ورودی روی عملکرد توربین می باشد .
نیروگاه گازی پالایشگاه آبادان دارای یک واحد گازی از نوع G.E.C.EM 610B می باشد . این توربین در شرایط ایزو (دمای ۱۵ درجه سانتیگراد و فشار ۷۶۰mmHg ) ودر حالت Load Base خود ، حدود ۵۳٫۵۶ MW توان الکتریکی در خروجی ژنراتور تولید می کنند . این در حالیست که توان نیروگاه در دمای محیط ۵۰ درجه سانتیگراد ، به ۴۱٫۷۲ MW کاهش می یابد که این موضوع، تأثیر شدید دمای محیط را روی خروجی واحدهای مذکور بوضوح نشان می دهد .مشخصات ترمودینامیکی توربین گازی در صفحه بعد آمده است .
شکل (۱-۴) شماتیک مجموعه توربین گازی مورد مطالعه را نشان می دهد .
شکل (۱- ۴) شماتیک توربین گازی