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

بویلرهای بازیاب حرارت تولید بخار به عنوان بخش حیاتی واحدهای تولید همزمان نقش مهم و اساسی در بازیابی انرژی فرآیندها ایفا می‌کنند. با توجه به مورد نیاز بودن تحلیل دقیقی از نرخ تغییر پارامترهای بویلر بازیاب برحسب زمان به منظور تصمیم گیری 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 نقطه‌ای( سیکل گردش طبیعی اواپراتور همراه با مدل‌های درام و انتقال حرارتی بویلر برای شبیه‌سازی درنظر گرفته شده است. سناریوهای حالت گذرا شامل تغییرات در شار ورودی به دسته لوله‌ها ناشی از تغییر بار توربین گازی)سیکل بالادستی(، دبی آب تغذیه و میزان بخار مورد تقاضا )دبی بخار تولیدی( سیکل پایین دستی است. کد کامپیوتری با هدف حل معادلات گذرای حاکم بر مدل یک‌بعدی بویلر بازیاب و استخراج پاسخ رفتار گذرای)دینامیکی( پارامترهای کلیدی بویلر نسبت به سناریوهای مختلف، توسعه داد ه شده است. نتایج شبیه‌سازی دینامیکی نشان می‌دهد که افزایش 5 درصدی نرخ گرمای ورودی به بویلر، افزایش 15 درصدی فشار درام و با لارفتن حدود 10 درجه‌ای دمای دیواره لوله‌های بویلر را در پی دارد. همچنین افزایش 20 درصدی شار حرارتی به دسته لوله‌ها ناشی از تغییر بار توربی نگازی منجر به بالارفتن حدود 35 درجه‌ای دمای دیواره لوله‌ها می‌شود.

Study of the Natural Circulation Heat Recovery Steam Generator Unsteady Behavior Using One Dimensional Model for the Evaporator Loop

Heat recovery steam generators as a vital part of cogeneration plants play a fundamental role in energy recovery processes. According to a necessity of accurate analysis of steam generators’ parameters variation rate to take a decision on steam generators processes such as startup and shutdown, the present study aims to investigate the unsteady behavior of boilers using the dynamic simulation. In this respect, a onedimensional model of the evaporator natural circulation loop along with boilers’ drum and heat transfer models are considered for simulation. Unsteady study scenarios include changes in the input heat to tube banks due to the change in the gas turbine load, feedwater flow rate and steam demand of the downstream cycle. A computer code has been developed to solve governing equations of a one dimensional model and to demonstrate the response of boilers’ key parameters to different scenarios. Dynamic simulation results showed that a 5% increase in heat input to risers leads to an increase of 15% of the drum pressure as well as an increase of about 10 degrees of the tubes wall temperature. In addition, an increase of 20% in the heat input due to the change in the gas turbine load would increase the wall temperature of tubes by 35 degrees.