در مقاله حاضر مشخصات گازهای خروجی از یک کارخانه شیشه در نظر گرفته شده است. در این کارخانه سوخت با مشخصاتی که در شکل 1 نشان داده شده است و با دبی 88/0 کیلوگرم بر ثانیه وارد کوره می‌شود و این مشخصات در نرمافزار ترموفلو وارد شده است و هوای مورد نیاز برای احتراق نیز با توجه به اطلاعات ممیزی انرژی کارخانه در نرمافزار وارد شده است. دمای گازهای خروجی از دودکش کارخانه نیز ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد که در نرمافزار ترموفلو مدل شده است. این گازهای داغ وارد بویلر بازیاب حرارت می‌شوند و جهت بالا بردن دمای بخار جهت تولید توان در توربین استفاده می‌شود. سیکل مدل شده در نرمافزار ترموفلو در شکل 2 نشان داده شده است. حال در قسمت نتایج، تاثیر پارامترهای مهم در تولید توان و مقدار آن‌ها با یکدیگر مقایسه شده و تاثیر هر یک به صورت جداگانه در نظر گرفته می‌شود. در ضمن محيط استفاده شده از نرمافزار ترموفلو، محیط ترموفلکس می‌باشد که قابلیت طراحی انواع سیکل‌ها را دارا می‌باشد.
شکل 1- مشخصات سوخت ورودی به کوره در کارخانه شیشه در نرمافزار ترموفلو
شکل 2- تصویر سیکل رانکین با بویلر بازیاب حرارت مدل‌سازی شده در نرمافزار ترموفلو
تحليل و نتایج
در این قسمت که مهم‌ترین بخش مقاله حاضر می‌باشد پارامترهای مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است که در نرمافزار ترموفلو مورد تحلیل قرار گرفته است.
بررسی تاثیر تغییرات دمای خروجی بخار از سوپرهیتر بر روی توان تولیدی
برای دمای بخار خروجی از سوپرهیتر، مقادیر ۲۷۰ تا ۴۴۰ درجه‌ی سانتی‌گراد در نظر گرفته شده است که نتایج آن و تاثیر آن بر روی توان تولیدی در شکل ۷ نشان داده شده است. در شكل 3 همچنین مشخص شده است که دمای بخار خروجی از سوپرهیتر تا چه دمایی قابلیت افزایش را دارد و این بخار ورودی به توربین می‌تواند که کار و توان بالاتری را تولید کند.
بررسی تاثیر تغییرات فشار توربین بر روی توان تولیدی
برای فشار ورودی به توربین در یک درجه حرارت ثابت برای بخار خروجی از سوپرهیتر که در اینجا ۳۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد در نظر گرفته شده است، مقادیر ۲۰ تا ۱۰۰ بار را در نظر گرفتیم که نتایج به دست آمده در شکل 4 قابل مشاهده می‌باشد. با کاهش فشار در یک درجه حرارت ثابت، کار انجام شده افزایش و مقدار توان تولیدی افزایش می‌یابد. در شکل 4 نشان داده شده است که با توجه به شرایط مساله امکان تولید ۳۵۰ کیلووات برق بیشتر در صورت انتخاب صحیح فشار ورودی توربین وجود دارد.
شكل 3- تاثیر تغییرات دمای بخار خروجی از سوپرهیتر بر روی توان تولیدی در نرمافزار ترموفلو
بررسی تاثیر تغییرات دمای دود خروجی از دودکش بر روی توان تولیدی
در شکل 5 تاثیرات دمای خروجی گازهای داغ از دودکش بر روی توان تولیدی، نشان داده شده است. طبیعتا هرچه گازهای خروجی داغ‌تر باشند، توان تولیدی بیشتری را داریم. تاثیر بسیار زیاد دمای گازهای خروجی نشانگر اهمیت این موضوع می‌باشد. به عنوان مثال اگر گازهای خروجی دمایی معادل ۱۳۲۵ درجه سانتی‌گراد داشته باشد، توان تولیدی ما تا ۷۱۰۵ کیلووات خواهد رسید.
شکل 4 تاثیر تغییرات فشار توربین بر روی توان تولیدی در نرمافزار ترموفلو
شکل 5 – تاثیر تغییرات دمای گازهای خروجی بر روی توان تولیدی در نرمافزار ترموفلو
بررسی تاثیر دبی هوای مورد نیاز برای احتراق و دود خروجی بر روی توان تولیدی
با افزایش دبی هوای مورد نیاز برای احتراق و بر اساس قانون پایستگی جرم، دود خروجی از کوره و دودکش نیز افزایش می‌یابد. تاثیر تغییرات دبی هوای مورد نیاز برای احتراق و دود خروجی بر روی توان تولیدی در شکل 6 نشان داده شده است که بیانگر افزایش توان تولیدی می‌باشد.
شکل 6- تاثیر تغییرات دبی هوای مورد نیاز برای احتراق بر روی توان تولیدی در نرمافزار ترموفلو
بررسی تاثیر تغییرات دمای پینچ در اواپراتور بر روی توان تولیدی
در مقدمه ذکر شد که دمای پینچ مناسب حدود ۱۵ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد و در این قسمت دمای پینچ از ۱۰ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد مورد ارزیابی قرار گرفته است. در شکل 7 نشان داده شده است که اختلاف دمای پینچ ۳۰ درجه سانتی‌گراد نمی‌تواند شرایط مساله و دمای خروجی بخار مورد نظر ما را تامین کند و با افزایش اختلاف دمای پینچ، توان تولیدی کاهش پیدا می‌کند.
شکل 7- تاثیر تغییرات دبی هوای مورد نیاز برای احتراق بر روی توان تولیدی در نرمافزار ترموفلو
نتیجه گیری
با توجه به نتایج و تحلیل‌های به دست آمده در نرمافزار ترموفلو مشخص می‌شود که افزایش دمای گازهای خروجی از دودکش بیشترین تاثیر را در بالا بردن توان تولیدی دارد. همچنین برای کارخانه شیشه مقداری حدود ۱ مگاوات توان با توجه به شرایط مساله امکان دست‌یابی را دارد و می‌تواند برق مصرفی کارخانه را تامین کند.
