%37تخفیف

امکان سنجی استحصال آب از دود بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان

210 صفحه فايل word

قابل ويرايش

چکیده

امروزه به دليل افزايش بي رويه مصرف آب، جهان با كمبود منابع آب مواجه شده است. در نتيجه بازيافت و استحصال آب از بخارات آب موجود در اتمسفر مورد توجه بیشتر قرار گرفته است. در اين پژوهش ميزان بخار آب موجود در دود خروجي يك واحد نيروگاه سيكل تركيبي كرمان پيش بيني شد. همچنين با توجه به جديد بودن موضوع پژوهش درخصوص دود، ابتدا سيستمهاي موجود جهت امکان سنجی استحصال آب از دود مورد بررسي قرار گرفت و سيستمهاي مناسب ازبین آنها مشخص شدند. لذا به منظور انتخاب سيستم برتر از بين سيستمهاي قابل كاربرد تحليل فني و اقتصادي انجام گردید كه نتيجه نشان دهنده برتري سيستم غشايي ازنوع سرامیکی نانو فیلتر متخلخل بود. از آنجاييكه اضافه كردن هر تجهيز در خروجي توربين گاز باعث افت در راندمان توربين گاز و كاهش توان مي گردد مطالعات لازم دراين خصوص نيز انجام شد وتاثیر نصب این سیستم برروی توربین گاز ارزیابی گردید.كليه نتايج نشان داد امكان استفاده از سيستم غشايي سراميكي نانو فيلتر متخلخل جهت نصب در بويلر بازيافت گرماي نيروگاه سيكل تركيبي كرمان وجود دارد. افت فشار سیستم مذکور4/4 میلی بار برآورد می گردد و با توجه به راندمان استحصال اين سيستم غشايي، درشرایط ایزو وبر اساس داده های نیروگاه استحصال آب 32/9 لیترآب برثانیه قابل انتظار است که كمك زيادي به مشكل كمبود آب نيروگاه می شود و همچنين باتوجه به كويري بودن منطقه کمک شایانی جهت حفظ منابع زيرزميني و رفع مشكلات انتقال آب از فاصله حدود 24 كيلومتري نیروگاه مي شود. از نتايج بدست آمده مي توان جهت استحصال آب از دود سایرنيروگاهها و همچنین در كارخانجات كاغذسازی، صنايع فولاد و غيره نیز استفاده نمود.

