گزارش کارآموزی نیروگاه سیکل ترکیبی و مزایا و معایب آنها

نیروگاه سیکل ترکیبی(چرخه سیکل ترکیبی)

به نیروگاهی گفته می شود که در آن هم در توربین گازی و هم در توربین بخار قدرت تولید می شود. فکر چرخه ترکیبی به منظور بهبود بازده نیروگاه از طریق بهره گیری از انرژی گازهای خروجی توربین، مطرح شد. این کار را نیز به وسیله بازیافت گرما می توان انجام داد. بازیافت گرما، انرژی هدر رفته از دودکش را از ۷۰ به ۶۰ درصد انرژی داده شده می رساند. استفاده از مبادله کن گرما منحصراً موجب افزایش بازده می شود و توان خروجی را افزایش نمی دهد. در حقیقت، به دلیل افت فشار بیشتری که مبادله کن گرما به چرخه تحمیل می کند، استفاده از مبادله کن موجب کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی به مقدار چند درصد می شود. صرف نظر از این کاهش اندک در توان خروجی، استفاده از مبادله کن گرما به دلیل سطح تبادل گرمای زیاد آن و لوله های بزرگ هوا و گاز درآن سبب گرانتر شدن نیروگاه می شود. اثر دیگری که به کارگیری مبادله کن گرما می گذارد این است که نسبت فشار بهینه ای که منجر به بیشینه شدن بازده می شود به مقادیر کوچکتر میل می کند و این امر، توان را کاهش می دهد .

چرخه های ساده در نزدیکی توان بیشینه کار می کنند زیرا در مواردی مورد استفاده قرار می گیرند که بازده در آنها از اولویت عمده برخوردار نیست. در مقابل، استفاده از چرخه های بازیابی تنها هنگامی منطقی است که در نزدیکی بازده بیشینه عمل کنند. از این رو توان خروجی چرخه بازیابی نسبت به توان چرخه ساده به مقدار بیشتری در حدود ۱۰ تا ۱۴ درصد کمتر است .

همانطور که گفته شده بالا بردن بازده نیروگاه توربین گازی به وسیله بازیابی روش پرهزینه ای است. بنابراین باید به دنبال روشی بود که با به کارگیری آن بتوان هر دو مقدار بازده و توان را افزایش داد. راه حلی که برای این منظور پیدا شده است، استفاده از انرژی بسیار زیاد گازهای خروجی توربین برای تولید بخار جهت استفاده در یک نیروگاه بخار است. این یک روش طبیعی است چرا که توربین گاز یک ماشین با دمای نسبتاً بالا (۱۱۰۰ تا  ) و توربین بخار یک ماشین با دمای نسبتاً پایین (۵۴۰ تا  ) است. این کارکرد توام توربین گازی «در طرف گرم» و توربین بخار در «طرف سرد» را نیروگاه چرخه ترکیبی می نامند .

چرخه های ترکیبی علاوه بر داشتن بازده و توان بالا، از مزایای دیگری نیز مانند انعطاف پذیری، راه انداز سریع، مناسب بودن برای تامین بار پایه و عملکرد دوره ای و بازده بالا در محدود گسترده ای از تغییرات بار برخوردار است. در نیروگاههای ترکیبی امکان استفاده از زغال سنگ، سوختهای سنتزی و انواع دیگر سوختها وجود دارد .

عیب بارز چرخه ترکیبی، پیچیدگی آن است، زیرا اساساً در چرخه ترکیبی از دو نوع تکنولوژی متفاوت استفاده می شود .

ایده چرخ ترکیبی یک ایده تازه نیست ودر اوایل این قرن پیشنهاد شد. اما در سال ۱۹۵۰ بود که اولین نیروگاه ترکیبی ساخته شد. بعداز آن تاریخ تعداد نیروگاههای ترکیبی نصف شده، به ویژه در دهه ۱۹۷۰، به سرعت افزایش یافت، تخمین زده می شود که تا انتهای دهه ۱۹۷۰ در حدود ۱۰۰ واحد نیرواه ترکیبی با ظرفیت کل . MW150000 در سراسر جهان ساخته شودچرخه های ترکیبی به صورت های متعددی پیشنهاد شده اندکه مهمترین آنها عبارتنداز :

۱) دیگ بازیافت گرما با احتراق اضافی یا بدون آن

۲) دیگ بازیافت گرما مجهز به بازیابی و یا گرمایش آب تغذیه

۳) دیگ بازیافت گرما با فشار بخارچندگانه

۴) چرخه بسته توربین گازی با گرمایش آب تغذیه در چرخه بخار.