نیروگاه چرخه ترکیبی

  • نیروگاه سیکل ترکیبی

    نیروگاه خرمشهر در حال تبدیل شدن به سیکل ترکیبی است .

  • نیروگاه سیکل ترکیبی

آشنایی با نیروگاه چرخه ترکیبی :

با صنعتی شدن جهان امروز لطمات فراوانی به محیط زیست وارد شده است، که بشر با درک آسیب هایی که به زمین و طبیعت همراهش وارد ساخته است، به دنبال کاهش آن و بازگرداندن محیط زیست به حالتی استاندارد است. در همین راستا نیز کاهش آلایندگی هوا، استنشاق هوای پاک، صنایع سازگار با محیط زیست از جمله اهدافی است که بشر امروز در حال پیگیری برای رسیدن به آن است.

از اقدام های موثر در این راه، ساخت نیروگاه های سیکل ترکیبی متشکل از واحدهای گاز و بخار است. به دلیل راندمان نسبتا پایین نیروگاه های گازی در حدود 35%، در جهت تحقق هدف فوق با اضافه نمودن بخش بخار بازده نیروگاه تا حدود 50% افزایش می یابد. نیروگاه گازی، نیروگاهی است که از هوا به عنوان سیال عامل و از گاز طبیعی (و یا گازوئیل و دیگر سوخت‌های فسیلی) به عنوان سوخت احتراق استفاده می‌کند. راندمان پایین این نیروگاهها به دلیل خروج بخش عمده ای از انرژی تولید شده حاصل از احتراق به محیط می باشد. گازهای خروجی در حدود 540 درجه دما دارند.

مزایای توربین گازی:

• واحدهاي گازي بخاطر كوچك و ساده بودن خيلي سريع نصب مي شود.
• واحدهاي گازي بعد از استارت، در عرض چند دقيقه معمولاً كمتر از ده دقيقه به مرحله بازدهي مي رسند.
• هزينه نصب واحدهاي گازي پايين است.
• به علت سادگي ساختمان و كم بودن قسمت هاي كمكي بهره برداري از آن آسان مي باشد.
• در توربين هاي گازي، امكان استفاده از سوخت هاي مختلف و تعويض نوع سوخت در حال كار واحد به هنگام بازدهي، قدرت مانور خوبي به واحد مي دهد.
• ميزان آلودگي محيط زيست نسبت به ساير نيروگاه هاي حرارتي ديگر با قدرت مشابه كمتر است.

معایب توربین گازی:

• راندمان يا بازدهي واحدهاي گازي به خاطر دفع مقدار زيادي انرژي، به صورت گرما از اگزوز پايين است.
• چون در واحدهاي گازي، معمولاً از گاز طبيعي يا سوخت هاي سبك استفاده مي كنند، لذا مخارج جاري آنها به علت گراني اينگونه سوختها بالا می باشد.

نیروگاه چرخه ترکیبی 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. بنابراین، با استفاده از این روش، راندمان سیکل افزایش می‌یابد. یروگاه های سیکل ترکیبی (Combined cycle power plant) راه حل بسیار کارآمد، انعطاف پذیر، 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 باشد به نحوی که ژنراتور توربین گازی برق را تولید می کند، درعین حال انرژی حرارتی تلف شده از توربین گاز ( توسط محصولات احتراق) برای تولید بخار مورد نیاز توربین بخار مورد استفاده قرار می گیرد و به این طریق برق اضافی تولید می شود. با ترکیب کردن این دو سیکل بهره بری از نیروگاه افزایش پیدا می کند. بازده الکتریکی از یک چرخه ساده کارخانه نیروگاه برق بدون استفاده از اتلاف گرما به طور معمول راندمانی بین 25 تا 40 درصد دارد، در حالی که همان نیروگاه با سیکل ترکیبی راندمان الکتریکی حدود 60 درصد را دارد. همانطور که گفته شد این نیروگاه ها از ترکیب توربین های بخار و گاز ساخته می شوند و بسته به نوع توربین ها ، دیگ های بازیافت گرما ، و دستگاه های بازیابی انواع متعددی دارند. با به کار گیری توربین های گازی در چرخه های ترکیبی می توان پایین بودن بازده آن را بر طرف کرد و در نتیجه آن را برای تامین بار پایه به کار گرفت، در عین حال از مزایای دیگر آن نیز مانند راه اندازی سریع و انعطاف پذیری آن در محدوده ی گسترده ای از بار بهره مند شد. به صورت تئوریک، انرژی قابل بازیابی از اگزوز توربین‌های گازی حدود نصف انرژی تولید شده توسط خود توربین گاز است. بنابراین، 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.

با افزودن سه واحد بخار به نیروگاه خرمشهر

این نیروگاه تبدیل به نیروگاه سیکل ترکیبی شده و راندمان آن  افزایش خواهد یافت .

سرمایه اولیه بیشتر از گازی
افزایش راندمان نیروگاه
وابسته به بخش گاز
بدون سوخت