تبلیغات
ıllııllı بالیگا ıllııllı
» پدیده کرونادرخطوط انتقال نیرو- مسیریابی خطوط انتقال نیرو-تلفات الکتریکی در خطوط نیرو ( جمعه 5 دی 1393 )
» انتخاب برج و محاسبات بارگذاری خطوط انتقال ( جمعه 5 دی 1393 )
» کاربرد ادوات FACTS در بهبود كیفیت توان دکتر جورابیان ( جمعه 5 دی 1393 )
» بهبود پایداری گذرا توسط ادوات FACTS دکتر جورابیان ( جمعه 5 دی 1393 )
» دانلود رایگان مقالات ieee حفاظت از مرز خط انتقال با استفاده از تبدیل موجیک و شبکه عصبی ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان مقاله ieee برآورد بهینه پارامترهای آنلاین خط انتقال برای برنامه های کاربردی رله ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان مقاله ieee تخمین فازور بادر نظر گرفتن آفست DC و اشباع CT ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان مقاله ieee تشخیص خطاهای متقارن توسط رله دیستانس در زمان نوسانات برق ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان مقاله ieee در زمینه رله و حفاظت الكتریكی Characterizing Dynamic Behavior of PMUs Usin ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان مقاله ieee در زمینه رله و حفاظت الكتریكی ( جمعه 22 دی 1391 )
» رله گذاری حفاظتی سیستم‌های تولید توان در مقابل موتوری شدن قسمت سوم ( جمعه 22 دی 1391 )
» رله گذاری حفاظتی سیستم‌های تولید توان در مقابل موتوری شدن قسمت دوم ( جمعه 22 دی 1391 )
» رله گذاری حفاظتی سیستم‌های تولید توان در مقابل موتوری شدن قسمت اول ( جمعه 22 دی 1391 )
» دانلود رایگان فیلمهای کوتاه آموزشDigSILENT ( سه شنبه 12 دی 1391 )
» کاربردی, نرم افزار کاربردی, نرم افزار کاربردی جدید, دانلود رایگان نرم افزار کاربردی, برنامه کاربردی, ( یکشنبه 19 آذر 1391 )

مولد تركیبی برق و حرارت چیست؟





این فنآوری برای نخستین بار در نیروگاههای سیكل بخاری استفاده شد، به طوری كه از بخار استخراج شده از سیكل برای مصارف گرمایشی كارخانه و واحدهای اطراف آن بهره گرفته می‌شد. اگرچه با این عمل راندمان اینگونه نیروگاهها اندكی كاهش می‌یافت ولی با تأمین حرارت مورد نیاز در مصرف سوخت تا حد زیادی صرفه‌جویی به عمل می‌آمد. در سالهای اخیر، كاربرد این سیستم‌ها كه بهره‌وری بالایی را در مصرف انرژی درپی دارد، به نیروگاههای بخار محدود نگشته و به سایر مولدهای تولید قدرت اعم از مكانیكی یا الكتریكی گسترش یافته است، به طوری كه امروزه می‌توان هر سیستم مولد قدرت را با هر اندازه و با هر كاربردی به صورت یك واحد مشترك طراحی كرد و بدین ترتیب علاوه بر تولید توان الكتریكی یا مكانیكی به وسیله دستگاه، بهره‌گیری از حرارتی اتلافی مولد یا موتور را به صورت انرژی گرمایی می‌توان قابل استفاده و امكان‌پذیر ساخت.


نیروگاههای تولید تركیبی را می‌توان به پنج دستة كلی تقسیم نمود.
بازیافت از توربینهای زیركش دار (Extraction condensing)
بازیافت از توربینهای پس فشاری (Back – Pressure)
بازیافت حرارت از توربین های گازی (     (Gas turbine heat recovery
بازیافت از سیكل تركیبی (Combined Cycle)
بازیافت از موتورهای رفت و برگشتی (Reciprocating Engines)
ساده‌ترین نیروگاه تولید همزمان، نیروگاههایی هستند كه از توربینهای Back - pressure استفاده می‌كنند. در ایـن نـیـروگـاهـهـا، برق و حرارت در یك توربین بخار تولید میشود. یكی دیگر از اجزای اصلی نیروگاههای Back - pressure بویلر است كه می‌تواند برای سوزاندن سوختهای جامد، مایع یا گازی شكل طراحی شود.
1-4- نیروگاههای Extraction Condensing (زیر كشدار)
تولید حرارت به روش تولید پراكنده می‌تواند در نیروگاههای مجهز به توربین بخار زیر كشدار (Extraction Condensing) انجام شود. به این طریق كه مقداری از بخار قبل از رسیدن به آخرین مرحله توربین از آن خارج شود. گرمایش متمركز می‌تواند با استفاده از بخار استخراج شده از توربین یا برای مصارف صنعتی مورد استفاده قرار داد.
شكل (3) چرخه یك نیروگاه بخار كه در آن یك ایستگاه كاهش فشار نیز تعبیه شده است را نشان می دهد. از ایستگاه كاهش فشار بخار در مواقعی كه از توربین بخار استفاده نشود، استفاده     می شود. در این حالت بخار مطمئن برای تأمین حرارت فرآیندها تأمین خواهد شد. باید دقت داشت كه در صورتیكه از توربین بخار استفاده نشود به این سیستم تولید پراكنده اطلاق نمی‌شود. در یك نیروگاه معمولی فقط برق تولید می‌شود ولی دریك نیروگاه Extraction Condensing جزئی از بخار برای تولید حرارت از توربین خارج میشود.

