مدلسازي عددي و تحليل اگزرژي تزريق دود اگزوز به درون برج هلر بر روي عملكرد توربينهاي گازي و بخاري يك نيروگاه چرخه تركيبي در شرايط وزش باد

Numerical Modeling and Exergy Analysis of Flue Gas Injection into Heller Tower on The Operation of Gas and Steam Turbines of a Combined Cycle Power Plant under Crosswind Conditions

عملكرد برج هلر به شرايط محيط وابسته است، بطوريكه علاوه بر دما و چگالي، دبي هواي مكيده شده به سمت برج، روي راندمان آن تاثير خواهد گذاشت. در شرايط وزش باد، به‌علت از بين‌ رفتن تقارن توزيع فشار در اطراف برج و همچنين ايجاد پديده درپوشي در بالاي برج، دبي ورودي به برج و راندمان برج خنك‌كن كاهش مي‌يابد كه درنتيجه، عملكرد كلي نيروگاه نيز كاهش مي‌يابد. يكي از روش­هايي كه براي بهبود راندمان برج‌ پيشنهاد شده‌است، تزريق دود خروجي از ديگ بخار كه دمايي حدود 130 درجه سلسيوس دارد، بدرون برج در نيروگاه­هاي چرخه تركيبي مي‌باشد. در مطالعه حاضر از نتايج تحليل عددي، در حالت‌هاي بدون تزريق دود و با تزريق دود تحت شرايط طراحي برج و وزش باد، جهت تحليل ترموديناميكي و اگزرژي اجزاي مختلف نيروگاه استفاده شده است. نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي، نشان‌دهنده افزايش MW17/2 توان گرمايي برج‌ خنك‌كن در شرايط وزش باد با سرعت m/s20 تحت ‌تاثير تزريق دود، نسبت به حالت بدون تزريق دود مي‌باشد كه اين ميزان باعث افزايش راندمان‌هاي قانون اول و دوم نيروگاه به ميزان به‌ترتيب % 0/94 و %0/88 مي‌شود.

The performance of dry cooling tower (Heller Type) is highly affected by environmental conditions, especially wind condition. Under wind conditions, due to the loss of symmetry of the distribution of pressure around the tower, as well as the wind covering phenomenon on the top of the tower, the inlet airflow to the tower and so the efficiency of the cooling tower decreases. One of the methods recently proposed to improve cooling tower performance under wind conditions is the flue gas injection from a recovery boiler, which is about 130oC, into the cooling tower at combined cycle power plants. In the present study, a Heller dry tower, with a solution domain around it, is modeled using computational fluid dynamics. The amount of numerically calculated heat released from the cooling tower, with and without injection at the design conditions of the tower under crosswind effect, has been used to perform an exergy analysis on the components of the combined cycle power plant. Finally, the positive and negative effects of flue gas injection into the Heller Tower have been studied on the overall performance of the combined cycle power plant, indicating an increase about 0.94% and 0.88% in the overall first and second law efficiencies of combined cycle power plant respectively.