تفاوت میان نسخه‌های «نیروگاه سیکل ترکیبی»

ابرابزار
(ابرابزار)
'''نیروگاه چرخه ترکیبی''' [[نیروگاه|نیروگاهی]] است که شامل تعدادی [[توربین گاز]] و [[توربین بخار]] می‌شود. در این نوع نیروگاه، با استفاده از [[بویلر بازیاب]]، از حرارت موجود در گازهای خروجی از توربین‌های گاز، برای تولید [[بخار آب]] مورد نیاز در توربین‌های بخار استفاده می‌شود. اگر توربین گاز به صورت سیکل ترکیبی نباشد، گازهای خروجی آن، که می‌توانند تا ۶۰۰ [[درجه سانتیگراد]] دما داشته باشند، مستقیماً وارد هوا شده و انرژی باقی‌مانده در آن هدر می‌رود. در حالی که در نیروگاه سیکل ترکیبی، از این انرژی استفاده شده و بویلر توربین بخار بدون نیاز به سوخت، بخار آب تولید می‌کند.می‌کند؛ بنابراین، با استفاده از این روش، [[راندمان]] سیکل افزایش می‌یابد. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی (Combined cycle power plant) راه حل بسیار کارآمد، انعطاف پذیر،انعطاف‌پذیر، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید برق است.
نیروگاه سیکل ترکیبی در واقع ترکیبی از توربین بخار و توربین گازی می باشدمی‌باشد به نحوی که ژنراتور توربین گازی برق را تولید می کند،می‌کند، درعین حال انرژی حرارتی تلف شده از توربین گاز ( توسط محصولات احتراق) برای تولید بخار مورد نیاز توربین بخار مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد و به این طریق برق اضافی تولید می شودمی‌شود. با ترکیب کردن این دو سیکل بهره بری از نیروگاه افزایش پیدا می کندمی‌کند. بازده الکتریکی از یک چرخه ساده کارخانه نیروگاه برق بدون استفاده از اتلاف گرما به طور معمول راندمانی بین 25۲۵ تا 40۴۰ درصد دارد، در حالی که همان نیروگاه با سیکل ترکیبی راندمان الکتریکی حدود 60۶۰ درصد را دارد. همانطورهمان‌طور که گفته شد این نیروگاه هانیروگاه‌ها از ترکیب توربین هایتوربین‌های بخار و گاز ساخته می شوندمی‌شوند و بسته به نوع توربین ها ، دیگتوربین‌ها، هایدیگ‌های بازیافت گرما ،گرما، و دستگاه هایدستگاه‌های بازیابی انواع متعددی دارند.
با به کار گیری توربین هایتوربین‌های گازی در چرخه هایچرخه‌های ترکیبی می توانمی‌توان پایین بودن بازده آن را بر طرف کرد و در نتیجه آن را برای تامینتأمین بار پایه به کار گرفت، در عین حال از مزایای دیگر آن نیز مانند راه اندازی سریع و انعطاف پذیری انعطاف‌پذیری آن در محدودهمحدودهٔ ی گسترده ایگسترده‌ای از بار بهره مندبهره‌مند شد.
به صورت تئوریک، انرژی قابل بازیابی از اگزوز توربین‌های گازی حدود نصف انرژی تولید شده توسط خود توربین گاز است.است؛ بنابراین، [[توان الکتریکی|توان]] توربین بخار حدود نصف توربین گاز خواهد بود. در برخی از طراحی‌ها، دو توربین گاز، انرژی مورد نیاز برای یک توربین بخار را ایجاد می‌کنند و در نتیجه، توان تولیدی توربین‌های بخار در حدود توربین‌های گاز می‌شود.
 
== تاریخچه نیروگاه چرخه ترکیبی ==
ایده سیکل ترکیبی برای بهبود بازده سیکل ساده برایتون، از طریق استفاده از حرارت گاز هایگازهای خروجی توربین گازی ،گازی، پیشنهاد شد.
 
