تحليل انرژي و اگزرژي نيروگاه هاي بخار

Energy and exergy analysis of steam power plants

امروزه با توجه به نگراني جهاني به افزايش دماي زمين و اهميت محيط زيستي عاري از آلودگي حاصل از سوخت هاي فسيلي و اينكه سهم توليد برق در نيروگاه هاي بخار 34/2%، سيكل تركيبي 32/2%، گازي 52/2%، آبي 5/6% تجديدپذير و اتمي 1/9ريال و ديزلي 0/03% است. بنابراين به استفاده از فن آوري هاي جديد در بالا بردن راندمان توليد در نيروگاه ها توجه خاصي شده است. در اين مقاله با ارائه سه ساختار مختلف در چيدمان توربين و تجهيزات نيروگاه هاي بخار و با استفاده از معادلات بالانس جرم، انـرژي و اگزرژي براي هر يك از اجزاي سيكل توليد، تلفات انرژي، تلفات اگزرژي، درصد بازگشت ناپذيري و براي كل نيروگاه، بازدهي انرژي و بازدهي اگزرژي محاسبه مي شود. روش انجام محاسبات تحليل انرژي و اگزرژي در نيروگاه بخار به روش كلاسيك و نيز با روش دسته بندي تجهيزات اصلي در سه زير سيستم موسوم به بويلر ، سيكل بخار و برج خنك كننده نيز مورد بررسي قرار مي گيرد. نتـايج حاصـل از آنـاليز اگـزرژي در انواع نيروگاه هاي بخار مشخص مي سازد كه بويلر مهم ترين عامل اتلاف اگزرژي در سيكل توليد نيروگاه ها مي باشد ولي با مطالعـات انجام شده روي اين نيروگاه ها، پيشنهاد هاي فني متعددي به كارفرما ارائه مي شود كه دقيقاً بداند براي هر توان توليدي كدام طرح نيروگاهي و با چه ميزان بازدهي انرژي و اگزرژي مناسب است تا روي آن طرح سرمايه گذاري مطمئن و قابل دفاعي براي مديران ارشد خود داشته باشد. در اين مقاله علاوه بر طرح هاي پيشنهادي نيروگاهي، پيشنهاد هاي فني مناسب ديگري براي افزايش راندمان نيروگاه نيز ارائه خواهند شد.

Nowadays, there are some worries about the increasing temperature of earth and the pollution of fossil burning, hence using of new techniques in increasing power plant efficiency are very important. In this paper three structure layouts of turbine and power plant elements have been presented and The energy and the exergy losses for each component, energy and exergy efficiency of overall plant and irreversibility have also been determined using mass, energy and exergy balance equations. The energy and exergy analysis have been calculated in traditional and sub-system techniques namely boiler subsystem, steam cycle or thermal cycle subsystem and cooling tower subsystem. Results of exergy analysis in different steam power plants show that the major source of exergy destruction is the boiler. Suitable power plant design and its energy and exergy efficiency will be presented to client, till to support project and have capital investment on it. In this paper, in addition to suggested proportional power plant designs, the technical suggestions have been also presented to increase the power plant efficiencies.