چرخه‌‌ های ترکیبی جامع خورشیدی بازده بالا با حداقل تغییرات در طراحی چرخه ترکیبی نیروگاه

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

چرخه‌‌ های ترکیبی جامع خورشیدی بازده بالا با حداقل تغییرات در طراحی چرخه ترکیبی نیروگاه

عنوان لاتین

High performance integrated solar combined cycles with minimum modifications to the combined cycle power plant design

الحاق انرژی خورشیدی به چرخه‌های ترکیبی گاز طبیعی، در چندین چرخه ترکیبی جامع خورشیدی از ابتدای این دهه در بسیاری از کشورها به طور موفقیت آمیز نشان داده شده است. انگیزه‌های بسیاری وجود دارد که محرک سرمایه گذاری‌ها روی چرخه‌‌های ترکیبی جامع خورشیدی است که در درجه اول شامل دوباره توان بخشیدن به نیروگاه‌های موجود، انطباق با قوانین محیط زیستی سخت‌تر در مورد انتشارات محیطی و کاهش دادن ریسک‌های مرتبط با پروژه‌های خورشیدی بزرگ می‌باشد. چرخه‌‌های ترکیبی جامع خورشیدی عموماً به عنوان سایت‌هایی که قبلاً توسعه داده شده از طریق تکمیل چرخه‌‌های گاز طبیعی موجود و نگهداشتن تجهیزات موجود برای حداقل کردن هزینه‌ها توسعه می‌یابد. در اینجا مدل خارج از طراحی عملیات با جزییات یک چرخه ترکیبی گاز طبیعی 390 مگاوات الکتریکی با سه سطح فشار ساخته شده تا به ارزیابی طرح‌های تجمیع متفاوت انرژی خورشیدی که یا تجهیزات چرخه ترکیبی را بدون تغییر نگه می‌دارد یا شامل تجهیزات جدید (توربین بخار، تولید کننده بخار حرارت بازیافتی) است، بپردازد. هر دوی استراتژی‌های عملیاتی تقویت توان و کاهش هزینه سوخت در جستجو برای بیشترین بازده سالانه و سهم خورشیدی مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که بیشینه توان خروجی افزایشی از انرژی خورشیدی در تابش نوری طراحی به 19 مگاوات الکتریکی بدون تغییر در تجهیزات موجود محدود است. مقادیر بالاتر تنها با توربین بخار بزرگتر قابل دستیابی است. نسبت تابش خورشیدی بالا به بازده‌های الکتریکی در محدوده 29-24 درصد می‌تواند در چرخه ترکیبی خورشیدی جامع بسته به سهم خورشیدی و امتداد بانک های تیوبی در تولید کننده بخار بازیابی حرارت قابل حصول باشد. در مقایسه با تقویت توان، استراتژی ذخیره سوخت، بازده‌های گرمایی کمتری از چرخه ترکیبی جامع خورشیدی در اثر کاهش بازده توربین گاز در بارهای کاهش یافته نشان می‌دهد. بدون تغییرات در تجهیزات موجود سهم خورشیدی بیشینه از کل برق تولیدی تقریبا تنها 1 درصد است.

The integration of solar energy into natural gas combined cycles has been successfully demonstrated in several integrated solar combined cycles since the beginning of this decade in many countries. There are many motivations that drive investments on integrated solar combined cycles which are primarily the repowering of existing power plants, the compliance with more severe environmental laws on emissions and the mitigation of risks associated with large solar projects. Integrated solar combined cycles are usually developed as brownfield facilities by retrofitting existing natural gas combined cycles and keeping the existing equipment to minimize costs. In this work a detailed off-design model of a 390MWe three pressure level natural gas combined cycle is built to evaluate different integration schemes of solar energy which either keep the equipment of the combined cycle unchanged or include new equipment (steam turbine, heat recovery steam generator). Both power boosting and fuel saving operation strategies are analyzed in the search for the highest annual efficiency and solar share. Results show that the maximum incremental power output from solar at design solar irradiance is limited to 19MWe without modifications to the existing equipment. Higher values are attainable only including a larger steam turbine. High solar radiation-to-electrical efficiencies in the range 24–29% can be achieved in the integrated solar combined cycle depending on solar share and extension of tube banks in the heat recovery steam generator. Compared to power boosting, the fuel saving strategy shows lower thermal efficiencies of the integrated solar combined cycle due to the efficiency drop of gas turbine at reduced loads. Without modifications to the existing equipment the maximum solar share of the total generated electricity is only about 1%.