مدلسازی ترمودینامیکی سیکل تزریق بخار vodoley

یکی از ویژگی های توربین های گازی این است که در روزهای گرم سال توان خروجی آنها کاهش می یابد و این در حالی است که نیاز به الکتریسیته در این زمان افزایش می یابد. تا کنون راهکار های مختلفی برای جبران این کاهش توان ارایه شده است که هر کدام با توجه به شرایط محیطی و آب و هوایی قابل استفاده می باشند. تزریق بخار در توربین های گازی یکی از روش هایی است که برای جلوگیری از افت توان خروجی از سیکل، ناشی از دمای بالای محیط، استفاده می شود. سیستم vodoley یک سیکل بسته تزریق بخار است که به عنوان یک سیکل خودکفا در تولید بخار نیز شناخته می شود. در این پژوهش توربین گازی ge-f5 نیروگاه مشهد مورد آزمایش قرار گرفته و همچنین یک مدل ترمودینامیکی نیز به صورت کد کامپیوتری ارایه شده که این سیکل را از دیدگاه انرژی و اگزرژی مورد بررسی قرار داده است. نتایج نشان می دهند، اگرچه این سیکل نیازمند فرآیندهایی جهت تصفیه آب می باشد، اما استفاده از آن می تواند راندمان حرارتی را تا حدود 35.33 درصد، در توان خروجی 25 مگاوات و دمای محیط 40 درجه سانتیگراد، افزایش دهد. این در حالی است که سیکل ساده در صورت رسیدن به توان خروجی 19 مگاوات در این دمای محیط، راندمان حرارتی 25.55 درصد به دست می دهد. موازنه آب در این سیستم نشان می دهد که با استفاده از یک کندانسور تماس مستقیم با راندمان 96 درصد، در دمای اگزوز توربین 420 درجه سانتیگراد و تحت شرایط استاندارد ( kpa101.3 و 15 درجه سانتیگراد)، حدود 7.8 کیلوگرم بر ثانیه آب جبرانی نیاز است و باید به سیکل اضافه شود. این مقدار آب در حدود 51 درصد بخار تزریقی به سیکل است. نتایج حاصل از تحلیل اگزرژی نشان می دهد که اگزرژی ای که در سیکل بسته تزریق بخار به محیط تحویل داده می شود نسبت به سیکل ساده کمتر است. همچنین بخش عمده ای از بازگشت ناپذیری های این سیکل مربوط به کندانسور تماس مستقیم است. دلیل آن می تواند اختلاط مستقیم آب با جریان گاز باشد. در انتها تأثیر حذف آب جبرانی بر پارامترهای سیکل نیز بررسی گردیده است.