شبیه‌سازی روش خنک‌سازی تبخیری هوای ورودی به توربین گازی

نوع مقاله : کاربردی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در این پژوهش هدف اصلی طراحی سامانه خنک‌ساز مه‌پاش در کانال هوای ورودی به توربین گازی پالایشگاه آبادان است. شرکت پالایش نفت آبادان دارای هفت دستگاه توربین گازی با ظرفیت هرکدام 29/7 مگاوات در شرایط استاندارد ایزو بوده که توان تولیدی آن‌ها با افزایش دمای محیط خصوصاً در ماه‌های گرم سال دچار افت هنگفتی خواهد شد؛ بنابراین نصب سامانه خنک‌ساز برای خنک کردن هوای ورودی لازم است. به همین منظور جهت بررسی عملکرد سامانه خنک‌ساز مه‌پاش، معادلات حاکم که عبارت از معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی هستند برای هر یک از فازهای هوا و قطرات آب با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی در نرم‌افزار انسیس فلوئنت با مدل فاز گسسته به روش عددی حل شدند. نتایج به‌دست‌آمده از توزیع درجه حرارت و ره‌گیری قطرات آب نشان می‌دهد که با نصب این سامانه، دمای هوای عبوری از کانال به میزان 13/5 درجه سانتی‌گراد کاهش و اکثر قطرات زمان لازم جهت تبخیر را در اختیار داشته و باقی‌مانده آن‌ها با قطر قابل‌قبول و در محدوده مجاز از کانال خارج شدند. راندمان اشباع این سامانه خنک‌ساز 67/5 درصد است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation evaporating cooling method of inlet air in Gas Turbine

نویسندگان [English]

  • Abbas Kosarineia 1
  • sam samzade 2
1 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, IRAN
2 Graduate of Mechanical Engineering, Department of Mechanical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, IRAN
چکیده [English]

In this study, Main purpose is design of fog cooling system in inlet air channel of Abadan oil refinery gas turbine. Abadan oil refinery has seven gas turbines with 29.7 mega watt capacity for each one in ISO condition that their production power will reduce with increase of ambient temperature specially in hot months. Therefore, installation a cooling system for cooling inlet air to gas turbines is necessary. In this manner, for investigation of system performance, equation of continuity, momentum and energy solved for each phase (air and droplet) with usage Eulerian-Lagrangian approach by ANSYS Fluent software in discrete phase model. Results of temperature proration and particle tracking show that by installation fog system, crossing air temperature through channel decrease amount 13.5 degree centigrade and also most of particles have enough time for evaporation and their remainder out from channel with allowable and acceptable diameter. Efficiency of cooling system is 67.5 percentage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gas Turbine
  • Cooling System
  • Drops Evaporation
  • Discrete Phase Model

مراجع

[1] Erdem H. H. and Sevilgen S. H., Case study: Effect of ambient temperature on the electricity production and fuel consumption of a simple cycle gas turbine in Turkey, Applied Thermal Engineering, Vol.26, 2009, pp. 320-326
[2] Ameri M., Shahbazian H.R. and Nabizadeh M., Comparison of evaporative inlet air cooling systems to enhance the gas turbine generated power, International journal of energy research, Vol.31, 2010, pp. 1483-1503.
[3] AL-Salman K. Y., Rishack Q. A. and AL-Mousavi S.J., Parametric Study of turbine cycle with fogging system, Journal of Basrah Researches – sciences. Vol.33, 2011.
[4] Ameri M., Nabati H. and Keshtgar A., Gas turbine power argumentation using fog inlet air-cooling system. In: ESDA04, Manchester. In Proceedings of the Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis – ESDA 2004. Manchester, United Kingdom, 2004.
[5] Alhazmy M. M. and Najjar Y.S.H., Augmentation of gas turbine performance using air coolers, Applied Thermal Engineering, Vol.24, 2012, pp. 415-429.
[6] محمد عامری و عباس حزباوی، تحلیل عددی انتقال حرارت و جرم در مبدل حرارتی تماس مستقیم، هفدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک، تهران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، ۱۳۸۸.
[7] شیلان احمدی، ارزیابی فنی و اقتصادی روش‌های خنک‌سازی هوای ورودی در توربین گازی با رویکرد اجرایی، دومین کنفرانس مدیریت انرژی، تهران، پژوهشگاه نیرو، ۱۳90.
[8] سازمان بهره‌وری انرژی ایران، اطلس جامع افزایش توان و راندمان نیروگاه‌های کشور.
[9] شجاعی فرد، نورپور هشترودی، ورستیگ، مالالاسکرا، دینامیک سیالات محاسباتی، تهران، مرکز انتشارات علم و صنعت ایران، 1379.
[10] شکوهمند، کیز، کرافورد، انتقال حرارت و جرم به روش جابجایی، تهران، مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، 1377.
[11] Ansys Fluent Help, Version 16.1, Ansys Fluent.
[12] Ran, marshal, Evaporation from Drops, Part I, Chem. Eng. Prog.48, pp. 141-146, 1952.
[13] Ran, marshal, Evaporation from Drops, Part II, Chem. Eng. Prog.48, pp. 173-180, 1952.
[14] Ax Energy, Droplet Analysis of Atomizing nozzles, www.ctfog.com.
[15] اسناد و مدارک توربین‌های گازی پالایشگاه آبادان.
نشریه علمی فرآیند نو
دوره 16، شماره 73
خرداد 1400
صفحه 63-79

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار