طراحی یک راهکار جهت کاهش آب مصرفی برج تر نیروگاه اصفهان با استفاده از برج های خشک

مصرف آب برج¬های خنک¬کن تر نیروگاه بخاری اصفهان حدود 2000 متر مکعب بر ساعت است. با توجه به بحران کم ¬آبی فعلی در فلات مرکزی ایران و بخصوص شهر اصفهان و لزوم استفاده بهینه از آب جهت مصارف خانگی، کشاورزی و فضای سبز، کاهش مصرف آب در این نیروگاه کاملاً توجیه¬پذیر است. این امر با استفاده از برج¬های خشک می¬تواند محقق شود. علاوه بر این آلودگی محیط زیست به واسطه وجود مه و پسآب برج تر بسیار زیاد است که با استفاده از برج خشک این مشکلات نیز مرتفع خواهد شد. هدف از این پژوهش ارایه و طراحی راهکارهای ممکن جهت کاهش مصرف آب برج¬های خنک¬کن نیروگاه اصفهان با استفاده از انواع برج¬های خنک¬کن خشک بر اساس مبانی نظری و محاسبات است. از این رو جایگزینی یا دوگانه¬سازی برج خنک¬کن تر با انواع برج خشک مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا به معرفی اجمالی انواع سیستم خنک¬کننده نیروگاهی پرداخته ¬شده و پس از آن برج تر و انواع برج خشک با استفاده از معادلات و روابط تجربی حاکم بر آنها مطالعه شده و با استفاده از برنامه رایانه¬ای هر کدام از انواع برج شبیه¬سازی شده است. همچنین چرخه قدرت ایده¬آل نیروگاه بر اساس مشخصات واحدهای نیروگاه اصفهان شبیه¬سازی گردیده تا میزان تأثیر برج خنک¬کن بر بازده و قدرت خروجی نیروگاه مشخص شود. سپس با استفاده از شبیه¬سازی¬های انجام شده به بررسی جایگزینی و دوگانه¬سازی برج¬های تر نیروگاه اصفهان با چیدمان¬های مختلف با هر یک از انواع برج خشک پرداخته شده است. تغییرات احتمالی مورد نیاز در توربین و سیستم پمپاژ، همچنین تأثیر متقابل برج و چرخه قدرت نیروگاه بر یکدیگر نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی¬ها نشان می¬دهند که دوگانه¬سازی بدون افزایش دمای چگالنده و با چیدمان سری برج خشک و تر تا دمای محیط زیر 20 درجه سلسیوس صرفه¬جویی 100 درصدی در مصرف آب نسبت به حالت فعلی در پی خواهد داشت اما در دماهای بالاتر، مصرف آب روندی افزایشی دارد. ترکیب موازی برج خشک و تر از لحاظ تعداد مبدل و ابعاد برج خشک منطقی و قابل توجیه نیست. دوگانه¬سازی با افزایش دمای چگالنده موجب افزایش شدید مصرف آب برج تر خواهد شد و تنها در دماهای محیط بالاتر از 40 درجه سلسیوس موجب صرفه¬جویی خواهد شد. جایگزینی برج خشک با برج تر بدون افزایش دمای چگالنده از لحاظ ابعاد و اندازه¬های برج خشک و تعداد مبدل عملی نبوده اما با افزایش دمای چگالنده قابل اجرا است که مصرف آب تقریباً به صفر خواهد رسید. همچنین استفاده از برج خنک¬کن خشک همراه با ریزش آب بسته به این که چه تعداد مبدل مورد استفاده قرار گیرد، می¬تواند صرفه جویی تا 100 درصدی در مصرف آب در پی داشته باشد. در حالت بدون افزایش دمای چگالنده احتیاج به تغییر سیستم پمپاژ فعلی نیست اما با افزایش دمای چگالنده باید آن را تغییر داد و از پمپ¬های کوچکتری استفاده نمود. با افزایش دمای چگالنده بازده و قدرت نیروگاه بدون برداشتن پره¬های ردیف آخر توربین به ترتیب 1/68 درصد و 12/4 مگاوات و با برداشتن پره¬های ردیف آخر توربین به ترتیب 2/36 درصد و 17/15مگاوات کاهش خواهد یافت. با انجام این پژوهش، بسته نرم¬افزاری در اختیار است که با آن می¬توان هرگونه طراحی دلخواهی برای سیستم خنک-کن یک نیروگاه بخار با انواع برج و هرگونه چیدمانی انجام داد و تأثیر آن بر نیروگاه را مطالعه نمود.