تبدیل واحد‌های گازی به سیکل ترکیبی، راهکاری برای مقرون به صرفه‌تر کردن تولید برق

 راهکار‌های متعددی برای مقرون به صرفه‌تر کردن تولید برق در ایران می‌توان بر روی کاغذ تعریف کرد؛ اما یکی از این راهکار‌ها که در وهله فعلی قابلیت اجرا دارد و دستاورد‌های آن نیز بسیار قابل توجه است، تبدیل واحد‌های سیکل ساده گازی به سیکل ترکیبی است.
به گزارش برق نیوز، در حال حاضر بیشترین سهم در تولید برق کشور به نیروگاه های حرارتی تعلق دارد. واحدهای حرارتی با داشتن سهمی حدود 82 درصد در سبد تولید برق کشور ، بیشترین نقش را در بخش تولید این حامل مهم انرژی ایفا می کنند. از اینرو هرگونه اصلاح در واحدهای حرارتی به منظور کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان ، به طور مستقیم به مقرون به صرفه تر شدن تولید برق کشور می انجامد.

هم اکنون در مجموع 645 واحد نیروگاهی حرارتی در سراسر ایران در مدار بهره برداری است که از این تعداد 108 واحد حرارتی به صورت سیکل ساده گازی مورد بهره برداری قرار می گیرد. به عبارتی در این 108 واحد حرارتی ، سوخت مصرفی (گاز طبیعی یا سوخت مایع) موجب به گردش درآمدن توربین گازی شده و حرارت خروجی آن با دمای بیش از 600 درجه سانتیگراد وارد هوای پیرامون می شود. در واقع در نیروگاه های گازی ، ژنراتور توربین گازی برق را تولید کرده اما در عین حال انرژی حرارتی موجود توسط محصولات احتراق در خروج از توربین گاز تلف می‌شود.

در صورتی که این واحدهای سیکل ساده با اضافه کردن یک واحد بخاری به ازای هر دو واحد گازی ، تبدیل به واحدهای سیکل ترکیبی شوند ، می توان با استفاده از بویلر بازیاب ، از حرارت موجود در گازهای خروجی از توربین های گاز که می‌توانند تا 600 درجه سانتیگراد دما داشته و مستقیماً وارد هوا می‌شوند جلوگیری کرده و از آن‌ها برای تولید بخار آب مورد نیاز در توربین های بخار استفاده کرد. از این رو ، عملاً در این حالت انرژی تلف شده از توربین گاز در راستای استفاده در بویلر توربین بخار که منجر به عدم نیاز آن به سوخت می‌شود ، مورد کاربرد قرار گرفته و به این طریق برق اضافی تولید می‌شود. در نتیجه می‌توان گفت با ترکیب کردن این دو سیکل (بخاری و گازی) بهره وری این نیروگاه افزایش پیدا می کند.

در حالت عادی و بدون استفاده از ظرفیت حرارتی گرمای اتلاف شده ، بازده یک سیکل ساده نیروگاه برق به طور معمول بین 25 تا 40 درصد است ؛ در حالی که چنانچه سیکل ساده همان نیروگاه به شکل سیکل ترکیبی برق را تولید کند راندمانی بیش از 45 درصد و حتی بر اساس تجهیزات به کار رفته راندمانی بین 50 تا 60 درصد خواهد داشت. واحدهای سیکل ترکیبی از ترکیب توربین های بخار و گاز ساخته می شوند و بسته به نوع توربین‌ها ، دیگ های بازیافت گرما و دستگاه‌های بازیابی انواع متعددی دارند. در این نوع نیروگاه ها عموماً از سیستم خنک کننده خشک و یا تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده می شود که با استفاده از سیستم ترکیبی خنک کننده خشک و تر و یا استفاده تنها از سیستم خنک کننده خشک ، علاوه بر صرفه جویی ذاتی واحدهای سیکل ترکیبی در مصرف سوخت ، می توان در مصرف آب هم صرفه جویی بهینه ای را رقم زد.

در حال حاضر متوسط راندمان نیروگاه های حرارتی کشور حدود 38 درصد است ، در این بین متوسط راندمان نیروگاه های گازی موجود (اعم از واحدهای فرسوده گازی و واحدهای با سن کمتر از 25 سال) حدود 33 درصد و متوسط راندمان نیروگاه های سیکل ترکیبی کشور بالای 47 درصد است.

بدون ساخت نیروگاه جدید و بدون مصرف سوخت بیشتر و تنها با تبدیل واحدهای سیکل ساده به سیکل ترکیبی می توان شاهد افزایش راندمان و تولید برق بیشتر با مقدار ثابت مصرف سوخت واحد بود. هم اکنون 108 واحد گازی در نیروگاه‌ های کشور وجود دارد که با استفاده از ظرفیت های قانونی و در صورت توجه مسئولان به اهمیت موضوع تبدیل نیروگاه های سیکل ساده به سیکل ترکیبی می تواند به 54 بلوک سیکل ترکیبی تبدیل شود و در صورت تحقق این مهم ، بیش از 8500 مگاوات بدون مصرف سوخت بیشتر و ساخت نیروگاه جدید ، به ظرفیت برق کشور افزوده خواهد شد.

از اینرو ، تبدیل نیروگاه های سیکل ساده گازی به نیروگاه های سیکل ترکیبی ، راه حل بسیار کارآمد ، انعطاف پذیر ، قابل اعتماد ، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید برق است که در صورت تحقق ، موجب مقرون به صرفه تر کردن تولید برق در ایران می شود.