ارزيابي عملكرد يك نيروگاه بخار در خارج از نقطه طراحي بر مبناي تحليل اگزرژي

Investigation of the Performance of a Steam Power Plant at Off-Design Condition based on exergy analysis

در اين مقاله نيروگاه بخار 320 مگاواتي مورد مطالعه قرار گرفته و تحليل انرژي و اگزرژي براي اجزا و نيز براي كل چرخه اين نيروگاه بر مبناي داده‌هاي واقعي انجام شده است. بررسي‌ها نشان مي‌دهد به دليل وابستگي اگزرژي به دماي محيط، بازده اگزرژي كلي با كاهش دماي محيط، 93/5 درصد افزايش مي‌يابد. تخريب اگزرژي نسبت به دماي چگالنده هم منجر به كاهش 8/2 درصدي تخريب اگزرژي نسبت به بار نامي و افزايش بازده انرژي 4/1 درصدي در كاهش دماي چگالنده مي‌گردد. همچنين كل تلفات اگزرژي چرخه نيروگاه در حدود توان نامي خروجي آن است كه البته در بارهاي نزديك به بار نامي نسبت به بار نيمه، حدود 5 درصد اين تلفات كاهش مي‌يابد. بيشترين تلفات اگزرژي مربوط به بويلر و حدود 80 درصد كل تلفات و كمترين تخريب اگزرژي مربوط به پمپ‌ها و حدود 3/0 درصد مي‌باشد. افزايش دماي بخار خروجي از بويلر نيز منجر به افزايش 39/1 درصدي بازده انرژي و 64/1 درصدي بازده كلي اگزرژي نيروگاه خواهد شد. بنابراين كم هزينه­ترين روش بهره­برداري نيروگاه، عملكرد آن در بارهاي بالا و نامي مي­باشد.

A 320 MW steam power plant is studied and the energy and exergy analysis for the components as well as for the whole cycle of the plant is based on real data. Studies show that due to exergy dependence on ambient temperature, overall exergy efficiency increases by 5.93% with decreasing ambient temperature. Exergy degradation due to condenser temperature also leads to a 2.8% reduction in nominal load exergy degradation and 1.4% energy efficiency reduction in condenser temperature reduction. Also, the total exergy losses of the power plant cycle are about nominal output power, which however decreases by approximately 5% at nominal loads relative to the half load. The highest exergy losses were related to boilers and about 80% of total losses and the lowest exergy losses were for pumps and about 0.3%. Increasing the steam temperature of the boiler will also result in a 1.39% increase in energy efficiency and a 1.64% increase in the overall exergy efficiency of the plant. Therefore, the most cost efficient way of operating the power plant is at high and rated load conditions.