وب سایت آموزشی طراحی یوتیلیتی و فرایند مهندسی شیمی و مکانیک (طراحی یوتیلیتی و فرایند)
نیروگاه سیکل ترکیبی چیست؟
نیروگاه سیکل ترکیبی (Combined cycle power plant) نیروگاهی است که شامل توربین گازی و توربین بخار می‌شود. در این گونه نیروگاه، با استفاده از دیگ بخار بازیافت (HRSG) از حرارت موجود در گازهای خروجی از توربین‌های گاز، برای تولید بخار آب مورد نیاز در توربین‌های بخار استفاده می‌شود.
رایج‌ترین نوع سیکل ترکیبی در خشکی برای تولید برق است که نیروگاه توربین گازی سیکل ترکیبی (CCGT) نامیده می‌شود. از همین اصل برای نیروی محرکه دریایی نیز استفاده می‌شود، جایی که به آن نیروگاه ترکیبی گاز و بخار (COGAS) می‌گویند.
اگر توربین گاز به صورت سیکل ترکیبی نباشد، گازهای خروجی آن، که می‌توانند تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد دما داشته باشند که به‌طور مستقیم وارد هوای محیط شده و انرژی باقی‌مانده در آن‌ها هدر می‌رود؛ این در حالی است که در نیروگاه سیکل ترکیبی، از این انرژی استفاده می‌شود و دیگ بخار توربین بخار بدون نیاز به سوخت، بخار آب تولید می‌کند؛ بنابراین، با استفاده از این روش، انرژی هدر رفته در دودکش توربین گازی بازیافت شده و بازدهی سیکل افزایش می‌یابد.
نیروگاه‌های سیکل ترکیبی راه حل بسیار کارآمد، انعطاف‌پذیر، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید برق است. نیروگاه سیکل ترکیبی در واقع ترکیبی از توربین بخار و توربین گازی می‌باشد به نحوی که ژنراتور توربین گازی، انرژی الکتریکی تولید می‌کند و در عین حال انرژی حرارتی تلف شده از توربین گاز (توسط محصولات احتراق)، برای تولید بخار مورد نیاز توربین بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد و به این طریق انرژی الکتریکی اضافی تولید می‌شود. با ترکیب کردن این دو سیکل بهره‌وری از نیروگاه افزایش پیدا می‌کند.
توربین گازی چیست؟
توربین گازی ( Gas Turbine) یک م.تور درون سوز از گونه ماشین های دوار است که بر اساس انرژی گازهای ناشی از احتراق کار می‌کند. کاربرد اصلی آن در نیروگاهای گازی و سیکل ترکیبی است اما م.تور بالگردها ، هواپیماهای مسافری و جنگی و موتور بیشتر کشتی‌های توربینی نیز گونه‌هایی از توربین گازی هستند.
هر توربین گاز شامل یک کمپرسور برای فشرده کردن هوا، یک محفظه احتراق برای مخلوط کردن هوا با سوخت و محترق‌کردن آن و یک توربین برای تبدیل انرژی درونی گازهای داغ و فشرده به انرژی مکانیکی است. بخشی از انرژی مکانیکی تولیدشده در توربین، صرف چرخاندن کمپرسور خود توربین شده و باقی انرژی، بسته به کاربرد توربین گاز، ممکن است مولد الکتریکی را بچرخاند (توربو ژنراتور)، به هوا سرعت دهد و یا مستقیماً (یا بعد از تغییر سرعت چرخش توسطجعبه دنده ) به همان صورت مصرف شود .
دیگ بازیافت حرارتی چیست؟
دیگ‌بخار بازیاب حرارت یا Heat recovery steam generator
(HRSG) یک مبدل حرارتی بازیابی انرژی است که گرما را از جریان گاز داغ ناشی از توربین یا دیگر جریان گازهای زاید بازیابی می‌کند. این مبدل،بخار تولید می‌کند که می‌تواند در یک فرایند مورد استفاده قرار گیرد یا از آن برای چرخاندن توربین بخار ( سیکل ترکیبی) استفاده شود.
این دیگ ها (بویلرها) از سه جزء اصلی تشکیل شده اند: اکونومایزر، اواپراتور و سوپرهیتر
اجزای مختلف در کنار هم قرار می گیرند تا نیازهای عملیاتی واحد را برآورده کنند.
بر اساس جریان گازهای خروجی، این دیگ ها به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می شوند. در HRSG های نوع افقی،گاز خروجی به صورت افقی روی لوله های عمودی جریان می یابد در حالی که در HRSG های نوع عمودی، گاز خروجی به صورت عمودی روی لوله های افقی جریان می یابد.
بر اساس سطوح فشار، HRSG ها را می توان به دو فشار تک فشار و چند فشار طبقه بندی کرد. HRSG های تک فشار تنها یک درام بخار دارند و بخار در سطح تک فشار تولید می شود در حالی که HRSG های چند فشاری از دو یا سه سطح فشار درام بخار استفاده می کنند. به این ترتیب HRSG های فشار سه گانه از سه بخش تشکیل شده اند: یک بخش LP (فشار پایین)، یک بخش گرم کردن مجدد/IP (فشار میانی) و یک بخش HP (فشار بالا). هر بخش دارای یک درام بخار و یک بخش اواپراتور است که در آن آب به بخار تبدیل می شود. سپس این بخار از سوپرهیترها عبور می کند تا دما را فراتر از نقطه اشباع افزایش دهد.
