«بازتوانی کامل»، یک روش عالی و با انعطاف پذیری بالا برای بهبود راندمان در نیروگاه‌های قدیمی است. ایده بازتوانی در نیروگاه ها به حدود چهار دهه قبل باز می گردد. یکی از اولین کارهای انجام شده در این زمینه، مربوط به نیروگاه مگنوکس در بریتانیا است. در این نیروگاه به علت مسایل متالورژیکی، دمای بخار به حدود ۵۰ درجه سانتیگراد تنزل یافته بود که با افزودن یک توربین گاز و استفاده از گازهای خروجی از آن به منظور بالا بردن دمای بخار، بهبود قابل قبولی حاصل شد. پس از آن بود که تحقیقات علمی برای بازتوانی نیروگاه ها پایه و اساس محکمی گرفت و گزارش های زیادی درباره این روش منتشر شد.
دکتر حمیدرضا بهرامی عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه صنعتی قم، در دوره فرصت مطالعاتی « بررسی ابعاد فنی و مالی بازتوانی واحدهای نیروگاه سیکل ترکیبی قم» با حضور ۳ ماهه در این نیروگاه به بررسی ابعاد فنی و مالی بازتوانی واحدهای این نیروگاه پرداخته است.
روش های بازتوانی
در طرح مطالعاتی دکتر بهرامی، علاوه بر معرفی موقعیت نیروگاه و بررسی اجمالی واحدهای مختلف فعال در آن، به مرور روش های بازتوانی برای ارتقای این واحدها پرداخته شده است. بسیاری از این روش ها مربوط به سیکل‌های بخارهستند. با این حال در این طرح مختصری هم به روش های بهبود فرایندهای تولید توان در سیکل های گازی پرداخته شده است. هر چند برخی از روش ها با توجه به ریسک های موجود، هزینه های سربار و هزینه های توقف سیکل به مدت طولانی و یا کوتاه مدت، برای سیکل فعلی قابلیت اجرایی ندارد اما تأکید گزارش بیشتر بر روی روش های ارزانقیمت و قابل اجرا با در نظر گرفتن محدودیت های نیروگاه فعلی است.
۳ نقطه حساس
با تحقیق جامع روی روش های بازتوانی نیروگاه قم، سه نقطه حساس در آن شناسایی شد که با هزینه و ریسک کمتر قابل تغییرات است و می تواند به بهبود وضعیت این نیروگاه کمک شایانی کند. مورد اول «خنک کاری ورودی کمپرسور» است. در حالت فعلی، نیروگاه در این قسمت از یک سیستم مه پاش استفاده می کند. سیستم مه پاش نسبت به سیستم مدیا دارای عملکرد بهتری است اما با توجه با المانهای گرانقیمت در این سیستم، نیروگاه علاقه ای به ادامه کار با این سیستم ندارد، به همین دلیل علاقه مند است که مانند سایر نیروگاه های کلاس مشابه نظیر سیکل نیروگاه کازرون سیستم را به سیستم مدیا تغییر دهد که این مساله به دلیل تفاوت موقعیت و شرایط مکانی نیروگاه قم و کازرون و همچنین ریسک های مربوط به تنش آبی و سایر موارد قابل بحث است.
با این حال برای بهبود عملکرد سیکل گازی از طریق خنک کاری، جریان هوای ورودی مد نظر قرار داده شده و روش هایی ارزان قیمت مانند مه پاشی، مدیا، استفاده از چیلرهای تبرید جذبی و یا تراکمی مرور شده اند.
مدبل بازیاب
دومین نقطه حساس شناسایی شده در نیروگاه قم، مبدل بازیاب است. اکنون به صورت دوره‌ای این مبدل با روش‌هایی تمیزکاری می شود اما بازدهی این تمیزکاری ها و دقت آنها مورد سوال است.، لازم به ذکر است که هرگونه تغییر شکل در پره های این مبدل و رسوبگذاری بر روی آنها ( با توجه به بالا بودن مقاومت حرارتی رسوب) به شدت عملکرد انتقال حرارت درون این مبدل را با اختلال مواجه می کند، بنابراین باید روش موجود مورد بررسی قرار گرفته و همینطور روش هایی دیگری که در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد ارزیابی بیشتری شود.
کندانسور هوایی و چالش‌های مربوط به آن
اما سومین نقطه حساس نیروگاه قم، کندانسور هوایی است. به دلیل اقلیم گرم و خشک منطقه، سازنده از کندانسور هوایی استفاده کرده است اما به دلیل تغییرمداوم، در شرایط محیطی و گرمتر شدن در تابستان، بادهای ناخواسته و غیره، کندانسور نمی تواند به خوبی عمل کند. با بررسی های انجام شده، به نظر می رسد درطرح فعلی نیروگاه، کندانسور هوایی، گلوگاه سیستم باشد. این کندانسور برای شرایط فعلی نیروگاه طراحی شده و هرگونه افزایش ظرفیت به هر روشی ممکن است به شرایطی ختم شود که کندانسور جوابگو نباشد.
به همین خاطر مشکلات و راه حل های مربوط به کندانسور هوایی در نیروگاه قم مورد ارزیابی قرار گرفته و همچنین فناوری کندانسور هوایی و چالش های مربوط به آن مرور شده و راهکارهای قابل اجرا برای بهبود عملکرد کندانسور هوایی با توجه به محدودیت‌های سیکل فعلی معرفی شده اند. به طور مثال با ارزیابی نیروگاه های گازی و بخار مشخص شد که کندانسور هوایی یکی از المانهای مهم و تاثیرگذار بر روی عملکرد نیروگاه است.
این طرح در نهایت نیز به موضوعات، مشکلات و راهکارهای بهبود مربوط به مبدل بازیاب پرداخته است. عمده مشکلات مربوط به مبدل بازیاب ناشی از کثیف شدن آن در اثر دوده ها و یا سایر اشیا و زباله هایی است که از خروجی توربین گاز وارد این منطقه می شود. به همین دلیل راهکارهای لازم و قابل اجرا برای زدودن این زباله های اضافه از روی پره های مبدل حرارتی بررسی و برای بهبود عملکرد آن معرفی شده است.
بهبود عملکرد سیکل توربین گاز
علاوه بر سیکل های بخار، عمکرد سیکل توربین گاز نیز بررسی شده است. به طورکلی عملکرد توربین های گازی به پارامترهای نسبت فشار، راندمان آیزنتروپیک توربین، دمای ورودی به توربین، دمای ورودی به کمپرسور، راندمان آیزنتروپیک کمپرسور و نسبت سوخت به هوا وابسته است. بنابراین با ارایه یک سری روش ها و تغییر هر یک از پارامترهای فوق می توان عملکرد توربین گاز را از نظر بازده حرارتی، توان خروجی و مصرف سوخت بهبود بخشید. انواع روش های مؤثر در بهبود عملکرد سیکل توربین گازی در این طرح ، خنک کاری هوای ورودی به کمپرسور، افزایش نسبت فشار کمپرسور، تزریق آب و بخار به محفظه احتراق، افزایش دمای گازهای ورودی به توربین، گرمایش مجدد گازها در توربین و بازیافت حرارت از گازهای خروجی از توربین گرم کردن هوای خروجی از کمپرسور تولید بخار به وسیله بویلر بازیاب معرفی و هر کدام به طور کامل شرح داده شده است.
دیدگاهتان را بنویسید