این امر به وسیله بازیافت گرما مورد آزمایش قرار گرفت. بازیافت گرما توانست انرژی که از خروجی توربین گازی هدر می رفت می‌رفت را از 70۷۰ به 60۶۰ درصد انرژی داده شده، برساند. مبادله کن گرما امکان افزایش توان خروجی را ندارد و فقط راندمان را افزایش می دهدمی‌دهد. از آنجایی که مبادله کن گرما افت فشار زیادی را به سیکل وارد می کند،می‌کند، استفاده از آن باعث کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی می شودمی‌شود. با توجه به توان بیشینه چرخه هایچرخه‌های ساده، از آنها در جاهایی بهره می گیرندمی‌گیرند که راندمان خروجی از اهمیت کمتری برخوردار است. در حالی که چرخه هایچرخه‌های بازیابی را در مواردی مورد استفاده قرار می دهندمی‌دهند که راندمان بالا نیاز است. در نتیجه توان خروجی سیکل بازیاب در حدود 11۱۱ تا 14۱۴ درصد پایین ترپایین‌تر از سیکل ساده است، که در یک ارزیابی کلی به این نتیجه می رسیممی‌رسیم که بازده نیروگاه توربین گازی همراه با بازیاب روش پر هزینه ایهزینه‌ای است. از این رو باید به دنبال روشی بود که از طریق آن بتوان به هر دو نیاز، یعنی راندمان و توان بالا دست یافت. راه حلی که پیشنهاد شد در واقع بهره گیریبهره‌گیری از انرژی حرارتی بسیار بالای گاز هایگازهای خروجی توربین گازی برای تولید بخار مورد نیاز نیروگاه بخار بود. توربین گازی دارای گازهایی با دمای حدود 1200۱۲۰۰ تا 1600۱۶۰۰ درجه سانتی گراد، و توربین گازی ماشینی با دمای حدود 530۵۳۰ تا 640۶۴۰ درجه سانتی گراد می باشد،می‌باشد، که با ترکیب همزمان توربین گازی در طرف گرم و توربین بخار در طرف سرد را نیروگاه سیکل ترکیبی می گویندمی‌گویند. اولین نیروگاه سیکل ترکیبی در 1950۱۹۵۰ ساخته شد. از آن به بعد تعداد نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی به خصوص در دهه 1970۱۹۷۰ به سر عت افزایش یافت.<ref name="poweren.ir">{{یادکرد وب| نشانی = http://poweren.ir/%D9%86%DB%8C%D8%B1%D9%88%DA%AF%D8%A7%D9%87نیروگاه-%D8%B3%DB%8C%DA%A9%D9%84سیکل-%D8%AA%D8%B1%DA%A9%DB%8C%D8%A8%DB%8Cترکیبی-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AAچیست.html| عنوان =
ایده سیکل ترکیبی برای بهبود بازده سیکل ساده برایتون، از طریق استفاده از حرارت گاز های خروجی توربین گازی ، پیشنهاد شد.
این امر به وسیله بازیافت گرما مورد آزمایش قرار گرفت. بازیافت گرما توانست انرژی که از خروجی توربین گازی هدر می رفت را از 70 به 60 درصد انرژی داده شده، برساند. مبادله کن گرما امکان افزایش توان خروجی را ندارد و فقط راندمان را افزایش می دهد. از آنجایی که مبادله کن گرما افت فشار زیادی را به سیکل وارد می کند، استفاده از آن باعث کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی می شود. با توجه به توان بیشینه چرخه های ساده، از آنها در جاهایی بهره می گیرند که راندمان خروجی از اهمیت کمتری برخوردار است. در حالی که چرخه های بازیابی را در مواردی مورد استفاده قرار می دهند که راندمان بالا نیاز است. در نتیجه توان خروجی سیکل بازیاب در حدود 11 تا 14 درصد پایین تر از سیکل ساده است، که در یک ارزیابی کلی به این نتیجه می رسیم که بازده نیروگاه توربین گازی همراه با بازیاب روش پر هزینه ای است. از این رو باید به دنبال روشی بود که از طریق آن بتوان به هر دو نیاز، یعنی راندمان و توان بالا دست یافت. راه حلی که پیشنهاد شد در واقع بهره گیری از انرژی حرارتی بسیار بالای گاز های خروجی توربین گازی برای تولید بخار مورد نیاز نیروگاه بخار بود. توربین گازی دارای گازهایی با دمای حدود 1200 تا 1600 درجه سانتی گراد، و توربین گازی ماشینی با دمای حدود 530 تا 640 درجه سانتی گراد می باشد، که با ترکیب همزمان توربین گازی در طرف گرم و توربین بخار در طرف سرد را نیروگاه سیکل ترکیبی می گویند. اولین نیروگاه سیکل ترکیبی در 1950 ساخته شد. از آن به بعد تعداد نیروگاه های سیکل ترکیبی به خصوص در دهه 1970 به سر عت افزایش یافت.<ref name="poweren.ir">{{یادکرد وب| نشانی = http://poweren.ir/%D9%86%DB%8C%D8%B1%D9%88%DA%AF%D8%A7%D9%87-%D8%B3%DB%8C%DA%A9%D9%84-%D8%AA%D8%B1%DA%A9%DB%8C%D8%A8%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA.html| عنوان =
نیروگاه سیکل ترکیبی چیست| تاریخ بازدید = اسفند ۱۳۹۳| تاریخ = اسفند ۱۳۹۳| زبان = فارسی}}</ref>
 
