كندانسور

كاربرد كندانسور در خنك سازي بخار در نيروگاه هاي حرارتي

نيروگاه هاي حرارتي يكي از اصلي ترين واحدهاي توليد برق در جهان هستند و اساس كار آن ها بر تبديل انرژي حرارتي سوخت هاي فسيلي يا انرژي هسته اي به انرژي الكتريكي است. در اين نيروگاه ها، بخار با فشار و دماي بالا در توربين به حركت درآمده و انرژي حرارتي خود را به انرژي مكانيكي و سپس الكتريكي تبديل مي كند. اما پس از خروج بخار از توربين، دماي آن همچنان بالاست و بايد دوباره به آب تبديل شود تا بتوان از آن در سيكل كاري استفاده كرد. اين مرحله كليدي توسط تجهيزي به نام كندانسور انجام مي شود. كندانسور يكي از مهم ترين اجزاي نيروگاه هاي حرارتي است كه وظيفه آن خنك سازي بخار خروجي از توربين و تبديل آن به آب تقطير شده است. نقش كندانسور فقط محدود به خنك سازي نيست، بلكه در راندمان كلي نيروگاه، مصرف آب، كاركرد توربين و تداوم سيكل بخار نيز نقش اساسي دارد.

نقش كندانسور در سيكل بخار نيروگاه

در سيكل رانكين كه اساس كار نيروگاه هاي حرارتي است، بخار پس از خروج از بويلر وارد توربين شده و پس از توليد برق، با فشار و دماي كمتر از توربين خارج مي شود. در اين مرحله لازم است بخار خروجي تقطير شود تا دوباره به آب با دماي پايين تبديل گردد. اگر اين بخار بدون خنك سازي رها شود، سيكل بخار ناقص شده و امكان استفاده مجدد از آب وجود نخواهد داشت.

كندانسور در پايين دست توربين نصب مي شود و با ايجاد يك محيط كم فشار (تقريباً خلأ)، بخار خروجي را با كمك جريان آب سرد تقطير مي كند. وجود خلأ در داخل كندانسور باعث مي شود بخار با افت انرژي بيشتري از توربين خارج شود و اين موضوع كاهش فشار خروجي توربين را به دنبال دارد كه در نهايت باعث افزايش راندمان كلي نيروگاه مي شود.

به اين ترتيب، كندانسور دو نقش عمده دارد:

تبديل بخار خروجي توربين به آب مايع

ايجاد فشار پايين در خروجي توربين و افزايش راندمان نيروگاه

انواع كندانسور در نيروگاه هاي حرارتي

كندانسورها در نيروگاه ها بيشتر در دو نوع اصلي مورد استفاده قرار مي گيرند:

كندانسور آبي

در اين نوع، آب سرد از برج خنك كن يا منابع طبيعي آب وارد كندانسور مي شود و با عبور از لوله ها، بخار را خنك كرده و باعث تقطير آن مي شود.

اين نوع رايج ترين كندانسور در نيروگاه هاست.

كندانسور هوايي

در اين مدل، به جاي آب سرد از هواي محيط براي خنك سازي بخار استفاده مي شود. اين كندانسورها معمولاً در مناطقي كه كمبود آب وجود دارد استفاده مي شوند اما راندمان آنها نسبت به مدل آبي كمتر است.

هر دو نوع عملكرد مشابهي دارند اما وابسته به منابع آب و شرايط اقليمي انتخاب مي شوند.

مكانيزم عملكرد كندانسور

كندانسور معمولاً از صدها يا هزاران لوله تشكيل شده كه آب سرد درون آن ها جريان دارد و بخار در اطراف لوله ها حركت مي كند. بخار با برخورد به سطح سرد لوله ها انرژي حرارتي خود را از دست داده و به آب تبديل مي شود. اين آب تقطير شده در پايين كندانسور جمع آوري شده و از طريق پمپ تغذيه دوباره وارد سيكل بويلر مي شود.

چند پديده مهم در عملكرد كندانسور اتفاق مي افتد:

الف) تبادل حرارتي

بخار از بيرون لوله ها و آب خنك از داخل آنها عبور مي كند. انتقال حرارت از بخار به آب باعث تقطير بخار مي شود.

ب) ايجاد خلأ

براي آنكه بخار بتواند در دماي پايين تقطير شود، كندانسور بايد تحت خلأ باشد. اين خلأ توسط پمپ هاي وكيوم يا تزريق بخار كم فشار ايجاد مي شود.

ج) دفع حرارت

آب خنك پس از جذب حرارت بخار به برج خنك كن فرستاده شده و دوباره خنك مي شود. در نيروگاه هايي كه كندانسور هوايي دارند، انرژي حرارتي بخار مستقيماً توسط هوا دفع مي شود.

