شبیه سازی سالیانه یک نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی با سیستم خنک کن هوای ورودی به توربین گاز در منطقه مرکزی ایران
چکیده
مدلسازی کامپیوتری به عنوان یکی از ابزارهای مهم در زمینه طراحی و پیش بینی عملکرد نیروگاه ها شناخته می شود. با استفاده از مدلسازی می توان، بدون نیاز به صرف هزینه های قابل توجه، مدل مناسب را ساخت و به صورت آزمایشی در محیط مجازی نرم افزار، اثر عوامل مختلف و عوامل محیطی را بر عملکرد مجموعه بررسی کرد. در پژوهش حاضر، یک نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی، مجهز به سیستم خنک کاری هوای ورودی به سیکل توربین گاز با استفاده از نرم افزار ترموفلو شبیه سازی شده است. نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی مورد مطالعه که در محل جغرافیایی شهر یزد واقع شده، شامل یک میدان خورشیدی با کلکتورهای سهموی شکل بوده که از طریق بویلر بازیاب حرارت، به بخش بخار یک نیروگاه سیکل ترکیبی متصل می شود. اگرچه نیروگاه ترکیبی خورشیدی، امروزه یک تکنولوژی نسبتاً شناخته شده است، اما بیشتر پژوهش های صورت گرفته، عمدتاً بر عملکرد سیکل نیروگاه، در شرایط نقطه طراحی متمرکز بوده، حال آنکه در پژوهش حاضر، آنالیز عملکرد یک سیکل ترکیبی خورشیدی در خارج از شرایط طراحی مد نظر بوده است. نتایج حاصل از شبیه سازی سیکل، در ساعات مختلف روز طراحی و همچنین در دوازده ماه سال ارائه شده، به گونه ای که محاسبات، در دو حالت "افزایش توان" (مصرف سوخت ثابت) و "صرفه جویی در سوخت" (توان خروجی ثابت) صورت گرفته است. تاثیر روشن بودن مشعل کمکی در بویلر بازیاب حرارت و میزان مصرف سوخت آن نیز، به عنوان عاملی تاثیرگذار در تولید توان خروجی لحاظ شده است. علاوه بر این، به منظور افزایش توان سیکل و بهبود عملکرد آن، یک سیستم خنک کاری هوای ورودی به توربین گاز، پیش بینی شده که مراحل طراحی و نحوه انتخاب پارامترهای اصلی سیستم به تفصیل شرح داده شده است. همچنین معیار تعیین ظرفیت سیستم خنک کاری، نحوه انتخاب دمای هوای محیط برای روز طراحی و عملکرد سیستم خنک کاری در خارج از شرایط طراحی نیز ارائه گردیده است. در نهایت دو سیکل ترکیبی خورشیدی اولیه و سیکل مجهز به سیستم خنک کاری از نظر اقتصادی و زیست محیطی با یکدیگر مقایسه شده اند.