مقايسه عددي سيكل هاي توربين گاز همراه با بازياب حرارتي و تزريق بخار آب

Numerical Comparison of Regenerative and Steam Injected Gas Turbine Cycles

تحقيقات نشان داده است كه تزريق آب يا بخار و استفاده از بازياب حرارتي در يك سيكل نيروگاه گازي، سبب بهبود راندمان حرارتي نيروگاه گازي گرديده است. با اين وجود شبيه ­سازي عددي در اين زمينه داراي مطالعات محدودي مي­باشد. در اين مطالعه، تاثير مستقل تزريق بخار آب و استفاده از بازياب حرارتي بر افزايش راندمان حرارتي نيروگاه و انتشار اكسيدهاي نيتروژن با استفاده از شبيه­ سازي عددي بوسيله نرم افزار 16 Ansys Fluent مورد بررسي قرار گرفت. در اين مقاله، احتراق از نوع غير پيش آميخته بوده و بخار آب با دبي جرمي 30 كيلوگرم بر ثانيه و با دماي 200 درجه سلسيوس به داخل محفظه احتراق تزريق گرديد. همچنين در حضور بازياب حرارتي، هوا با دماي 460 درجه سلسيوس به محفظه احتراق وارد شد. نتايج نشان مي­ دهد كه با وجود بازياب و تزريق بخار آب، راندمان حرارتي نيروگاه به ترتيب به ميزان 4/45 درصد و 6/9 درصد افزايش يافته است. با اين وجود، از مقايسه نتايج مشاهده گرديد كه ميزان انتشار اكسيدهاي نيتروژن درسيكل با تزريق بخار آب 3/5 برابر سيكل همراه با بازياب و 8/5 برابر سيكل ساده مي­ باشد.

Researches show that the water or steam injection and regeneration increase the thermal efficiency of the gas turbine cycles. However, there are very few computational fluid dynamics investigations for these methods. In this study, the effect of steam injection and regeneration on the thermal efficiency and Nox emission are independently investigated both numerically and thermodynamically. Ansysy Fluent 16 software has been used for numerical simulation. In this paper, combustion occurs in a diffusion type flame. Water steam 2000 C with flow rate 30 kg/s is injected into the combustion chamber and the combustion chamber inlet air temperature is 4600C by using regeneration .Results show that the thermal efficiency increases 4.45% and 6.9% with regeneration and steam injection, respectively. However, results show that Nox emission for the steam injection gas turbine cycle is 3.5 times of regenerative cycle and 8.5 times of simple cycle.