بررسی فنی و اقتصادی سیستم های خنک کننده هوای ورودی توربین گاز و مدلسازی تاثیر آن ها بر وضعیت واحد

توربین های گازی یکی از ماشین های تولید توان به شمار می آیند. این توربین ها نقش بسیار مهمی را در تامین برق مورد نیاز کشور بخصوص در ساعات پیک دارا می باشند. یکی از معایب اصلی این توربین ها کاهش توان و راندمان آن در اثر افزایش دمای محیط می باشد. به عبارتی دیگر، در حالی که بیشترین تقاضا برای مصرف برق در فصول گرم سال اتفاق می افتد، در همین زمان واحدهای گازی با افت شدید توان و راندمان مواجه خواهند بود. بنابراین اتخاذ روش هایی جهت سرمایش هوای ورودی به کمپرسور این توربین ها و بازیابی توان از دست رفته آنها ضروری می باشد. با توجه به شرایط اقلیمی محل احداث نیروگاه، روش های مختلفی جهت خنک کاری هوای ورودی به کار گرفته می شوند که بطور خلاصه می توان به روشهای تبخیری (فاگ و مدیا)، روشهای تبریدی (تراکمی و جذبی) و روش ذخیره سازی سرما (یخساز) اشاره نمود. در این پژوهش، به بررسی فنی و اقتصادی انواع روش های خنک کاری هوای ورودی توربین گازی در شرایط مختلف اقلیمی کشور پرداخته شده است. بدین منظور توربین گازی v94.2 جهت ارائه محاسبات انتخاب گردیده است. شهر یزد به عنوان نماینده هوای گرم و خشک، بندرعباس به عنوان نماینده هوای گرم و مرطوب و تهران به عنوان نماینده هوای معتدل جهت مقایسه فنی و اقتصادی انواع روش های خنک کنندگی هوای ورودی انتخاب گشته است. با استفاده از نرم افزار ترموفلو و به کمک داده های هواشناسی، میزان انرژی تولیدی حاصله از بکارگیری انواع روشهای سرمایش هوای ورودی محاسبه می شود. در ادامه هزینه های اولیه و جاری هر یک از تکنولوژی های بکار رفته بدست آمده، سپس با مقایسه میزان افزایش تولید و قیمت برق اضافی تولیدی در مورد انتخاب روش بهینه تصمیم گیری می شود. نتایج حاصل از بررسی فنی و اقتصادی روش های خنک کاری هوای ورودی نشان می دهد که گرچه می توان روش های فاگ و مدیا را بعنوان سیستم های با کمترین سرمایه گذاری اولیه، روش های مناسبی تلقی نمود؛ ولی انتخاب سیستم مناسب به ویژه در مناطق گرم و مرطوب نیازمند بررسی مقتضیات کارفرما، انتظارات اولیه و به ویژه میزان نیاز به کیلووات اضافه جهت رفع نیاز در ساعات پیک دارد. همچنین به منظور امکان سنجی اعمال سیستم فاگ، به شبیه سازی فرآیند تبخیر قطرات آب در داکت هوای ورودی توربین پرداخته شد. اندازه قطره خود به تنهایی یک فاکتور بحرانی برای فرآیند خنک کاری هوای ورودی به روش فاگ می باشد. قطرات باید به اندازه ی کافی کوچک باشند تا قبل از رسیدن به دهانه ی کمپرسور تبخیر گردند. بدین منظور با استفاده از نرم افزار فلوئنت به بررسی فرآیند تبخیر قطرات 25 و 30 میکرونی خروجی از نازل های فاگ پرداخته شد. نتیجه آنکه با تعبیه نازل های فاگ در بخش گذرگاه داکت هوای ورودی، قطرات قبل از رسیدن به دهانه کمپرسور تبخیر می گردند.