کلیدواژه: استحصال آب، دود، توربین گاز، افت فشار، اگزوز، سیستم غشایی

فهرست مطالب

فصل اول- مقدمه

     1-1 مقدمه

2

      1-2  اهميت بررسي و تحقيق در خصوص منابع آب و شناسايي منبع جديد

2

      1-3 معرفي ساختار يك نيروگاه سيكل تركيبي با ديگ بازيافت گرما

3

          1-3-1 توربين گازي V94.2 و اجزاء آن

6

          1-3-2 مجرای انتقال گازهای خروجی توربین به سمت بویلر

9

          1-3-3 بویلر

10

     1-4  ضرورت انجام تحقيق

16

     1-5 مروري بركارهاي گذشته

18

     1-6 بيان اهداف

27

فصل دوم- محاسبه و برآورد ميزان بخارآب موجود دردود

     2-1 مقدمه

29

          2-1-1 احتراق

29

          2-1-2 سوختن گاز

29

          2-1-3 هواي اضافي لازم براي سوختن كامل

30

     2-2 محاسبه میزان بخار آب دود خروجی دودکش

30

         2-2-1 اوزان اتمی

31

         2-2-2 محاسبه هواي خشک نظری در احتراق کامل

31

         2-2-3 معادله واکنش شیمیایی حاکم برفرایند احتراق سوخت

35

فصل سوم-  معرفی تکنولوژی های حذف آب وبررسی امکان استفاده و کاربرد آنها   

     3-1مقدمه

45

     3-2 تکنولوژی های متعارف استحصال آب از گازها

46

         3-2-1جذب سطحی مایعی

46

         3-2-2 جذب سطحی جامدی

52

         3-2-3 خنك کنندگی چگالشی

52

         3-2-4 جداسازی برودتي

61

        3-2-5 تکنولوژی غشا

64

         3-2-5-1تقسيم بندي بر اساس جنس غشاء

67                

        3-2-5-2 تقسيم بندي بر اساس شكل هندسي غشاء

69

        3-2-5-3 تقسيم بندي بر اساس ساختارغشاء

70

        3-2-5-4 ويژگي هاي غشاها

71

        3-2-5-5 تقسيم بندي بر اساس مكانيسم حاكم بر جداسازي

71

        3-2-5-6 انواع فرايندهاي غشايي

71

     3-3 نشان دادن نتیجه مقایسه اولیه بین تكنولوژيها

78

فصل چهارم-  تحلیل فنی ومقایسه بین تکنولوژیهای بازیافت آب ازدود

     4-1 مقدمه

84

     4-2 مقایسه فنی سیستمهای استحصال آب ازدود

85

          4-2-1 خشک کن‌ برپایه حذف آب

85

          4-2-2 مبدل هاي حرارتي چگالشی

88

          4-2-3 تکنولوژی غشایی

93

          4-2-4 محک و معیار تكنولوژي

95

     4-3 نتایج و بحث

97

فصل پنجم- تحلیل اقتصادی وبرآورد هزینه تکنولوژیهای بازیافت آب ازدود

     5-1 معرفي روش تحليل اقتصادي

118

        5-1-1 هزينه هاي اوليه

120

         5-1-2 هزينه هاي تعويض

120

         5 -1-3 هزينه هاي اوليه به صورت ساليانه

120

         5-1-4 هزينه هاي تعويض به صورت ساليانه

121

         5-1-5 هزينه هاي بهره برداری و نگهداري

123

     5-2 كل ارزش فعلي خالص

123

     5-3 بررسی اقتصادی کار حاضر

124

فصل ششم- ارایه مدل ترمودینامیکی ومعادلات حاکم

    6-1 تاریخچه سیکل برایتون / توربین گاز

133

    6-2 سیکل ترمودینامیکی توربین گاز

133

    6-3 فاكتورهاي  مهم در عملكرد توربين گاز

140

    6-4 مدل ترمودینامیکی سیکل ترکیبی

141

        6-4-1مدل سيكل توربين گاز

142

        6-4-2 مدل HRSG

149

فصل هفتم- اثراستفاده از تکنولوژی انتخاب شده برروی توربین گاز و بویلربازیافت

    7-1مقدمه

151

   7-2 انتخاب سیستم استحصال

151

   7-3 طرح غشاء سرامیکی متخلخل نانو ونحوه پیاده سازی آن درسیستم

152

   7-4 محاسبه میزان تاثیر افت فشار سیستم استحصال بر توربین گاز وبویلر بازیافت

160

   7-5 محاسبه میزان آب قابل استحصال از سیستم ماژول غشایی

172

   7-6 در آمد خالص سالیانه ناشي از نصب سيستم

176

فصل هشتم- نتیجه گیری و پیشنهادات

   8-1 نتيجه گيري

179

   8-2 پیشنهادات

182

فهرست منابع                                                                                                        

184

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

فصل اول

    شکل1-1: شماتيکي از يک سيکل ترکيبي

4

    شکل 1-2: قسمتهای مختلف چرخه دود دریک نیروگاه سیکل ترکیبی]42[

6

    شکل1-3: قسمتهای مختلف مسیرانتقال گازهای داغ خروجی ازتوربین]42[

9

    شکل1-4: قسمتهای اصلی بویلریک واحد سیکل ترکیبی]42[

11

فصل دوم

    شکل2-1: ميانگين دما و رطوبت نسبي ماههاي مختلف سال در شهر كرمان

37

    شکل2-2: میزان بخارآب موجود دردود

43

فصل سوم

    شکل 3-1: شماتيکي ازتجهیزات مورد نیازطرح خشک کن مایع جهت استحصال آب ازدود]46 [

50

    شکل3-2: نمایش شماتیک از یک چرخ رطوبت زدای دوار]58 [

54

    شکل 3-3: شماتيکي ازتجهیزات مورد نیازطرح خشک کن جهت حذف آب ازگاز]65 [

55

    شکل 3-4: نمودارجریان مبدل حرارتی درکانال دود (بالایی) بدونFGD  و(پایینی)  با FGD  می باشد]47[

