روشهاي توليد همزمان
نيروگاههای توليد همزمان را مي‌توان به پنج دستة كلي تقسيم نمود.
- بازيافت از توربين هاي زيركش دار (Extraction condensing)
- بازيافت از توربين هاي پس فشاري (Back – Pressure)
- بازيافت حرارت از توربين هاي گازي ( (Gas turbine heat recovery
- بازيافت از سيكل تركيبي (Combined Cycle)
- بازيافت از موتورهاي رفت و برگشتي (Reciprocating Engines)
ساده‌ترين نيروگاه توليد همزمان، نيروگاههايي هستند كه از توربينهاي Back – pressure استفاده مي‌كنند. در ايـن نـيـروگـاهـهـا، برق و حرارت در يك توربين بخار توليد مي شود. يكي ديگر از اجزاي اصلي نيروگاههاي Back – pressure بويلر است كه ميتواند براي سوزاندن سوختهاي جامد، مايع يا گازي شكل طراحي شود.
نيروگاههای Extraction Condensing (زير كشدار)
توليد حرارت به روش توليد همزمان ميتواند در نيروگاههاي مجهز به توربين بخار زير كشدار (Extraction Condensing) انجام شود. به اين طريق كه مقداري از بخار قبل از رسيدن به آخرين مرحله توربين از آن خارج شود. گرمايش متمركز ميتواند با استفاده از بخار استخراج شده از توربين يا براي مصارف صنعتي مورد استفاده قرار داد.
شكل (3) چرخه يك نيروگاه بخار كه در آن يك ايستگاه كاهش فشار نيز تعبيه شده است را نشان مي دهد. از ايستگاه كاهش فشار بخار در مواقعي كه از توربين بخار استفاده نشود، استفاده مي شود.
شكل (3) چرخه يك نيروگاه بخار كه در آن يك ايستگاه كاهش فشار نيز تعبيه شده است را نشان مي دهد. از ايستگاه كاهش فشار بخار در مواقعي كه از توربين بخار استفاده نشود، استفاده مي شود.
در اين حالت بخار مطمئن براي تأمين حرارت فرآيندها تأمين خواهد شد. بايد دقت داشت كه در صورتيكه از توربين بخار استفاده نشود به اين سيستم توليد همزمان اطلاق نمي‌شود. در يك نيروگاه معمولي فقط برق توليد ميشود ولي دريك نيروگاه Extraction Condensing جزئي از بخار براي توليد حرارت از توربين خارج مي شود.
نيروگاههای Back – pressure
در نيروگاههاي بخار معمولي، بخار فشار بالا در بويلر توليد ميشود كه اصطلاحاً به آن بخار زنده اطلاق ميشود. اين بخار از ميان توربين عبور مي‌كند و پس از انبساط كامل، با فشار پايين وارد يك كندانسور مي شود. در اين بخش حرارت باقيمانده در اين بخار با هوا يا آب منتقل مي شود.
در يك توربين Back – pressure بخار از قسمتهاي مياني توربين و با فشار بالاتر خارج ميشود و از اين بخار به منظور استفاده در مصارف گرمايشي استفاده مي شود.
اين بخار ميتواند مستقيماً به عنوان بخار فرآيند (مثلاً در ماشينهاي كاغذسازي) يا بعنوان سيال گرم در يك مبدل حرارتي براي گرم كردن آب مورد استفاده در سيستمهاي گرمايشي ناحيه‌اي مورد استفاد قرار گيرد.
بیشتر بخوانید : آشنایی با تولید همزمان برق و گرما
نیروگاه تولید همزمان
توربين گاز و بويلر بازيافت حرارت
يك سيستم ساده و كم هزينه توليد همزمان برق و حرارت ميتواند با تركيب يك توربين گاز و يك بويلر بازيافت حرارت ايجاد شود. گازهاي داغ خروجي از توربين گاز از يك بويلر بازيافت حرارت عبور مي‌كنند و بخار مورد نياز فرآيند يا گرمايش مورد نياز را تأمين مي‌كند.
در اين نوع نيروگاهها، هواي داغ خروجي از توربين گاز از بويلر بازيافت حرارت عبور كرده و حرارت خود را به سيال حامل (آب) منتقل مي‌كند. در بسياري از مواقع از گاز طبيعي بعنوان سوخت مصرفي استفاده مي شود. اما گازوئيل يا تركيبي از گاز و گازوئيل نيز به عنوان سوخت مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
ميزان حرارت بازيافت شده به نوع سوخت مصرفي و دماي حرارت بازيافت شده بستگي دارد. اگر از گاز طبيعي بعنوان سوخت توربين گاز استفاده شود، مي توان دماي گازهاي خروجي از بويلر بازيافت را به حدود 60 تا 100 درجه سانتي گراد كاهش داد ولي در صورتيكه از سوختهاي مايع استفاده شود بمنظور كاهش ريسك خوردگي گوگرد بايد دما بين 120 تا 170 درجه كنترل شود.
در بعضي مواقع نيروگاه به يك مشعل كمكي مجهز مي شود كه از گازهاي خروجي از توربين گاز بجاي هواي احتراق استفاده مي‌كند. طبيعتاً حرارت توليدی از مشعلهاي كمكي را نبايد در محاسبة حرارت توليدي از CHP منظور نمود.
در بعضي از مواقع نيز اگزوز خروجي از توربينهاي گاز مجهز به يك كنار گذر (By- Pass) خواهد بود كه در اينصورت مي توان فقط در مواقع لازم از بويلر بازيافت استفاده كرد و در مواقع غير ضروري آنرا از سيستم حذف نمود.