بررسی ترمودینامیکی سیکل تزریق بخار توربین گاز

با افزایش روزافزون سهم نیروگاههای گازی در تولید و تامین برق مورد نیاز شبکه سراسری، همچنین به منظور مقابله با بحران انرژی و استفاده مطلوب از منابع انرژی موجود، روشهای مختلفی برای بهبود عملکرد این نوع نیروگاهها پیشنهاد شده است . در این میان، استفاده از روش تزریق بخار به سیکل توربین گاز ساده بسیار مفید و کارآمد می باشد . لذا در دهه های اخیر مورد توجه و استقبال بسیار طراحان واقع شده است . هدف اصلی این مقاله، مطالعه تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل دمای ورود به توربین، اختلاف دما در نقطه تنگش، نسبت فشار سیکل، ... بروی پارامترهای عملکردی سیکل مانند کار خالص ویژه تولیدی، بازده سیکل، مقدار آب مصرفی، ... میباشد . بمنظور واقعی تر نمودن عملکرد سیکل، گرمای ویژه در تمام مراحل تحلیل بصورت تابعی از دما و ترکیب شیمیایی سیال، لحاظ شده است . [8] همچنین برای فرآیندهای تراکم و انبساط نیز از بازده پلی تروپیک استفاده شده است . [9] در این مطالعه مشاهده گردید که بازده و کار خالص سیکل تزریق بخار همواره از مقادیر مشابه در سیکل ساده توربین گاز بیشتر می باشد . برای مثال، در دمای ورود به توربین 1400 کلوبن، استفاده از سیکل تزریق بخار بازده را بسته به نسبت فشار در حدود 10 الی 38 درصد و کار خالص خروجی را در حدود 30 الی 90 درصد نسبت به سیکل ساده توربین گاز افزایش می دهد . حال آنکه در همین شرایط، نسبت مصرف آب به هوای ورودی در محدوده 0/32 الی 0/05 متغیر می باشد . از طرف دیگر نسبت فشار بهینه مربوط به سیکل تزریق بخار، که منجر به تولید بازده و کار خالص خروجی بیشینه می گردد، همواره از مقادیر مشابه مربوط به سیکل ساده کوچکتر می باشد . افزایش دمای ورود به توربین، کاهش نسبت فشار و کاهش تفاضل دما در نقطه تنگش باعث افزایش آب مصرفی سیکل و کاهش دمای گازهای خروجی از بویلر خواهد گردید .