چکیده

بازتوانی به ا ضافه کردن وا حد( ھای) توربین گاز به سیکل ب خار و
Ç ستفاده از حرارت گاز ھای خرو جی توربین ( ھای) گاز به من ظور بالا بردن راندمان کلی سیکل و افزایش ظرفیت نیروگاه ،گفته مـیشـود.در ایـن تحقیـق
Ç نواع روش ھای بازتوانی شامل گر مایش آب تغذ یه ، جع به ھوای داغ ، استفاده از بویلر کمکی و بازتوانی کامل، معرفی شده است. به دلیل عمر بالای نیروگاه بندرعباس ، روش بازتوانی کامل برای اجرا در این نیروگاه

مناسب تشخیص داده شده است.سپس بازتوانی کامل نیروگاه با اسـتفاده از ۳و۴ توربین گاز مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفته است. پس از مدلسازی سیکل نیروگاه ، بهینه سازی یک ھدفه به منظور به حداکثر رساندن راندمان ا گزرژی سیکل ، با م حدودیت تابع ھزی نه برق تول یدی ان جام شده ا ست. بازتوانی کامل این نیروگاه بسته به تعدادتوربین گاز مورد استفاده ، نرخ حرارتـی سـیکل را از %۸/۴ تـا %۱۸/۷ کـاھش و رانـدمان اگـزرژی آن را از%۴/۴۹ تا%۱۰/۲ افزایش داده است.

واژههاي کلیدي: بازتوانی کامل، نیروگاه بخار، توربین گاز،

بویلر بازیاب حرارت،راندمان اگزرژی

-۱ دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران (alipour@iust.ac.ir)
-2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران (kamobini@yahoo.com) -3کارشناس ارشد مکانیک تبدیل انرژي(( mehrpanahi@yahoo.com

-۴کارشناس ارشد مکانیک تبدیل انرژي((alimohammadi_saleh@yahoo.com
-5دانشجوي کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران (joudakimojtaba@gmail.com)

-۱ مقدمه

ایده بازتوانی حدودا به چهار دهه قبل باز میگردد. یکی از اولین کارهاي انجام شده در این زمینه مربوط به نیروگاه مگنوکس در بریتانیا میباشد. در این نیروگاه به علت مسایل متالورژیکی دماي بخار حدود۵۰ درجه سانتیگراد تنزل یافته بود که با افزودن یک توربین گاز و استفاده از گازهاي خروجی از توربین گاز به منظور بالا بردن دماي بخار بهبود حاصل شد.[۱] تحقیقات در این زمینه توسط افراد وشرکتهاي دیگر ادامه یافت که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود: دستورالعمل استاندارد بازتوانی براي نیروگاههاي بخار ۳۰۰مگاواتی در روسیه ۱ که توسط ماتیاس فرانکل از طرف شرکت زیمنس آلمان تهیه ودر سال ۲۰۰۶ منتشرگردیده است. در بخش نتیجهگیري این دستورالعمل آمده است که بازتوانی کامل، یک روش عالی

æ باانعطافپذیري بالا براي بهبود راندمان در نیروگاههاي قدیمی میباشد.[۲] هین۲ وهمکارش سیکلهاي پیشرفته حرارتی مناسب براي ارتقاء نیروگاههاي موجود را مورد بررسی قرار دادهاند و براي بازتوانی نیروگاه با استفاده از توربینگاز نتایجی نزدیک به نتایج حاصل از بازتوانی نیروگاه با استفاده از رآکتور اکسیداسیون جزئی به دست آورده اند.[۳] در سال ۱۹۹۹عملیات بازتوانی روي نیروگاه ۲۵۰ مگاواتی لنینگرو۳ در روسیه انجام شد که ظرفیت نیروگاه را به ۳۰۰ مگاوات ارتقا داد

