مطالعه رفتار گذرای بویلر بازیاب حرارت تولید بخار گردش طبیعی با استفاده از مدل یک بعدی سیکل اواپراتور

Abstract

بویلرهای بازیاب‌حرارت تولید بخار به عنوان بخش حیاتی واحدهای تولید همزمان نقش مهم و اساسی در بازیابی انرژی فرآیندها ایفا می‌کنند. بازیابی انرژی محصولات احتراق خروجی از توربین گاز از طریق بویلر بازیاب‌حرارت انجام می‌گیرد. در سیستم‌های انرژی، تغییرات ناگهانی(حاصل از سیکل‌های بالادستی و پایین دستی) در شرایط بویلر بازیاب، موجب تحت تاثیر قرار گرفتن عملکرد و پارامترهای مهم بویلر بازیاب حرارت از جمله دمای دیواره لوله های بالابرنده و فشار بخار‌درام می‌شود. با توجه به مورد نیاز بودن تحلیل دقیقی از نرخ تغییر پارامترهای بویلر‌بازیاب برحسب زمان به منظور تصمیم‌گیری در مورد فرآیندهای بویلر از جمله راه‌اندازی و خاموشی، پژوهش حاضر به مطالعه و بررسی رفتار گذرای بویلر با استفاده از شبیه‌سازی دینامیکی پرداخته است. بدین منظور مدل یک‌بعدی(مدل نقطه ای) سیکل گردش‌طبیعی اواپراتور همراه با مدل‌های درام و انتقال‌حرارتی بویلر برای شبیه‌سازی درنظر گرفته‌شده است. سناریوهای حالت گذرا شامل تغییرات در شار ورودی به دسته لوله‌ها ناشی از تغییر بار توربین‌گازی(سیکل بالادستی)، دبی آب تغذیه و میزان بخار مورد تقاضا(دبی بخار تولیدی) سیکل پایین‌دستی است. کد کامپیوتری با هدف حل معادلات گذرای حاکم بر مدل یک‌بعدی بویلر‌بازیاب و استخراج پاسخ رفتار گذرای(دینامیکی) پارامترهای کلیدی بویلر نسبت به سناریوهای مختلف، توسعه داده‌شده است. نتایج شبیه‌سازی دینامیکی نشان می‌دهد که افزایش 5 درصدی نرخ گرمای ورودی به بویلر، افزایش 15 درصدی فشار درام و بالا‌رفتن حدود 10 درجه‌ای دمای دیواره لوله‌های بویلر را در پی دارد. همچنین افزایش 20 درصدی شار حرارتی به دسته لوله‌ها ناشی از تغییر بار توربین‌گازی منجر به بالارفتن حدود 35 درجه‌ای دمای دیواره لوله‌ها می‌شود.