علم و فناوری در مهندسی مکانیک

علم و فناوری در مهندسی مکانیک

شبیه‌سازی عددی تأثیر پدیده‌ی رسوب‌گذاری در لوله‌های چگالنده بر بازده، دما و فشار (مطالعه‌ی موردی: نیروگاه شهید مدحج)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسندگان
نریمان بزرگان 1
اشکان غفوری 2
علی معرف زاده 3
1 گروه مهندسی مکانیک، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
3 گروه مهندسی مکانیک، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسالمی، ماهشهر ، ایران
10.22034/stme.2026.594717.1236
چکیده
پژوهش حاضر، با رویکردی ترکیبی شامل شبیه‌سازی عددی و تحلیل ترمودینامیکی، اثر رسوب‌گذاری در لوله‌های چگالنده بر پارامترهای کلیدی بهره‌برداری نیروگاه بخار شهید مدحج با ظرفیت نامی ۱۴۵ مگاوات بررسی شده است. ابتدا، چرخه کامل نیروگاه با استفاده از داده‌های واقعی در نرم‌افزار ترموفلو شبیه‌سازی و با نقشه موازنه حرارتی راستی‌آزمایی شد. نتایج تحلیل انرژی نشان داد که چگالنده با تلفات 92/48 درصدی، بزرگترین منبع دفع حرارت در چرخه است. مصرف داخلی نیروگاه نیز ۸۶۱۴ کیلووات برآورد گردید. در ادامه، تاثیر رسوب‌گذاری در بازه فاکتور تمیزی ۲۰ تا ۱۰۰ درصد بر روی پارامترهای عملیاتی نظیر توان تولیدی، بازده، فشار و دمای چگالنده بررسی شد. نتایج نشان داد که کاهش فاکتور تمیزی از ۱۰۰ به ۲۰ درصد، به ترتیب موجب کاهش 5/5 درصدی بازده و ۲۴ مگاواتی توان تولیدی کل می‌شود. تحلیل نمودارها حاکی از آن است که بهره‌برداری پایدار از واحد بخار در فاکتور تمیزی کمتر از ۵۵ درصد عملاً غیرممکن است. همچنین، از میان جنس‌های مختلف لوله ارزیابی‌شده، آلیاژ برنج نظامی بالاترین بازده را نشان داد. در بخش دیگری از پژوهش، اثر کاهش تعداد لوله‌های فعال ناشی از گرفتگی و خوردگی بررسی شد؛ به‌گونه‌ای که کاهش تعداد لوله از ۱۰۲۸۰ به ۴۰۰۰ عدد، افت 47/1 درصدی بازده نیروگاه را به همراه داشت.
کلیدواژه‌ها
نیروگاه حرارتی
بازده چرخه
شبیه‌سازی ترمودینامیکی
رسوب چگالنده
فاکتور تمیزی
موضوعات

عنوان مقاله English

A Numerical Simulation of the Impact of Fouling in Condenser Tubes on Efficiency, Temperature, and Pressure (Case Study: Shahid Modhej Power Plant)

نویسندگان English

Nariman Bozorgan 1
Ashkan Ghafouri 2
Ali Moarrefzadeh 3
1 Department of Mechanics Engineering, Mahs.C., Islamic Azad University, Mahshahr, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Ahv.C., Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Mahs.C., Islamic Azad University, Mahshahr, Iran
چکیده English

This study presents a combined numerical simulation and thermodynamic analysis investigating the effect of condenser tube fouling on key operational parameters of the Shahid Modhej steam power plant (145 MW nominal capacity). The complete power cycle was simulated using Thermoflow software and validated against actual heat balance data. Energy analysis revealed that the condenser accounts for 48.92% of total energy output (heat rejection), representing the largest source of cycle inefficiency. Internal power consumption was estimated at 8,614 kW. The influence of fouling was examined across a cleanliness factor range of 20-100%. Results showed that reducing the cleanliness factor from 100% to 20% decreased efficiency by 5.5% and total generated power by 24 MW. Stable operation was found to be practically impossible below 55% cleanliness factor. Among evaluated tube materials, naval brass demonstrated the highest efficiency. Additionally, reducing active tube count from 10,280 to 4,000 resulted in a 1.47% efficiency reduction, highlighting the significant impact of tube blockage on overall plant performance.

کلیدواژه‌ها English

Thermal Power Plant
Cycle Efficiency
Thermodynamic Simulation
Condenser Fouling
Cleanliness Factor
علم و فناوری در مهندسی مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 09 آبان 1405

  • تاریخ دریافت 10 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 17 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 09 آبان 1405
  • تاریخ اولین انتشار 09 آبان 1405
  • تاریخ انتشار 09 آبان 1405