گزارش کارآموزی نیروگاه سیکل ترکیبی و مزایا و معایب آنها

نیروگاه سیکل ترکیبی(چرخه سیکل ترکیبی)

به نیروگاهی گفته می‌شود که در آن هم در توربین گازی و هم در توربین بخار قدرت تولید می‌شود. فکر چرخه ترکیبی به منظور بهبود بازده نیروگاه از طریق بهره‌گیری از انرژی گازهای خروجی توربین، مطرح شد. این کار را نیز به وسیله بازیافت گرما می‌توان انجام داد. بازیافت گرما، انرژی هدر رفته از دودکش را از ۷۰ به ۶۰ درصد انرژی داده شده می‌رساند. استفاده از مبادله کن گرما منحصراً موجب افزایش بازده می‌شود و توان خروجی را افزایش نمی‌دهد. در حقیقت، به دلیل افت فشار بیشتری که مبادله کن گرما به چرخه تحمیل می‌کند، استفاده از مبادله کن موجب کاهش نسبت فشار توربین و در نتیجه کاهش توان خالص خروجی به مقدار چند درصد می‌شود. صرف نظر از این کاهش اندک در توان خروجی، استفاده از مبادله‌کن گرما به دلیل سطح تبادل گرمای زیاد آن و لوله‌های بزرگ هوا و گاز درآن سبب گرانتر شدن نیروگاه می‌شود. اثر دیگری که به کارگیری مبادله‌کن گرما می‌گذارد این است که نسبت فشار بهینه‌ای که منجر به بیشینه شدن بازده می‌شود به مقادیر کوچکتر میل می‌کند و این امر، توان را کاهش می‌دهد .

چرخه‌های ساده در نزدیکی توان بیشینه کار می‌کنند زیرا در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرند که بازده در آنها از اولویت عمده برخوردار نیست. در مقابل، استفاده از چرخه‌های 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 پرهزینه‌ای 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 توأم توربین گازی «در طرف گرم» و توربین بخار در «طرف سرد» را نیروگاه چرخه ترکیبی می‌نامند .

چرخه‌های ترکیبی علاوه بر داشتن بازده و توان بالا، از مزایای دیگری نیز مانند انعطاف‌پذیری، راه‌انداز سریع، مناسب بودن برای تأمین بار پایه و عملکرد دوره‌ای و بازده بالا در محدود گسترده‌ای 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 می‌شود .

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 می‌شود که تا انتهای دهه ۱۹۷۰ در حدود ۱۰۰ واحد نیرواه ترکیبی با ظرفیت کل . MW150000 در سراسر جهان ساخته شودچرخه‌های ترکیبی به صورت‌های متعددی پیشنهاد شده‌اندکه 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.