گازهای خروجی توربین گازی دارای مقدار زیادی انرژی حرارتی است که به محیط تخلیه میشود. این مسأله سبب پایین بودن کار وبازده توربین گازی می‌گردد. از طرف دیگر دمای هوای ورودی نقش موثری بر عملکرد توربین گازی دارد، طوری که کاهش دمای مذکور موجب بیشتر شدن کار و بازده حرارتی چرخه میشود. از این رو انرژی حرارتی گازهای خروجی می‌تواند در یک چرخه تبرید جذبی، برای افزایش کار و بازده بکار رود. در این تحقیق، تأثیر خنک‌کاری هوای ورودی توربین گازی در دو حالت ساده و دارای بازیاب بررسی شده و نشان داده شده که کار و بازده به ازاء هر C°10 کاهش دمای هوای ورودی به ترتیب%10 - 6 و %5 - 1 افزایش می‌یابد. همچنین مقدار انرژی حرارتی گازهای خروجی توربین گازی که می‌تواند در چرخه تبرید جذبی به کار گرفته شود در شرایط مختلف برای توربین گازی ساده و دارای بازیاب مقایسه شده است.
واژه‌های کلیدی: توربین گازی- خنک‌کاری هوای ورودی- تبرید جذبی- انرژی گازهای خروجی
امروزه، طولانی بودن زمان راه‌اندازی توربین بخار و همچنین هزینه اولیه زیاد آن سبب افزایش کاربرد توربین گازی شده است. توربین گازی بر اساس سیکل برایتون کار می‌کند و به خاطر داشتن هزینه اولیه و زمان راه‌اندازی پایین و نسبت انرژی به اندازه و به وزن بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. عدم وابستگی به آب نیز از مزایای این چرخه میباشد. یکی از معایب توربین گازی، بازده پایین این چرخه بخصوص در بارهای پایین است، همچنین بازده و کار خروجی خالص تحت تأثیر شرایط محیطی و بخصوص دما است. از این رو استفاده از حرارت گازهای خروجی جهت افزایش دمای هوای خروجی کمپرسور در یک مبادله‌کن بازیاب از یک طرف و خنک‌کاری هوای ورودی با استفاده از چرخه تبرید جذبی LiBr از طرف دیگر اثرات مثبتی روی بازده و کار چرخه خواهد داشت.
در سال‌های اخیر تحقیقات مختلفی در زمینه افزایش بازده توربین‌های گازی به روش کاهش دمای هوای ورودی توربین گازی انجام گرفته که از آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1) سال 2001،Sigler ، Erickson،Perez_Blanco ]1[
2) سال 2001، Kakaras و همکارانش ]2[
3) سال 2002، Bassily ]3[
4) سال 2002، F.J.Wang و J.S.chiou ]4[
5) سال 2003، عامری و حجازی ]5[
6) سال 2004، Kakaras و همکارانش ]6[
7) سال 2004، B.Dawoud، Y.H.Zurigat و J.Bortmamy ]7[
در تمامی تحقیقات انجام شده، کاهش دمای هوای ورودی، افزایش کار و بازده چرخه توربین گازی را نشان میدهد. در اغلب این تحقیقات به تأثیر خنک‌کاری بر روی بازده و کار چرخه توربین گازی پرداخته است، در این تحقیق علاوه بر این امر سعی شده تا مقدار انرژی حرارتی موجود در گازهای خروجی و توانایی آن در تأمین انرژی حرارتی مورد نیاز چرخه تبرید جذبی در شرایط مختلف چرخه توربین گازی و چرخه تبرید جذبی مورد بررسی قرار گیرد.
- معرفی چرخه مورد مطالعه
شکل (1) چرخه توربین گازی دارای بازیاب و سیستم خنک‌کاری جذبی را نشان میدهد. این چرخه، چرخه کلی بوده و در بررسی تأثیر خنک‌کاری هوای ورودی بر روی چرخه ساده، مبادله‌کن حرارتی بازیاب حذف میشود.
- فرضیات
در تحلیل حاضر فرضیاتی در مورد چرخه‌های توربین گازی و تبرید جذبی صورت گرفته که در ذیل به آنها اشاره میشود:
1) بازده پلی‌تروپیک توربین و کمپرسور به ترتیب برابر 85/0 و 90/0 قرار داده شده است.
2) گاز طبیعی متان با ارزش حرارتی پایین KJ/kg 50010 به عنوان سوخت فرض شده و دما و فشار آن به ترتیب برابر دمای محیط و فشار اتاق احتراق در نظر گرفته میشود.
3) بازده احتراق 99/0 و افت فشار آن 5% منظور می‌گردد.
4) افت فشار ورودی کمپرسور و خروجی توربین برابر bar01/0 فرض میشود.
5) بازده مبادله‌کن حرارتی بازیاب به کار رفته در توربین گازی 85/0 در نظر گرفته شده است.
6) بازده مکانیکی توربین 98/0 فرض شده است.
7) شرایط استاندارد ISO برای هوای ورودی°C15، فشار bar1 و رطوبت نسبی 60% میباشد.
8) پایین‌ترین دما برای گازهای دودکش به منظور جلوگیری از اثرات خوردگی دیوارهای دودکش °C100 فرض میشود.
9) حداقل دمای ورودی کمپرسور°C12 فرض میشود.
10) شرایط فرض شده برای چرخه تبرید به صورت ذیل میباشد؛ اثر تغییر هرکدام از پارامترها نسبت به آنها سنجیده میشود.
شامل 19 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق تحلیل ترمودینامیکی خنک‌کاری هوای ورودی توربین گازی در دو حالت ساده و دارای بازیاب به روش تبرید جذبی LiBr