== انواع نیروگاه سیکل ترکیبی ==
نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی از نظر نوع توربین هاتوربین‌ها و بازیاب هابازیاب‌ها و وجود مشعل به دسته هایدسته‌های زیر تقسیم می شوندمی‌شوند:
 
1۱. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی با مشعل
نیروگاه های سیکل ترکیبی از نظر نوع توربین ها و بازیاب ها و وجود مشعل به دسته های زیر تقسیم می شوند:
 
1. نیروگاه های سیکل ترکیبی با مشعل
 
2۲. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی بدون مشعل
 
3۳. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی با دیگ بازیافت گرما مجهز به بازیابی و یا گرمایش آب تغذیه
 
4۴. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی با دیگ بازیافت گرما با فشار بخار چند گانه
 
5۵. نیروگاه هاینیروگاه‌های سیکل ترکیبی با سیکل بسته توربین گازی با گرمایش آب تغذیه در چرخه بخار
در نوع اول از نیروگاه هانیروگاه‌ها یک مشعل در داخل بویلر قرار می دهندمی‌دهند و بیشتر در نیروگاه هایینیروگاه‌هایی مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد که قرار باشد بخش بخار آن به طور دائم کار کند، که در این صورت نباید وابستگی به توربین گازی داشته باشد. در نوع دوم از این نیروگاه هانیروگاه‌ها از گاز هایگازهای داغی که به عنوان محصولات احتراقی از توربین گازی خارج می شودمی‌شود مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد. این دود خروجی دارای حجم بالا و دمایی حدود 500۵۰۰ درجه سانتی گراد است و به داخل بویلر برای تبدیل آب به بخار ارسال می شودمی‌شود تا از انرژی بخار برای به حرکت در آوردندرآوردن ژنراتور مورد استفاده قرار بگیرد. کاربرد گونه هایگونه‌های مختلف سیکل هایسیکل‌های ترکیبی متفاوت است. ازنیروگاه سیکل ترکیبی بدون مشعل بیشتر برای تامینتأمین بار پایه و میانی مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد. در نوع سوم از این نیروگاه هانیروگاه‌ها در چرخه ترکیبی، گاز هایگازهای خروجی یک چرخه ساده توربین گازی که شامل کمپرسور هوا (َAC)،اتاق، اتاق احتراق(CC ) و توربین گازی ( GT) است، وارد دیگ بازیافت گرما ( HRB) می شودمی‌شود و در آنجا برای تولید بخار فوق گرم مورد استفاده قرار می گیردمی‌گیرد. در چرخه هایچرخه‌های ترکیبی که قدرت پایینی دارند توان توربین بخار در حدود 50۵۰ درصد کمتر از توربین گازی است. در نوع چهارم این نیروگاه هانیروگاه‌ها که بخار با فشار چندگانه تولید می شود،می‌شود، دمای گاز هایگازهای خروجی دیگ بازیافت گرما کاهش می یابدمی‌یابد و به این ترتیب بازده نیروگاه به طور کلی افزایش پیدا می کندمی‌کند. ساده ترینساده‌ترین نوع این چرخه، چرخه با فشار دوگانه است، هرچند که چرخه با فشار سه گانهسه‌گانه نیز مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال در یک سیکل با فشار دوگانه، دیگ بازیافت گرما دارای دو مدار برای تولید بخار است. مدار اول مدار فشار بالاست که بخار تولید شده در آن از مجرای ورودی توربین وارد آن می شود،می‌شود، و مدار دوم مدار فشار پاین است که بخار تولید شده در آن از طبقات با فشار پایین ترپایین‌تر وارد توربین می شودمی‌شود. در یک چرخه ترکیبی پیشنهادی با فشار سه گانه،سه‌گانه، بخار دیگری با فشاری بین فشارهای ورودی به دو توربین بخار تولید می شودمی‌شود. این بخار به اتاق احتراق توربین گازی تزریق می شودمی‌شود تا میزان گسیل اکسید هایاکسیدهای نیتروژن تا حد استاندارد تعیین شده، کاهش بیابد. در صورتی که از این روش استفاده شود، مقداری آب تلف خواهد شد که به طور پیوسته باید آن را جبران کرد.<ref name="poweren.ir" />
 
== نیروگاه چرخه ترکیبی خورشیدی ==