مزاياي استفاده از كندانسور در نيروگاه هاي حرارتي

كندانسور فقط يك تجهيز ساده نيست؛ بلكه نقش آن در سيكل نيروگاه گسترده و حياتي است. برخي از مهم ترين مزاياي آن عبارتند از:

افزايش راندمان سيكل حرارتي

هرچه فشار خروجي توربين كمتر باشد، توربين عملكرد بهتري خواهد داشت. كندانسور با ايجاد يك خلأ مناسب، فشار خروجي را كاهش داده و باعث افزايش راندمان توربين مي شود.

استفاده مجدد از آب تقطير شده

در نيروگاه هاي بخار مقدار زيادي آب مورد استفاده قرار مي گيرد. كندانسور اجازه مي دهد اين آب تقطير شده دوباره وارد سيكل شده و صرفه جويي قابل توجهي در مصرف آب شود.

اگر بخار بدون تقطير خارج شود، انرژي زيادي به هدر مي رود. كندانسور اين اتلاف را تا حد زيادي كاهش مي دهد.

كاهش هزينه هاي عملياتي

با برگشت آب به سيكل، هزينه خريد، تصفيه و گرمايش آب جديد به شدت كاهش مي يابد.

كمك به كنترل آلاينده ها

بخار خروجي به جاي آزاد شدن در محيط تقطير شده و وارد چرخه مي شود؛ اين موضوع نقش مهمي در كاهش بخار و آلاينده ها دارد.

اهميت كيفيت آب در كندانسور

آب مورد استفاده در كندانسور بايد كيفيت مطلوبي داشته باشد. رسوب گذاري، خوردگي و تجمع مواد معلق از مهم ترين مشكلاتي هستند كه عملكرد كندانسور را مختل مي كنند.

اگر داخل لوله ها رسوب ايجاد شود، انتقال حرارت ضعيف شده و راندمان تقطير كاهش مي يابد. براي جلوگيري از رسوب از سيستم هاي فيلتر، مواد ضد رسوب و روش هاي رسوب زدايي دوره اي استفاده مي شود.

ارتباط كندانسور با ساير تجهيزات نيروگاه

كندانسور كاملاً وابسته به دو جزء مهم ديگر است:

برج خنك كن

برج خنك كن آب گرم خروجي از كندانسور را خنك مي كند. بدون عملكرد صحيح برج خنك كن، دماي آب ورودي به كندانسور افزايش يافته و راندمان تقطير پايين مي آيد.

پمپ تغذيه بويلر

پس از جمع آوري آب تقطير شده در پايين كندانسور، پمپ تغذيه اين آب را با فشار بالا به بويلر ارسال مي كند. هرگونه كاهش كيفيت آب يا كمبود آب تقطير شده، عملكرد اين پمپ را مختل مي كند.

مشكلات رايج در كندانسور و راهكارها

كاركرد مناسب كندانسور نيازمند نگهداري دقيق و پايش مستمر است. برخي مشكلات رايج عبارتند از:

۱) رسوب گذاري

رسوبات باعث كاهش انتقال حرارت و افزايش فشار داخل كندانسور مي شوند.

راهكار: استفاده از مواد شيميايي ضد رسوب و شستشوي دوره اي لوله ها.

۲) نشت هوا و كاهش خلأ

ورود هوا به كندانسور باعث افزايش فشار و كاهش راندمان مي شود.

راهكار: رفع نشتي، تنظيم پمپ وكيوم و كنترل نقاط آسيب پذير.

۳) خوردگي لوله ها

شناور بودن بخار و آب در دماهاي بالا باعث خوردگي فلز مي شود.

راهكار: استفاده از آلياژهاي مقاوم، افزودن مواد ضد خوردگي و پايش كيفيت آب.

۴) دماي بالاي آب ورودي

اگر برج خنك كن عملكرد مطلوب نداشته باشد، آب ورودي گرم تر از حد مجاز خواهد بود و راندمان خنك سازي افت مي كند.

راهكار: بهبود عملكرد برج خنك كن، استفاده از نازل هاي جديد و افزايش جريان هوا.

كندانسور يكي از حياتي ترين بخش هاي نيروگاه هاي حرارتي است و نقش آن تنها تقطير بخار خروجي توربين نيست، بلكه در افزايش راندمان كل نيروگاه، كاهش مصرف آب، جلوگيري از اتلاف انرژي و پايداري عملكرد توربين نقش اساسي دارد. كندانسور با ايجاد شرايط خلأ، بخار را در دماي پايين تقطير كرده و امكان استفاده مجدد از آب را فراهم مي كند. همچنين تعامل مستقيم آن با برج خنك كن و پمپ تغذيه بويلر باعث شده اين تجهيز جزئي جدا نشدني از سيكل حرارتي باشد.

با توجه به مصرف آب بالا و نياز به راندمان، انتخاب صحيح نوع كندانسور، نگهداري مناسب و كنترل كيفيت آب اهميت زيادي دارد. به طور كلي، عملكرد پايدار و صحيح كندانسور تضمين كننده بهره وري بهتر نيروگاه و كاهش هزينه هاي عملياتي خواهد بود.

جهت خريد كندانسور ميتوانيد به سايت ناب زيست مراجعه نموده و يا با شماره 02188722027 و موبايل 09126147685 تماس بگيريد.