מקרר יבש למחזור דרגני אורגני לשחזור חום מפליטת טורבינת גז
מקרר יבש למחזור דרגני אורגני לשחזור חום מפליטת טורבינת גז
במערכת ORC, הקירור היבש משמש בעיקר לקירור נוזל העבודה לאחר שעבר דרך הטורבינה. לאחר חילוץ חום מטורבינת הגז ומתרחב בטורבינה כדי לייצר כוח, יש לקרר את נוזל העבודה ולרבות אותו למצב נוזלי להשלמת המחזור. המקרר היבש משיג זאת על ידי פיזור החום מנוזל העבודה לאוויר שמסביב, ללא שימוש במים כמדיום קירור, השונה ממערכות קירור רטובות מסורתיות.
היתרונות של שימוש במקרר יבש
מים - חיסכון: מכיוון שתחנות כוח טורבינת גז ממוקמות לרוב באזורים שבהם משאבי המים נדירים, שיטת הקירור החופשית של המקרר היבש מסייעת לשמר מים, וזה יתרון משמעותי. זה יכול לפעול ביעילות בסביבות צחיחות מבלי להסתמך על כמות גדולה של מים קירור, ולהפחית את צריכת המים של תחנת הכוח ואת העלויות הנלוות וההשפעות הסביבתיות.
פחות תחזוקה: בהשוואה למערכות קירור רטובות, למקררים יבשים יש פחות רכיבים המועדים לקורוזיה ולעיכוב. אין צורך להתמודד עם סוגיות כמו דליפת מים, היווצרות בקנה מידה וגידול מיקרוביאלי במגדלי קירור. התוצאה היא דרישות תחזוקה ועלויות נמוכות יותר, מכיוון שאין צורך בניקוי רגיל וטיפול כימי במערכות קירור.
עיצוב קומפקטי: למקררים יבשים יש בדרך כלל מבנה קומפקטי יותר, שיכול לחסוך מקום בתחנת הכוח. זה מועיל לתחנות כוח טורבינת גז בהן הפריסה קומפקטית יחסית, ומאפשרת שימוש יעיל יותר במרחב ההתקנה המוגבל.
תכנון שיקולים למקררים יבשים
קיבולת העברת חום: יש לתכנן את המקרר היבש כדי להיות בעל יכולת העברת חום מספקת כדי להתמודד עם עומס החום מנוזל העבודה. זה דורש חישוב מדויק של החום שמשוחרר על ידי נוזל העבודה במהלך תהליך העיבוי, תוך התחשבות בגורמים כמו קצב הזרימה, הטמפרטורה והתכונות התרמודינמיות של נוזל העבודה, כמו גם הטמפרטורה וקצב הזרימה של אוויר הקירור.
תכנון זרימת אוויר: כדי להשיג העברת חום יעילה, תכנון זרימת אוויר סביר הוא קריטי. זה כולל קביעת סוג המאוורר המתאים, גודל ומספר כדי להבטיח שאוויר הקירור יכול לזרום באופן שווה דרך מחליף החום של הקירור היבש. יש לבצע אופטימיזציה של קצב זרימת האוויר ומהירות כדי למקסם את מקדם העברת החום בין נוזל העבודה לאוויר, תוך צמצום ירידת הלחץ של זרימת האוויר כדי להפחית את צריכת החשמל של המאווררים.
בחירת חומרים: החומרים המשמשים בקירור היבש צריכים להיות בעלי ביצועי העברת חום טובים, עמידות בפני קורוזיה וכוח מכני. חומרים נפוצים כוללים סגסוגת אלומיניום לסנפירי ומחליף החום, מכיוון שיש לה מוליכות תרמית מעולה ומשקל נמוך יחסית. המסגרת ורכיבים אחרים עשויים בדרך כלל מפלדת אל חלד או קורוזיה אחרת - סגסוגות עמידות כדי להבטיח את עמידות הקירור היבש בסביבת ההפעלה הקשה של תחנת הכוח.
אתגרים ופתרונות תפעוליים
פעולת מזג אוויר קרה: בתנאי מזג אוויר קר, ביצועי הקירור היבש עשויים להיות מושפעים מנושאים כמו דובדבן ויעילות העברת חום מופחתת. כדי לטפל בכך, כמה מקררים יבשים מצוידים במכשירים נגד דחיסה, כמו תנורי חימום חשמליים או מערכות מחזור אוויר חמות, כדי למנוע היווצרות קרח על משטחי מחליף החום. בנוסף, ניתן לכוונן את מערכת הבקרה של הקירור היבש כדי לייעל את פרמטרי הפעולה בהתאם לטמפרטורת הסביבה, כגון הפחתת קצב זרימת האוויר או הגדלת העוקף של נוזל העבודה לשמירה על הפעולה הרגילה של המערכת.
הצטברות אבק ולכלוך: בסביבות מאובקות, אבק ולכלוך יכולים להצטבר על פני מחליף החום של הקירור היבש, ולהפחית את יעילות העברת החום שלו. ניקוי קבוע של משטחי מחליף החום נחוץ כדי לשמור על ביצועי הקירור היבש. ניתן להשיג זאת באמצעות ניקוי ידני או שימוש במערכות ניקוי אוטומטיות, כגון מכשירי ניקוי אוויר גבוה - לחץ. בנוסף, התקנת מכשירי סינון אבק בכניסת האוויר של המקרר היבש יכולה לעזור להפחית את כמות האבק הנכנסת למערכת ולהאריך את מרווח הניקוי.
