17969

17969

بررسي فني و اقتصادي سرمايش هواي ورودي به توربوكمپرسور صنعتي 25 مگاواتي با سيستم‌هاي تبخيري(مديا، فاگ) و تبريدي(تراكمي، جذبي)

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

شهريور 1396

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور - دكتر حميد صفاري

مكانيك

چكيده دماي محيط از جمله پارامترهاي تاثيرگذار در عملكرد توربين‌هاي گاز صنعتي مي‌باشد. از آنجا كه توربين هاي گاز در حجم ثابت كار مي‌كنند، كاهش دانسيته هوا كه به علت دماي بالاي آن در فصول گرم سال اتفاق مي افتد، منجر به كاهش قابل ملاحظه در توان و راندمان توربين گاز مي گردد. در اين تحقيق به بررسي فني و اقتصادي سرمايش هواي ورودي با روش هاي تبخيري (مديا و مه پاشي) و تبريدي (چيلر مكانيكي و جذبي)، براي يك نمونه توربوكمپرسور 25 مگاواتي در سه اقليم گرم و خشك، گرم و مرطوب و معتدل پرداخته شده است. يك مدل شبيه سازي شده در نرم افزار براي اين منظور تهيه و با كمك داده هاي هواشناسي، ميزان افزايش توان و راندمان حاصله از بكارگيري روش¬هاي سرمايش محاسبه گرديده است. نتايج تحقيق نشان داد كه در نقطه ي طراحي انتخاب شده در اقليم گرم و خشك، بهره گيري از روشهاي تبخيري مديا و مه پاشي، عملكرد مناسبي در بهبود توان و راندمان توربوكمپرسور دارند. توان بهبود يافته در اين اقليم با بكارگيري سيستم هاي مديا و مه پاشي، به ترتيب 1/12 و 4/13 درصد بدست آمد. در مقابل در اقليم گرم و مرطوب، روش هاي تبخيري كارايي مناسبي نشان ندادند و توان خالص خروجي براي سيستم هاي مديا و مه پاشي به ترتيب 5/3 و 1/4 درصد، نسبت به سيستم فاقد خنك كن افزايش يافت. اين در حالي است كه استفاده از خنك كن هاي چيلري در اين اقليم، نتايج بسيار مناسب‌تري ارائه مي‌دهد. به عنوان نمونه، با استفاده از چيلر مكانيكي، توان خروجي در حدود 22 درصد افزايش مي يابد. در بخش اقتصادي اين تحقيق، موضوع بازگشت سرمايه ي هزينه هاي نصب و جاري هر سيستم ملاك عمل قرار گرفت. بدين ترتيب با محاسبه ي هزينه هاي بهره برداري، توان بهبود يافته، ساعات كاركرد، افزايش سوخت مصرفي به ازاي بكارگيري هر روش و غيره، دوره ي بازگشت سرمايه ي نصب و راه اندازي هر يك از روش هاي خنك كاري محاسبه گرديده است. واژه‌هاي كليدي: توربوكمپرسور، توان، راندمان، تبخيري، چيلر.

1396/08/06

3/19/2020 12:00:00 AM

Abstract: Ambient temperature is an effective parameter in the performance of gas turbines. Since the gas turbines work in constant volume, the low density of air resulting from hot seasons leads to a significant drop in gas turbines power and efficiency. In this research the technical and economic analyses of cooling and evaporative methods for a 25-MW turbo compressor in three climates, dry and hot, dry and humid and moderate is studied. A simulation model for this purpose was prepaid and with aim of the weather forecast data, the level of power increment and efficiency resulting from cooling method implementation was calculated. Our findings show that at the design point of dry and hot climate, utilization of evaporative methods has a noticeable function in the optimizing turbo-compressor power and efficiency. Improved power in this climate with implementation of media and fogging systems, %12.1 and %13.4 respectively were calculated. On the contrary, evaporative methods in humid climates did not attribute to a proper improvement, and net power for media and fogging systems was respectively %3.5 and %4.1 improved. However, absorption chillers implementation proved to be more efficient in these climates. For instance, mechanical chiller utilization proved an increment of %22 in output power. In the economical section of this study, the subject of investment returns for the installation and current costs of each system was also taken into consideration. With eva​luation of operation costs, several factors including; improved power, operation timing, consumption fuel increment for each method and investment return period of installation and operationalization for each cooling method was calculated. Keywords: Turbo Compressor, Power, Efficiency, Evaporative Coolers, Chillers.