فكرة عمل المحطات ذات الدورة المركبة Cycle Combined لتوليد الكهرباء

الشرح السابق:محطات التوليد دات الاحتراق الداخلي Internal Combustion Engines:محطات توليد الكهرباء الغازية.

محطات ذات الدورة المركبة Cycle Combined لتوليد الكهرباء

تتكون المحطات ذات الدورة المركبة Cycle Combined من وحدة غاز ية ووحدة بخارية ، حيث ينتج عن الوحدة الغازية نواتج احتراق تصل درجة حرارتها إلى 500 درجة مئوية ، وهذه النواتج تهدر فى الجو دون الاستفادة منها.

و السؤال هنا كيف نستفيد من هذه الطاقة الضائعة ؟

1-فكرة عمل الدورة المركبة CYCLE COMBINED:

تقوم فكرة عمل الوحدات المركبة (شـــكل أسفله )على الاستفادة من الطاقة المهدرة فى الغازات الساخنة الخارجة من التربينة الغازية من خلال إنتاج كمية البخار اللازمة لتشــــغيل تربينة البخارية تضـاف إلى الوحدة ، وتتم هذه العملية من خلال وحدات اسـتعاد ة الطاقة Steam Generator Heat Recovery ، HRSG ، وهذه الوحدات تقوم مقام الغلاية والفرن فى الوحدات التقليدية ، مما يحقق توليد طاقة إضافية وتوفر ثلث كمية الوقود المسـتخدمة بالمقارنة بالوحدات البخارية .

لاحظ أن الوحدة البخارية فى محطات الدورة المركبة لا تستخدم أى وقود ، وإنما فقط تسـتخلص الطاقة من غازات الوحدة الغازية.

يبدأ العمل من الوحدة الغازية بأخذ الهواء الجوي بعد مروره على الفلاتر لتنقيته ، ثم يدخل على الضاغط الذى يقوم بضـغط الهواء ، ثم يمر على غرف الاحتراق وتخرج الغازات المحترقة من غرفـة الاحتراق للـدخول على التربينـة الغـازيـة وبعـد ذلـك يـدور المولـد وتتولـد الكهربـاء(من الوحـدةالغازية كما فى المحطة الغازية البسيطة).

أثناء ذلك تمر الغازات الساخنة الخارجة من التربينة الغازية إلى وحدة الـ HRSG لتحويل المياه إلى بخار كما سبق شرحه فى المحطات البخارية.

1.2- وحدة الـــ HRSG:

وحدات اسـتعاد ة الطاقة Steam Generator Heat Recovery، HRSG والتى تظهر فى الشــكل أسفله تقوم مقام الغلاية والفرن فى الوحدات التقليدية فى آن واحد وهو بالفعل كذلك حيث يتكون داخليا من :

• Economizer

• Super heater and Water preheater

• Evaporator

وظيفة الــ HRSG هى استخلاص الحرارة من الغازات القادمة من الوحدة الغازية فى توليد البخار اللازم للوحدة البخارية.

ومن مهام الـ HRSG الأخرى أنه يتم من خلالها التحكم في الانبعاثات الناتجة من العوادم التي تخرج للهواء عن طريق نوعين من المحفزات Catalysts متواجدين في الـ Steam Generator (HRSG) Heat Recovery، أولهم يتحكم في مقـدار أول أكسـيـد الكربون الموجود في العوادم ، و الآخر يتحكم في أكاسيد النيتروجين .

وبعض أنواع من الــ HRSG تكون مزودة بــ duct firing من أجل إعطاء مزيد من الطاقة أكثر من التى حصل عليها من خرج الوحدة الغازية من أجل الحصول على كمية أكبر من البخار.

1.3- كفاءة محطات الدورة المركبة:

كفاءة المحطات الغازية بمفردها لا تتعدي 30 % كما في الشـكل التالي ، لكن عند تركيب وحدة بخارية معها تزيد الكفاءة لاثنين معا إلى ما يقرب 52 % .

وحدات الجيل الجديد تصل إلى 61 % حيث يساهم هذا الأسلوب في رفع كفاءة المحطة ، علما بأن ثلث القدرة تنتج من البخار 18 % و الثلثين 31 % من الغاز أو الوقود الحفري المستخدم.

و يمكن الاستفادة أيضا من درجة حرارة هواء العادم الذى ي خرج من الـــ HRSG و التي تصل إلى 140 درجة في الاستخدامات الصناعية الأخرى .