58

    شکل 3-5: شماتيکي ازتجهیزات مورد نیازتقطیرهوا جهت تولید اکسیژن ونیتروژن]66[

62

    شکل 3-6: شماتيکي ازتجهیزات مورد نیازجداسازی  CO2به وسیله روش برودتی]21[

63

    شکل3-7: سه اصل بسیارمهم درفرایند فیلتراسیون غشایی]55[

65

    شکل3-8: نحوه عملکرد یک غشاء

65

    شکل3-9: چارت انتخاب فرایندهای غشایی

72

    شکل3-10: شماتیک فرآیند یک نیروگاه با واحد غشایی جهت گرفتن رطوبت دود ]55[

77

    شکل3-11: کاربرد تکنولوژیهای رطوبت گیری ازگاز طبیعی]52 [

80

فصل چهارم

    شکل4-1: نتایج تست درمقیاس پایلوت برروی خلوص آب. نتایج تست باکیفیت آب  تولید شده بوسیله اسمز معکوس (تاسیسات وتجهیزاتی که بصورت نرمال در تولیدآب جبرانی بویلراستفاده می شود) مقایسه شده است

86

    شکل4-2: فرایند خنک سازی دود با سه گروه مبدل حرارتی]47 [

89

    شکل4-3: نقطه های شبنم اسیدهای(H2SO4, HCl and HNO3) که تابعی از غلظت  رطوبت و اسید است]47[.

91

    شکل4-4: نمودارجریان فرایندها]70[

100

    شکل4-5: شماتیکی از فرایند کندانسورغشایی جهت بازیافت بخارات آب اتلافی در جریان دود تغذیه]70[

100

    شکل4-6: مقطع عرضی غشای سرامیکی متخلخل نانو]71[

103

    شکل4-7: تصویر مقطع عرضی جدارلوله غشای سرامیکی متخلخل با میکروسکوپ نوری]71[

103

    شکل4-8: اتصال TMC دومرحله ای با یک نیروگاه]71[

106

فصل پنجم

    شکل5-1: مقایسه مالی بین روشهای استحصال آب

131

فصل ششم

    شکل6-1 : تاثیر نسبت فشار برروی نمودار دما- انتروپی در یک سیکل ایده آل توربین گاز با شرط دمای T3 ثابت

134

    شکل6-2: تغییرات راندمان حرارتی وکار خالص بانسبت فشار

135

    شکل 6-3 : تغییرات راندمان ایزنتروپیک با نسبت فشار برای راندمان پلی تروپیک 87/0

139

    شکل6-4: شماتیکی ازیک سیکل ترکیبی باجزئیات بویلر

142

    شکل6-5 : تاثیر افزایش دمای خروجی توربین برروی نمودار دما- انتروپی در یک  سیکل ایده آل توربین گاز (دمای ورودی به کمپرسور وتوربین ثابت است)

143

    شکل 6-6: افزایش دمای احتراق در مقابل نسبت سوخت به هوا

146

    شکل6-7: شماتیکی از واحد HRSG سیکل ترکیبی

149

فصل هفتم

     شکل7-1: ماژول TMC از جنس گارولیت]84[

153

     شکل7-2: طراحی ماژول TMC باجریان آب درداخل لوله]85[

154

     شکل7-3 : بازیافت آب وحرارت ازدود خروجی نیروگاه با استفاده از  TMCدو  مرحله ای

155

     شکل7-4: شماتیکی ازمکانیزم کار TMC

156

     شکل7-5: نمونه ماژول TMC بلند طراحی وساخته شده جهت کاربرد در بویلرهای  نیروگاهی]71[

