مدلسازی عددی و تحلیل اگزرژی تزریق دود اگزوز به درون برج هلر بر روی عملکرد توربینهای گازی و بخاری یک نیروگاه چرخه ترکیبی در شرایط وزش باد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

عملکرد برج  هلر به شرایط محیط وابسته است، بطوریکه علاوه بر دما و چگالی، دبی هوای مکیده شده به سمت برج، روی راندمان آن تاثیر خواهد گذاشت. در شرایط وزش باد، به‌علت از بین‌ رفتن تقارن توزیع فشار در اطراف برج و همچنین ایجاد پدیده درپوشی در بالای برج، دبی ورودی به برج و راندمان برج خنک‌کن کاهش می‌یابد که درنتیجه، عملکرد کلی نیروگاه نیز کاهش می‌یابد. یکی از روش­هایی که برای بهبود راندمان برج‌ پیشنهاد شده‌است، تزریق دود خروجی از دیگ بخار که دمایی حدود 130 درجه سلسیوس دارد، بدرون برج در نیروگاه­های چرخه ترکیبی می‌باشد. در مطالعه حاضر از نتایج تحلیل عددی، در حالت‌های بدون تزریق دود و با تزریق دود تحت شرایط طراحی برج و وزش باد، جهت تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی اجزای مختلف نیروگاه استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی، نشان‌دهنده افزایش MW2/17 توان گرمایی برج‌ خنک‌کن در شرایط وزش باد با سرعت m/s20 تحت ‌تاثیر تزریق دود، نسبت به حالت بدون تزریق دود می‌باشد که این میزان باعث افزایش راندمان‌های قانون اول و دوم نیروگاه به میزان به‌ترتیب % 94/0 و %88/0می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1]     Al-Waked R. and Behnia M., The Performance of Natural Draft Dry Cooling Towers under Crosswind: CFD Study, International Journal of Energy Resource, Vol. 28, pp.147-161, 2004.
[2]     Ghaffari S., Golneshan A. and Mokhtarpoor R., 3D Numerical Analysis of The Performance of An NDDCT with Windbreak Walls under Various Crosswind Velocities and Directions, 2007 Conference on Applications and Design in Mechanical Engineering, Kangar, Perlis, Malaysia, 2007.
[3]     Jahangiri A. and Rahmani F., Power production limitations due to the environmental effects on the thermal effectiveness of NDDCT in an operating powerplant, Applied Thermal Engineering, Vol. 141, pp. 444-455, 2018.
[4]     Eldredge T. V., Benton D. J. and Hodgson J. W., An Investigation of The Effects of Flue Gas Injection on Natural Draft Cooling Tower Performance, Journal of Engineering For Gas Turbine and Power, Vol. 119, pp. 478-484, 1997.
[5]     Cooper J., Grindle E. and Lawson R., Improving Natural Draft Cooling Tower Performance With Heat Injection, International Joint Power Generation Conference, Phoenix, AZ, USA, 2002.
[6]     جهانگیری ع. و  گلنشان ع. ‌ا. بررسی بهبود عملکرد حرارتی برج هلر بر اثر تزریق دود اگزوز به درون آن، اولین کنفرانس صنعت نیروگاههای حرارتی، تهران: دانشگاه تهران،  1388
[7]     Jahangiri A. and Golneshan A. A., Feasibility Study of the Thermal Performance Improvement of Natural Draft Dry Cooling Towers due to Flue Gas Injection, World Applied Science Journal, Vol. 12, No. 4, pp. 568-675, 2011.
[8]     Jahangiri A. and Golneshan A. A., Performance Improvement of Heller Cooling Towers under Crosswind at Different Angles toward Towers Row Direction, 20th Annual International Conference on Mechanical Engineering-ISME2012, Shiraz University, Shiraz, Iran, 2012.
[9]     Schlichting H. and Kestin J., Boudary-layer theory. 7th edn. McGraw-Hill, New York, 2000.