Μοντελοποίηση και προσομοίωση συστήματος ξήρανσης λιγνίτη για την αύξηση βαθμού απόδοσης ΑΗΣ

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη βελτίωση των λιγνιτικών μονάδων με την εισαγωγή ξηραντή ρευστοποιημένης κλίνης (WTA – Wirbelschicht Trocknung mit interner Abwarmenutzung). Για τη μελέτη του συστήματος ξήρανσης έγινε μοντελοποίηση και προσομοίωση της μονάδας IV του ΑΗΣ Καρδιάς για υπολογισμό βαθμού απόδοσης ως περίπτωση κατά την οποία έγινε η εισαγωγή του ξηραντή WTA αλλά και ως συμβατική περίπτωση για την σύγκριση των αποτελεσμάτων. Η εργασία χωρίζεται σε δύο ενότητες. Στην πρώτη ενότητα όπου είναι το θεωρητικό κομμάτι, στο οποίο γίνεται ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με την τεχνολογία ξήρανσης WTA και στη δεύτερη ενότητα όπου αναφέρεται στη μοντελοποίηση και προσομοίωση της μονάδας με ξηραντή WTA και χωρίς την χρήση αυτού, καθώς και στα αποτελέσματα των προσομοιώσεων. Συγκεκριμένα στην πρώτη ενότητα γίνεται αναφορά για το λιγνίτη, τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένας σύγχρονος ατμοπαραγωγός και περιγραφή του σταθμού ΑΗΣ Καρδιάς. Επίσης εξετάζονται τεχνολογίες ξήρανσης του λιγνίτη και πως αυτές επηρεάζουν το βαθμό απόδοσης σε σχέση με την συμβατική τεχνολογία ξήρανσης της μονάδας. Στην συνέχεια γίνεται αναφορά για την μέθοδο ξήρανσης WTA, για την ανάκτηση θερμότητας της υγρασίας του λιγνίτη και την χρησιμοποίηση της για την αύξηση της θερμοκρασίας του τροφοδοτικού νερού, για την τεχνολογία της μεθόδου και τον επανασχεδιασμό και την λειτουργία των επιμέρους τμημάτων της μονάδας. Τέλος εξετάζεται η προοπτική επένδυσης (βάσει της βιβλιογραφίας) σύμφωνα με το κόστος και την μείωση των ρύπων της μονάδας με ξηραντή WTA. Στην δεύτερη ενότητα αρχικά δίνεται η περιγραφή και η μεθοδολογία επίλυσης του προγράμματος DNA. Έπειτα περιγράφεται η μοντελοποίηση και η προσομοίωση της συμβατικής μονάδας και της μονάδας με ξηραντή WTA. Στην συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης για τις περιπτώσεις διαφορετικής υγρασίας ξηρού καυσίμου και διαφορετικής παραγόμενης ισχύς (ατμοπαραγωγή) σε σχέση με την περιεκτικότητα του λιγνίτη σε υγρασία. Επίσης, εξετάζεται η δυνατότητας της συμπαραγωγής με χρήση της εξατμιζόμενης υγρασίας του λιγνίτη (αφού προθερμάνει το τροφοδοτικό νερό) για τηλεθέρμανση της περιοχής. Τέλος γίνεται αναφορά στις υφιστάμενες εγκαταστάσεις ξηραντών ρευστοποιημένης κλίνης καθώς και στις άλλες δράσεις για τη βελτίωση του βαθμού απόδοσης των μονάδων όπως η αύξηση των παραμέτρων ατμού και η ανάκτηση θερμότητας των καυσαερίων (όπου γίνεται προσομοίωση και για αυτές τις περιπτώσεις).