158

     شکل7-6: طراحی وچیدمان ماژولهایTMC در داکت نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان

159

     شکل7-7: تاثیر فشار خروجی توربین بر فشار ورودی به توربین

163

     شکل7-8: تاثیر فشار خروجی توربین بر فشار خروجی کمپرسور

164

     شکل7-9: تاثیر فشار خروجی توربین برروی دمای خروجی کمپرسور

164

     شکل7-10: تاثیر فشار خروجی توربین برروی دمای خروجی توربین

165

     شکل7-11: تاثیر فشار خروجی توربین برروی کار کمپرسور

166

     شکل7-12: تاثیر فشار خروجی توربین برروی کار توربین

166

     شکل7-13: تاثیر فشار خروجی توربین برروی توان خروجی ماشین

167

     شکل7-14: تاثیر فشار خروجی توربین برروی راندمان حرارتی

168

     شکل7-15: تاثیر فشار خروجی توربین برروی نسبت سوخت به هوا

169

     شکل7-16: تاثیر فشار خروجی توربین برروی انرژی گرمایی بویلر

171

     شکل7-17: تاثیر فشار خروجی توربین برروی دبی جرمی بخار تولیدی

171

     شکل7-18: میزان بخارآب قابل استحصال از جریان دود

175

فهرست جدول ها

فصل اول

     جدول1-1: مشخصات مندرج در کاتالوگ توربين گاز زيمنس V94.2 در شرايط ايزو]5[        

8

     جدول1-2: مشخصات مندرج در کاتالوگ HRSG دوسان در شرايط(C⁰ T=17.3 وRH=83%) و با سوخت  گاز]80[

15

فصل دوم

     جدول2-1: جدول اوزان اتمی

31

     جدول2-2: جدول تناظر ترکیبات احتراق سوخت

34

     جدول2-3: شرايط آب و هوايي کرمان در سال1392

36

     جدول2-4: ترکیبات دود خروجی درشرایط ایزو

38

     جدول 2-5: ترکیبات دود خروجی  درشرایط محیطی فصل تابستان

40

     جدول 2-6 : ترکیبات دود خروجی  درشرایط محیطی فصل زمستان

41

     جدول2-7: جدول درصد وزنی بخارآب درشرایط مختلف انتخابی

42

     جدول2-8 : میزان بخارآب موجود در دود

42

فصل سوم

    جدول3-1: مقایسه بین تکنولوژی های جداسازی هوا

63

     جدول3-2: مقایسه اولیه تكنولوژي های مطرح شده جهت بازیافت آب ازدود یک  نیروگاه سوخت فسیلی

82

فصل چهارم

     جدول 4-1:مصرف انرژی برآوردی یک واحد گازی نیروگاه سیکل ترکیبی

88

     جدول4-2: معیارهای کیفیتی استحصال آب ازدود

96

     جدول4-3: مقایسه بین تکنولوژی ها

110

     جدول4-4: مشخصات مربوط به طرح پایلوت انجام شده

114

     جدول4-5: مشخصات مربوط به نیروگاه کرمان

114

     جدول4-6: مشخصات مربوط به ماژول پیشنهادی جهت استفاده در نیروگاه کرمان

116

فصل پنجم

     جدول5-1: مقایسه مالی بین تکنولوژی های استحصال آب

130

فصل هفتم

     جدول7-1: مقایسه فنی اقتصادی بین تکنولوژی ها

151

     جدول7-2: تاثیرافزایش فشار خروجی توربین(ناشی ازافزایش افت فشار)، برعملکرد توربین گاز

162

     جدول7-3: تاثیرافزایش فشار خروجی توربین متاثر ازافزایش افت فشار برعملکرد بویلر

170

     جدول7-4. : میزان آب قابل استحصال ازدود با شرایط سیستم پیشنهادی

174

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “امکان سنجی استحصال آب از دود بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo