توربین بخار هوا-خنک کننده های خنک شده در نیروگاه های حرارتی

در نیروگاه های حرارتی، چگالش بخار کارآمد یک مرحله حیاتی در چرخه رانکین است. به طور سنتی،-کندانسورهای خنک‌کننده با آب-با استفاده از رودخانه، دریاچه یا آب دریا-برای متراکم کردن بخار خروجی از توربین بخار استفاده می‌شد. با این حال، کمبود آب رو به رشد، محدودیت‌های محیطی، و فشارهای نظارتی، استفاده از کندانسورهای خنک‌شده با هوا (ACC) را به‌عنوان یک جایگزین پایدار تسریع کرده‌اند.

 

کندانسورهای خنک‌شده با هوای توربین بخار{0}}از هوای محیط به‌عنوان وسیله خنک‌کننده استفاده می‌کنند و نیاز به مقادیر زیادی آب خنک‌کننده را از بین می‌برند. این امر آنها را به ویژه برای مناطق خشک و تاسیسات دورافتاده که دسترسی به آب محدود یا گران است مناسب می کند.

 

2. اصل کار هوا-خنک کننده های خنک شده

عملکرد اساسی یک ACC، متراکم کردن بخار خروجی از توربین به میعانات برای استفاده مجدد در دیگ است. این سیستم بر اساس یک اصل خنک‌کننده مستقیم خشک کار می‌کند، که در آن بخار مستقیماً از خروجی توربین به مبدل‌های حرارتی لوله پره‌دار که توسط هوای اتمسفر خنک می‌شوند، جریان می‌یابد.

مراحل کلیدی فرآیند:

اگزوز بخار: بخار کم فشار- از توربین خارج می‌شود و وارد سیستم مجرای کندانسور خنک‌شده با هوا می‌شود.

تراکم: بخار از لوله‌های پره‌دار که در ساختار قاب A- چیده شده‌اند عبور می‌کند. فن‌های محوری بزرگی که در زیر یا بالای دسته‌های لوله قرار دارند، هوای محیط را به پره‌ها می‌کشند یا فشار می‌دهند.

جمع آوری میعانات: با متراکم شدن بخار بر روی سطوح داخلی لوله ها، میعانات به سمت مخزن میعانات یا چاه داغ جریان می یابد.

بازگشت میعانات: سپس میعانات به سیستم آب تغذیه برای تکمیل چرخه رانکین پمپ می شود.

3. طراحی و اجزای سازنده

یک کندانسور{0}}خنک شونده با هوا معمولاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

A-بسته‌های لوله قاب: هر بسته حاوی لوله‌های پره‌دار است که به شکل مایل «A» مرتب شده‌اند تا مساحت سطح را برای انتقال حرارت به حداکثر برسانند.

لوله‌های پره‌دار: این لوله‌ها اغلب از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ، با پره‌های آلومینیومی یا فولادی گالوانیزه برای بهبود بازده حرارتی ساخته می‌شوند.

فن های محوری: فن هایی با قطر{0} بزرگ (معمولاً 6 تا 10 متر) مقدار زیادی هوا را از طریق لوله های پره دار حرکت می دهند. فن‌ها می‌توانند به صورت اجباری-(هوا رانده شده) یا القایی-کشش (کشش هوا) انجام شوند.

هدرهای مجرای و توزیع بخار: این کانال ها بخار خروجی توربین را به طور یکنواخت بین دسته های لوله توزیع می کنند.

سیستم میعانات گازی: شامل خطوط میعانات گازی، چاه داغ، پمپ ها و ابزار دقیق مرتبط می باشد.

 

4. مزایای خازن‌های خنک‌شده-هوا

الف حفاظت از آب

مهمترین مزیت ACC ها حذف مصرف آب خنک کننده است. این آنها را برای آب و هوای خشک یا بیابانی که آب منبع کمیاب است ایده آل می کند.

ب مزایای زیست محیطی

ACC ها از آلودگی حرارتی بدنه های آبی طبیعی جلوگیری می کنند و تخلیه شیمیایی مرتبط با انفجار برج خنک کننده را کاهش می دهند.

ج زیرساخت های ساده شده

بدون نیاز به برج های خنک کننده، پمپ های آب گردشی یا خطوط لوله آب خنک کننده بزرگ. این ردپای گیاه را کاهش می دهد و نگهداری را ساده می کند.

د انعطاف پذیری و مدولار بودن

ACC ها را می توان در پیکربندی های مدولار نصب کرد که آنها را برای نیروگاه های ترکیبی-، تولید همزمان و نیروگاه های هیبریدی تجدیدپذیر مناسب می کند.

 

6. کاربردها در نیروگاه های مدرن

کندانسورهای خنک‌شده با هوا به طور گسترده در موارد زیر استفاده می‌شوند:

نیروگاه‌های حرارتی خشک-در مناطق محدود آب- (مانند چین، استرالیا، آفریقای جنوبی).

نیروگاه های توربین گاز سیکل ترکیبی (CCGT).

زباله-به-نیروگاه‌های انرژی و زیست توده.

نیروگاه های حرارتی زمین گرمایی و خورشیدی که در محیط های خشک کار می کنند.

سازندگان پیشرو سیستم های ACC شامل GE، SPX Heat Transfer، Hamon، و Balcke{0}}Dürr و سایرین هستند.

 

نتیجه گیری

کندانسورهای خنک‌شده با هوای توربین بخار{0}}به طور فزاینده‌ای نقش حیاتی در تولید برق حرارتی مدرن ایفا می‌کنند. با افزایش تقاضای جهانی انرژی و کمیاب شدن منابع آب شیرین، فناوری ACC راه حلی پایدار، سازگار با محیط زیست و انعطاف پذیر ارائه می دهد. اگرچه آنها در آب و هوای گرم بازده حرارتی معینی دارند-، اما نوآوری‌های مداوم به بهبود عملکرد و اقتصادی آنها ادامه می‌دهند{4}}و آنها را به یکی از مؤلفه‌های کلیدی در آینده تولید برق با راندمان پایین-آب و{{6} بالا تبدیل می‌کنند.