شبيه‌سازي و ساخت مبدل حرارتي نيروگاهي به همراه سامانه توپك‌راني و بررسي عملكرد حرارتي و اثرات زيست محيطي بكارگيري توپك¬ها

كارشناسي ارشد

با گسترش انقلاب صنعتي و استفاده روزافزون از انرژي خصوصاً در عصر حاضر، زنگ خطر به سبب تأثير سوء آلودگي زيست¬محيطي بر زندگي انسان و ساير موجودات كره زمين به صدا درآمده است. يكي از مهمترين اثرات مخرب مصرف انرژي بر محيط¬زيست انتشار گرما و حرارت است؛ لذا براي جلوگيري از ايجاد آلودگي حرارتي و افزايش مصرف سوخت ناشي از فعاليت¬ نيروگاه‌هاي توليد برق از روش¬هاي كنترل حرارت نظير مبدل¬هاي حرارتي (كندانسور) استفاده مي¬گردد. يكي از روش¬هاي افزايش بازده مبدل¬ حرارتي نيروگاه¬ها استفاده از سامانه توپك¬راني است. در اين تحقيق با شبيه¬سازي عمليات توپك¬راني در سيستم كندانسور نيروگاه پره¬سر گيلان علاوه بر جمع‌آوري داده¬هاي مربوط به انتقال حرارت و نيز عوامل مؤثر جهت افزايش راندمان حرارتي، به بررسي تأثير توپك¬ها در افزايش بازده كندانسور و كاهش مصرف سوخت و انتشار گازهاي گلخانه¬اي پرداخته شده است. مهمترين پارامترهاي مورد بررسي در اين شبيه¬سازي شامل اختلاف دما و فشار در اطراف كندانسور، ميزان بازده آن و ضخامت لايه رسوب در جداره داخلي لوله¬ها در نظر گرفته شده است. پس از بررسي داده¬هاي خروجي شبيه¬سازي؛ با فرض بالاترين ميانگين دماي آب دريا در تابستان (به عنوان بدترين شرايط آب و هوايي براي عملكرد كندانسور) در حدود 27 درجه سانتيگراد مشخص گرديد كه بيشترين نرخ افت بازده كندانسور تا ضخامت لايه رسوب به ميزان 9/0 ميليمتر رخ داده و از اين مقدار به بعد با نرخ كمتري روند كاهش بازده ادامه مي¬يابد و سبب كاهش عملكرد كندانسور تا ميزان 37 درصد، افزايش مصرف سوخت در نيروگاه جهت پيش¬گرم كردن آب جبراني ورودي به بويلر و توليد روزانه 17 تن كربن دي¬اكسيد را به دنبال خواهد داشت. سردتر شدن دماي آب دريا در زمستان (به عنوان بهترين شرايط آب و هوايي براي عملكرد كندانسور) باعث مي¬شود تا همان ميزان افت بازده كندانسور در ضخامت رسوب 8/2 ميليمتر رخ دهد. همچنين در فصول سرد سال، ميزان ضخامت لايه رسوب تا 75/0 ميليمتر تأثير ناچيزي در ضريب عملكرد كندانسور داشته ولي هر چه ضخامت از اين مقدار تجاوز نمايد با نرخ بالايي سبب كاهش انتقال حرارت در مبدل حرارتي مي¬گردد. پس از شبيه¬سازي كندانسور نيروگاه پره¬سر، با مدلسازي مبدل حرارتي پيش خنك¬كن اين نيروگاه نيز عملكرد سيستم توپك¬راني با جمع¬آوري داده¬ها و مقايسه با مقادير واقعي بدست آمده از نيروگاه مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفت. نتايج بدست آمده در اين دو بخش نشان¬دهنده آن است كه كاهش ضخامت رسوب توسط سيستم توپك¬راني در افزايش راندمان كندانسور و كاهش مصرف سوخت پيش¬گرم¬كن تأثير بسزايي خواهد داشت. واژه‌هاي كليدي: كندانسور، ضخامت لايه رسوب، سيستم توپك¬راني، راندمان، اختلاف دما

191766

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست

دكتر عليرضا زاهدي - دكتر روح الله احمدي