2-4- نیروگاههای Back - pressure
در نیروگاههای بخار معمولی، بخار فشار بالا در بویلر تولید میشود كه اصطلاحاً به آن بخار زنده اطلاق میشود. این بخار از میان توربین عبور می‌كند و پس از انبساط كامل، با فشار پایین وارد یك كندانسور میشود. در این بخش حرارت باقیمانده در این بخار با هوا یا آب منتقل میشود.
در یك توربین Back - pressure بخار از قسمتهای میانی توربین و با فشار بالاتر خارج میشود و از این بخار به منظور استفاده در مصارف گرمایشی استفاده میشود. این بخار می‌تواند مستقیماً به عنوان بخار فرآیند (مثلاً در ماشینهای كاغذسازی) یا بعنوان سیال گرم در یك مبدل حرارتی برای گرم كردن آب مورد استفاده در سیستمهای گرمایشی ناحیه‌ای مورد استفاد قرار گیرد.


1-2-4- نیروگاههای Back - pressure صنعتی
در نیروگاههای صنعتی Back - pressure معمولاً فشار پشت توربین در بارهای كامل و جزئی و با در نظر گرفتن شرایط فرآیند ثابت نگه داشته میشود. همچنین میتوان از قسمتهای میانی توربین نیز مقداری از بخار را با كیفیت بالاتر را استخراج نمود. این بخار می‌تواند در فرآیندهای صنعتی استفاده شود یا به مصرف داخلی نیروگاه برسد. در صورتیكه این بخار به مصرف داخلی نیروگاه برسد به آن CHP اطلاق نمی‌شود. هرچه بخار با فشار بالاتر از توربین استخراج شود میزان برق تولیدی كمتر خواهد بود.
2-2-4- ‌نیروگاههای Back - pressure برای استفاده در گرمایش ناحیه‌ای
در سیستمهای متداول گرمایش ناحیه‌ای آب گرم كه حامل انرژی است با عبور از مبدلهای حرارتی عمل انتقال حرارت را انجام می‌دهد. دمای این آب با توجه به تغییرات دمای محیط متغیر خواهد بود. بسته به طراحی شبكه دمای آب خروجی از نیروگاه حداكثر بین 120 تا 150 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود. بعنوان مثال اگر میانگین دمای آب خروجی از نیروگاه بین 80 تا 85 درجه باشد، دمای آب برگشتی حدود 50 تا 55 درجه سانتی گراد خواهد بود.
در بعضی از مواقع برای افزایش دمای آب خروجی ازنیروگاه بویلرهایی بصورت سری با مبدلهای حرارتی در نظر گرفته میشود. لازم بذكر است افزایش حرارت در اثر عبور از این بویلرها نباید در محاسبات راندمان كل سیستم CHP منظور شود.
هر چه دمای آب خروجی از سیستم گرمایش ناحیه‌ای بیشتر باشد. میزان تولید برق كاهش خواهد یافت ارتباط بین میزان برق حرارت تولیدی را با فاكتوری بنام نسبت حرارت به برق     (Heat to power Ratio)  می‌سنجد.

