تحلیل انرژی و اگزرژی نیروگاه توربین گازی و بهبود عملکرد آن

توربین گازی یکی از ماشین¬های تولید توان می¬باشد که امروزه در صنایع مختلف از جمله نیروگاه¬ها، پالایشگاه¬ها و صنایع نفت و گاز کاربرد فراوانی یافته¬اند. از آن جایی که درصد بالایی از توان مورد نیاز کشور، در نیروگاه¬های گازی تامین می¬گردد و با توجه به این موضوع که انرژی مورد نیاز این نیروگاه¬ها سوخت¬های فسیلی هستند، لذا بهبود عملکرد این نیروگاه¬ها بسیار حائز اهمیت می¬باشد. هدف اصلی در این تحقیق، تحلیل انرژتیک و اگزرژتیک نیروگاه توربین گازی و ارائه راهکاری برای بهبود کارایی و عملکرد توربین گازی مورد مطالعه می¬باشد. سیکل گازی مورد مطالعه در این پایان نامه مربوط به نیروگاه قم می¬باشد که شامل 4 واحد گازی ساخت شرکت mitsubishi ژاپن مدل mw-701d با ظرفیت اسمی هر یک mw 5/128 و در مجموع mw 514 می¬باشد. در پایان¬نامه حاضر، پس از مدل سازی سیکل گازی و ترکیبی با استفاده از نرم¬افزار ترموفلو، به تحلیل انرژی و اگزرژی سیکل گازی پرداخته می¬شود. در ادامه تاثیر تغییر شرایط محیط و سطوح بار توربین گاز بر عملکرد سیکل گازی و کل نیروگاه بررسی می¬شود. سپس به ارزیابی فنی و اقتصادی استفاده از سه نوع سیستم خنک¬کاری هوای ورودی به کمپرسور در شش ماه گرم سال و تاثیر استفاده از آن¬ها بر عملکرد سیکل گازی مورد بررسی قرار می¬گیرد که در نهایت با توجه به شرایط فنی و اقتصادی و شرایط محیطی منطقه قم، سیستم خنک¬کاری فاگ به عنوان سیستمی مناسب جهت بهبود عملکرد در این نیروگاه انتخاب و معرفی می¬گردد. با استفاده از سیستم فاگ در نیروگاه قم، توان خالص خروجی از سیکل گازی و نیروگاه به ترتیب به میزان 15/11 و 08/8 درصد، بازده انرژی و اگزرژی سیکل گازی به ترتیب 64/3 و 61/3 درصد افزایش می¬یابد و میزان آلایندگی هوا توسط 77/0 درصد کاهش می¬یابد. در ادمه به بهینه¬سازی دو هدفه سیکل گازی نیروگاه قم توسط الگوریتم ژنتیک و با استفاده از نرم¬افزار مطلب و در شش ماه سرد سال پرداخته می¬شود. توابع هدف، بازده اگزرژی و هزینه¬های مربوط به سیکل گازی شامل هزینه تعمیر و نگه¬داری، هزینه سوخت مصرفی و هزینه تخریب اگزرژی می¬باشد. نتایج نشان می¬دهد که با افزایش بازده اگزرژی سیکل گازی، هزینه¬های آن نیز افزایش پیدا می¬کند.