æ مزیتهاي دیگري از جمله کاهش قابل توجه میزان آلایندهها نیز با خود بههمراهداشت که در گزارش نهایی آن پروژه احصاء شده است.[۴] در داخل کشور نیز تحقیقات متعددي در این زمینه صورت گرفته است که میتوان به موارد زیر اشاره نمود: عبداالله مهرپناهی با بررسی فنی و اقتصادي بازتوانی کامل نیروگاه بعثت به این نتیجه رسیدهاست که این روش قابلیت ایجاد راندمان حرارتی %۴۹/۱ براي حالت بدون احتراق اضافی و راندمان حرارتی بین %۴۴/۰۲ تا %۴۸/۸ را براي حالت با احتراق اضافی در سیکل جدید، فراهم خواهد کرد.[۵] سیدمصطفی حسینعلیپور وعبداالله مهرپناهی در مقایسه بین احداث نیروگاه گازي و انواع روشهاي بازتوانی، با توجه به نرخ حرارتی بالاي نیروگاه هاي توربین گاز، هزینه تمام شده سوخت مصرفی براي تولید هرکیلوواتساعت برق در آنها را بیش از همه انواع روشهاي بازتوانی به دست آورده و یکی از نتایج بررسی آنها مشخص کرده است که روش احداث نیروگاه گازي در قیاس با همه انواع روشهاي بازتوانی، بالاترین هزینهها را دربردارد.[۶]

-۲ مشخصات نیروگاه بندرعباس

این نیروگاه در شهر بندرعباس واقع شده و داراي ۳۲۰ مگاوات توان خروجی می باشد. این نیروگاه تامین کننده بخش عظیمی از برق مناطق جنوب کشور می باشد.

نمودار شکل (۱) شماتیک نیروگاه سیکلبخار بندرعباس را نمایش می دهند.

شکل((۱شماتیکی از نیروگاه سیکل بخار ۳۲۰ MW بندرعباس

SRS: THE STANDARDIZED REPOWERING SOLUTION FOR 300MW STEAM POWER PLANTS IN RUSSIA 1

۲ G. Heyen

۳ Lenenegro

-۳ انواع روشهاي بازتوانی[۷]

روشهای بازتوانی به دودسته روشھای بازتوانی جزیی و بازتوانی کامل تقسیم میشوند.انواع روشھای بازتوانی جزئی عبارتنداز: روش گرمایش آب تغذیه ، جعبه ھوای داغ و بویلر کمکی.

۱- ۳روش گرمایش آب تغذیه:

در این طرح سیکل توربینگازي اضافه شده جهت گرمایش آب تغذیه بویلر مورد استفاده قرار میگیرد. این حالت باعث میشود که بخارات خروجی از گرمکن آب تغذیه با حداکثر توان به توربین بخار موجود منتقل شوند.
۲- ۳روش جعبه هواي داغ:

این روش شامل اضافه کردن یک یا تعداد بیشتري توربینگاز به واحد موجود است که در آن هواي خروجی اگزوز سیکل توربینگاز به جعبههوايداغ بویلر موجود فرستاده میشود. این تکنولوژي تا %۳۰ ظرفیت واحد جدید را بالا میبرد، باعث کاهش نرخ حرارت در حدود ۱۰تا۲۰درصد میشود، قابلیت تحمل بار جزیی را بهبود بخشیده و توانایی هاي سیکل را ارتقاء میدهد. از دیگر مزایاي این سیکل که بسیار مورد توجه است، قابلیت قابل ملاحظه آن در کاهش آلودگیهاي زیست محیطی مخصوصا NOX میباشد. این روش براي واحدهاي بزرگ و جدیدتر با سوخت نفت یا گاز که نیازمند برآورده کردن استانداردهاي زیستمحیطی جدید مخصوصا از لحاظ NOX میباشند و گردانندگان آنها به افزایش ظرفیت، همراه با کمترین هزینه هاي اجرایی نیز وجود دارد، توصیه میگردد.