3-4- توربین گاز و بویلر بازیافت حرارت
یك سیستم ساده و كم هزینه تولید پراكنده برق و حرارت میتواند با تركیب یك توربین گاز و یك بویلر بازیافت حرارت ایجاد شود. گازهای داغ خروجی از توربین گاز از یك بویلر بازیافت حرارت عبور می‌كنند و بخار مورد نیاز فرآیند یا گرمایش مورد نیاز را تأمین می‌كند. در این نوع نیروگاهها، هوای داغ خروجی از توربین گاز از بویلر بازیافت حرارت عبور كرده و حرارت خود را به سیال حامل (آب) منتقل می‌كند. در بسیاری از مواقع از گاز طبیعی بعنوان سوخت مصرفی استفاده میشود. اما گازوئیل یا تركیبی از گاز و گازوئیل نیز به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
میزان حرارت بازیافت شده به نوع سوخت مصرفی و دمای حرارت بازیافت شده بستگی دارد. اگر از گاز طبیعی بعنوان سوخت توربین گاز استفاده شود، میتوان دمای گازهای خروجی از بویلر بازیافت را به حدود 60 تا 100 درجه سانتی گراد كاهش داد ولی در صورتیكه از سوختهای مایع استفاده شود بمنظور كاهش ریسك خوردگی گوگرد باید دما بین 120 تا 170 درجه كنترل شود. در بعضی مواقع نیروگاه به یك مشعل كمكی مجهز میشود كه از گازهای خروجی از توربین گاز بجای هوای احتراق استفاده می‌كند. طبیعتاً حرارت تولیدی از مشعلهای كمكی را نباید در محاسبة حرارت تولیدی از CHP منظور نمود.
در بعضی از مواقع نیز اگزوز خروجی از توربینهای گاز مجهز به یك كنار گذر (By- Pass) خواهد بود كه در اینصورت میتوان فقط در مواقع لازم از بویلر بازیافت استفاده كرد و در مواقع غیر ضروری آنرا از سیستم حذف نمود.
4-4- نیروگاههای سیكل تركیبی
اخیراً، استفاده از نیروگاههای سیكل تركیبی كه شامل یكی یا چند توربین گاز به انضمام بویلرهای بازیافت حرارت و توربین بخار هستند نیز متداول شده‌اند. یك نیروگاه سیكل تركیبی شامل یك یا چند توربین گازی و توربین بخار است. بسته به نوع توربین بخار، نیروگاه می‌تواند معمولی یا تولید پراكنده باشد. شكل (6) یك نیروگاه سیكل تركیبی تولید پراكنده كه شامل 2 توربین گاز، 2 بویلر بازیافت و یك توربین بخار است را نشان می‌دهد.
اگر از خنك كن‌های كمكی برای خنك كردن مایعات خروجی از توربین بخار استفاده نشود میتوان این واحدها را بعنوان واحدهایCHP  مورد استفاده قرار دارد. مشخصة تمامی نیروگاههای سیكل تركیبی، بازیافت حرارت از گاز خروجی توربینهای گاز است. این حرارت توسط بویلرهای بازیافت و به منظور تولید بخار مورد نیاز توربینهای بخار استفاده میشود. معمولاً برای افزایش كیفیت بخار از مشعلهای كمكی كه از گاز خروجی توربین گاز بعنوان هوای ورودی استفاده می‌كنند برای حرارت دادن بویلر كمكی استفاده میشود. سیستمهای سیكل تركیبی كه در آنها از مایع خروجی از كندانسور برای تأمین حرارت استفاده میشود اساس سیستمهای تولید پراكنده با سیكل تركیبی را تشكیل می‌دهند.

5-4- نیروگاههای مجهز به موتورهای رفت و برگشتی
این روش نیز مشابه به روش تولید پراكنده در نیروگاههای گازی است با این تفاوت كه بجای توربین گاز از موتورهای درونسوز رفت و برگشتی استفاده میشود. در نیروگاههایی كه از موتورهای رفت و برگشتی استفاده می‌كنند، حرارت می‌تواند از روغن موتور یا آب خنك كن موتورها از حرارت گازهای خروجی از اگزوز بازیافت شود.

بازده الكتریكی موتورهای رفت و برگشتی بین 35 تا 42 درصد است و در صورتیكه در اثر قوانین زیست محیطی لازم باشد اكسیدهای نیتروژن به میزان زیادی كاهش پیدا كند این راندمان 1% كاهش می‌یابد. با توجه به اینكه موتورهای پیشرفته گازهای اگزوز خنك‌تری (حدود 400) دارند، بازیافت حرارت فقط می‌تواند بصورت بخار باشد. مثلاً یك موتور دیزل 2/4 مگاواتی می‌تواند 5/1 مگاوات بخار و 1/3 مگاوات آبگرم و داغ تولید كند. با توجه به اینكه كل مصرف سوخت برای این موتور حدود 10 مگاوات خواهد بود، بازده كل مجموعه حدود 88% می‌رسد.





ادامه مطلب...