عنوان پایان‌نامه
تحلیل و شبیه سازی بویلر بازیاب حرارتی توربین گازی نیمه صنعتی مورد استفاده در صنایع فرآیندی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2734;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64680
- تاریخ دفاع
- ۱۱ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- مجتبی میرزاخانی سیاهکلرودی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی, پدرام حنفی زاده
- چکیده
- بویلر بازیاب حرارتی به عنوان محور اساسی سیکل های ترکیبی و سیستم های بازیاب حرارت مطرح بوده و بهره برداری موثر از حرارت در گرو انتخاب و بهینه سازی پارامترهای موثر بر آن می باشد. در این بین روش های مختلفی جهت ارزیابی ترمودینامیکی و حرارتی مدنظر میباشند از جمله تحلیل انرژی و اگزرژی. تحلیل انرژی به عنوان بخش اولیه سیستم و تحلیل اگزرژی جهت بررسی کارآمدی سیستم از لحاظ انرژی مورد توجه می باشند. یکی از مباحث پیش رو و مهم دیگر در بویلر بازیاب، بررسی جریان در درون بدنه از دید هیدرودینامیکی و حرارتی می باشد. ایجاد جریان یکنواخت با کمترین افت فشار در گذر زمان مورد توجه طراحان و سازندگان بویلر بازیاب بوده است. تحلیل و بهینه سازی داکت ورودی بویلر بازیاب به خصوص در طرح های تک فشار بدون احتراق اضافی موجب بهبود راندمان و بهره وری سیستم می گردد. در تحقیق حاضر یک نمونه بویلر بازیاب حرارتی مورد استفاده در سیستم تولید همزمان بر پایه توربین گازی کلاس 4 مگاوات بررسی شده است. در ابتدا پس از انتخاب پارامترهای مدنظر بویلر، آنالیز ترمودینامیکی و حرارتی در شرایط استاندارد در نرم افزار طراحی سیکل های نیروگاهی انجام گرفته است. سپس تحلیل در شرایط خارج از طراحی و تحلیل اگزرژی نیز بر روی آن انجام شده است. در گام بعد، بررسی جریان در بدنه مدل بویلر بازیاب از دید یکنواختی سرعت و به کمک متد عددی و تجربی برای مدل های مختلف با زاویه و طول متمایز داکت ورودی بررسی شده است. پس از انتخاب مدل های بهینه در هر زاویه، بررسی کمترین اختلاف فشار با استفاده از تست تجربی انجام گرفته است و در نهایت مدل بهینه نهایی از لحاظ جریان توسط تست دود با مدل پایه مقایسه شده و نتایج آن ارائه شده است. انتخاب زاویه بهینه علاوه بر کاهش افت فشار موجب افزایش راندمان بویلر بازیاب میگردد.
- Abstract
- Heat recovery steam generator has been considered as the main basis of combined cycles and heat recovery systems and efficient operation of heat depends on the selection and optimization of the parameters that influence on it. Among these, various methods are considered to be evaluated thermodynamically and thermally such as energy and exergy analysis. Energy analysis, as initial part of system and exergy analysis, is considered to evaluate the efficiency of system in terms of energy. One of the leading and important subjects about HRSG is investigation of the flow within the body from hydrodynamic and thermal vision. Making uniform flow with minimal pressure loss over time has been an interesting issue for HRSG designers and manufacturers. Analysis and optimization of HRSG inlet duct, especially in single pressure designs without additional combustion can improve efficiency and productivity of system. In the present study, a sample heat recovery steam generator used in cogeneration systems based on 4 MW class of gas turbine has been investigated. Initially, after selecting the desired parameters in the boiler, thermal and thermodynamic analysis have been performed under standard conditions in power cycles software design. Then analysis of outside design conditions besides exergy analysis have been done. In the next step, investigation of flow in body of recovery boiler from uniform velocity vision has been investigated with the help of numerical and experimental methods for the different models with the distinguished angle and length of the inlet duct. After selecting optimum models at aeach angle, evaluation of the lowest pressure difference has been performed by experimental test and finally the final optimum model in terms of flow using smoke test has been compared with baseline model and the results are presented. Selecting optimum angle besides reducing the pressure drop will increase the efficiency of the recovery boiler. Keywords: Heat Recovery Steam Generator, Inlet duct optimization, Energy and exery analysis, Air test
