במה שונים מצננים יבשים ממגדלי קירור במפעלי טורבינות גז?
בתחנות כוח של טורבינות גז, מצננים יבשים ומגדלי קירור משרתים את אותה מטרה-לדחיית חום פסולת-אבל הם שונים באופן משמעותי בעקרונות העבודה, בשימוש במים, במאפייני הביצועים ובהתאמה לתנאי אתר ספציפיים.
1. עקרון עבודה
- מצננים יבשים
מצננים יבשים הם מחליפי חום-מקוררים באוויר. מי תהליכים חמים (או תערובת גליקול) ממערכות העזר של טורבינת הגז-כגון מקררי שמן סיכה, מקררי מים מעילים או מקררי ביניים-סגורים-זורמים דרך צינורות סנפירים. אוויר הסביבה, המונע על ידי מאווררים צירים, מסיר חום באמצעות העברת חום נבונה בלבד. אין אידוי.
- מגדלי קירור
מגדלי קירור הם מערכות קירור באידוי. מים חמים מותזים על חומר מילוי, וחלק מהמים מתאדה כשהאוויר עובר דרך המגדל. חום האידוי הסמוי מסיר חום, ומאפשר למים הנותרים להתקרר לטמפרטורות הקרובות לטמפרטורת הסביבה הרטובה-.
2. צריכת מים
- מצננים יבשים
צריכת מים כמעט אפסית
אין צורך ב-מי איפור
אין נפילה או הפסדי סחף
- מגדלי קירור
צריכת מים גבוהה עקב אידוי, סחיפה וניפוח
דורש אספקת מים-מתמשכת
ניהול כימיה במים הוא קריטי
השלכה על מפעלי טורבינות גז:
מצננים יבשים מועדפים באזורים-דלי מים או שבהם קשה להתיר מים.
3. מגבלות ביצועי קירור וטמפרטורה
- מצננים יבשים
גישת הקירור מוגבלת על ידי טמפרטורת הסביבה היבשה-
לא ניתן לקרר מים מתחת לטמפרטורת האוויר הסביבה
הביצועים יורדים משמעותית בתנאי הקיץ החמים
- מגדלי קירור
יכול לקרר מים קרוב לטמפרטורת- הנורה הרטובה, שהיא בדרך כלל נמוכה בהרבה מטמפרטורת הנורה היבשה-
לספק טמפרטורות מי קירור נמוכות יותר ויציבות יותר
מַשְׁמָעוּת:
מגדלי קירור מספקים ביצועים תרמיים טובים יותר, שיכולים לשפר ישירות את תפוקת טורבינת הגז ואת יעילות המחזור המשולבת.-
4. השפעה על יעילות טורבינת הגז
- מצננים יבשים
טמפרטורות גבוהות יותר של מי קירור עלולות לעלות:
לחץ מעבה (במפעלי מחזור-משולבים)
טמפרטורות מערכת עזר
יכול להפחית מעט את יעילות הטורבינה במהלך שיא טמפרטורות הסביבה
- מגדלי קירור
טמפרטורות נמוכות יותר של מי קירור משפרות:
ואקום מעבה מחזור קיטור
יעילות מחזורית כוללת-
מתאים יותר לתחנות כוח בסיס גדולות-
5. שיקולים סביבתיים ורגולטוריים
- מצננים יבשים
אין פלומה גלויה
אין טיפול כימי במים
מורכבות נמוכה יותר של היתרים סביבתיים
סיכון מינימלי ללגיונלה
- מגדלי קירור
פלומת אדי מים גלויה
דורש ביוצידים ומעכבי אבנית
סיכון ללגיונלה פוטנציאלי אם לא מתוחזק כראוי
תקנות סביבה ובריאות מחמירות
6. תחזוקה ומורכבות תפעולית
- מצננים יבשים
מערכות מכניות פשוטות
תחזוקה כוללת בעיקר:
מנועי מאווררים
ניקוי סנפיר
עלויות טיפול וטיפול נמוכות יותר לאורך חיי המפעל
- מגדלי קירור
מערכות מורכבות יותר
נדרשת תחזוקה שוטפת עבור:
טיפול במים
מילוי חומר
מחסלים להיסחף
ניקוי אגן
עלויות טיפול וטיפול גבוהות יותר-לטווח ארוך
7. עלות הון וטביעת רגל
- מצננים יבשים
נדרש שטח העברת חום גבוה יותר
טביעת רגל גדולה יותר ועוצמת מאוורר גבוהה יותר
עלות הון ראשונית גבוהה יותר ל-MW שנפסלה
- מגדלי קירור
בדרך כלל עלות הון נמוכה יותר עבור חובות חום גדולות
קומפקטי יותר עבור אותה יכולת דחיית חום
8. יישומים אופייניים במפעלי טורבינות גז
- מצננים יבשים מועדפים כאשר:
זמינות המים מוגבלת או יקרה
תקנות איכות הסביבה נוקשות
פעולת המפעל בשיא או-באמצע
רצויות מערכות תחזוקה פשוטות-
- מגדלי קירור מועדפים כאשר:
מים זמינים בקלות
נדרשת יעילות תרמית מקסימלית
המפעל פועל כעומס-בסיס
ביצועי מחזור-משולבים הם קריטיים
טבלת השוואת סיכום
| אַספֶּקט | קירור יבש | מגדל קירור |
|---|---|---|
| שיטת דחיית חום | הגיוני (מקורר-אוויר) | אידוי |
| צריכת מים | אַף לֹא אֶחָד | גָבוֹהַ |
| מגבלת קירור | טמפרטורת-יבש של הנורה | טמפרטורת נורה רטובה- |
| השפעה על יעילות | מתון באקלים חם | יעילות גבוהה |
| תַחזוּקָה | נָמוּך | גָבוֹהַ |
| סיכון סביבתי | נמוך מאוד | לְמַתֵן |
| מקרה השימוש הטוב ביותר | אזורים-דלי מים | מפעלי עומס בסיס- גדולים |
מַסְקָנָה
במפעלי טורבינות גז, הבחירה בין מצננים יבשים למגדלי קירור מונעת על ידי איזון בין זמינות מים, יעדי יעילות, מגבלות סביבתיות ועלויות מחזור חיים. מצננים יבשים מציעים פתרון בר-קיימא-תחזוקה נמוך שבו המים מוגבלים, בעוד שמגדלי קירור נשארים האפשרות המועדפת להשגת יעילות תרמית מקסימלית במיקומים בשפע-מים.
