تشریح عملکرد سیکل احتراق نیروگاه زباله سوز

شکل زیر نمای کلی از سیکل احتراق نیروگاه زباله سوز را نشان می دهد. در چنین طراحی در ابتدا زباله های جمع آوری  شده توسط کامیونهای حمل زباله در یک سالن سرپوشیده زباله های خود را به انبار زباله نیروگاه تخلیه می نمایند. زباله ها توسط یک جرثقیل سقفی به انبار مجاور منتقل می گردند و در پریود های زمانی مناسب توسط جرثقیل به کوره تغذیه می گردند. کوره مورد نظر از نوع کوره با دیواره نسوز  انتخاب می شود.

نمای کلی از سیکل احتراق نیروگاه زباله سوز

نیروگاه زباله سوز

مقدمه

ازدیاد حجم زباله های شهری و افزایش مشکلات دفع آن و همچنین کمبود زمین مناسب جهت دفن و مسائل زیست محیطی باعث رویکرد به روش زباله سوزی در جهان امروز شده است، به گونه ای که از سال 2010 دفن زباله قابل اشتعال در کشور های عضو اتحادیه اروپا ممنوع گردیده است و تنها روش مورد توافق در این کشورها نیروگاههای زباله سوز می باشد.

نخستین بار در سال1870 کشور انگلستان مبادرت به ساختن اولین کارخانه زباله سوز نمود. پس از آن کشور های دیگر از انرژی حاصل از سوزاندن زباله در موارد مختلف استفاده نموده اند. در کشور ما نیز بر اساس برآوردهای انجام شده در حال حاضر روزانه حدود هفت هزار تن زباله شهری در تهران، هزار و سیصد تن در مشهد، هزار و صد تن در شیراز، و حدود هزار تن در اصفهان تولید می شود، این حجم کلان زباله ها علاوه بر اثرات زیست محیطی، مشکلات شهرداری ها و مراکز بهداشتی را به دنبال دارد. نیروگاه زباله سوز به عنوان یک روش کارا در دفع بهداشتی زباله است و از سوی دیگر مولد انرژی می باشد.

تولید همزمان برق و حرارت(CHP) چیست؟

معمولاً برق مورد نیاز واحد های صنعتی، ساختمانهای تجاری و ساختمانهای مسکونی از نیروگاههای عمده کشور تامین می شود. در حالیکه نیاز حرارتی تمام آنها در همان محل تولید می گردد.اما روش دیگری که از دیر باز وجود داشته و امروزه توجه بیشتری را معطوف خود کرده، تولید مشترک برق و حرارت است. که عبارتست از تولید همزمان برق، یا توان محوری و حرارت مفید توسط یک سیستم.

سالها پیش از این فناوری برای اولین بار در نیروگاههای سیکل بخار بکار رفته و از بخار استخراج شده از سیکل برای مصارف گرمایشی کارخانه و واحدهای اطراف آن استفاده می شده است. این عمل گرچه کمی باعث کاهش راندمان نیروگاه بوده اما با تامین حرارت مورد نیاز واحد از مصرف حجم زیادی سوخت جلوگیری می کرده است.

خوشبختانه این ایدهتنها به نیروگاههای بخار محدود نشد و در طی این سالها، بویژه در سالهای اخیر، فناوری تلید مشترک برق و حرارت، که بهره وری بالایی را در مصرف انرژی به دنبال دارد، به سایر مولدهای تولید قدرت(مکانیکی یا الکتریکی) گسترش داده شد. به عبارت دیگر امروزه می توان با پیشرفتهای صورت گرفته، هر سیستم مولد قدرتی با هر اندازه و کاربرد را به صورت یک واحد مشترک طراحی نمود. به این ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکییا مکانیکی توسط دستگاه، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور به صورت انرزی گرمایی قابل استفاده وجود دارد.

توربین کاپلان

قسمت اصلی توربین کاپلان را یک چرخ گردان که دارای چندین پروانه بزرگ قابل تنظیم و یا غیر قابل تنظیم بر روی قسمت توپی خود می باشد، تشکیل می دهد. پره های غیر قابل تنظیم با یک زاویه ثابت بر روی چرخ گردان محکم می باشند، در حالیکه پره های متحرک قابل تنظیم، توسط پیستونهایی که با روغن کار می کنند و در درون چرخ گردان قرار گرفته اند، قابلیت تغییر زاویه نسبت به بدنه چرخ گردان را دارا  می باشد. عمل تنظیم پره ها در وضع مطلوب از طریق مکانیزم گاورنر انجام می گردد. با تغییر زاویه  پره های متحرک، میزان آب جاری شده تغییر می کند و بدین ترتیب قدرت مکانیکی اعمال شده به محور توربین تغییر می یابد. اجزای دیگر این توربین را پره های هدایت، که در جای خود ساکن ولی قابل تنظیم می باشند، و نیز ظرف حلزونی شکلی، که برای ورود آب به توربین و لوله مکش که برای خروج اب از توربین در نظر گرفته شده اند، تشکیل می دهد. جریان آب در توربین کاپلان در امتداد محور چرخ گردان می باشد و بنابراین همیشه به طور محوری با پره های متحرک برخورد می کند. آب با سرعت زیاد پس از عبور از پره های هدایت و قبل از برخورد به پره های متحرک، جهت محوری پیدا می کند تا حداکثر انرژی خود را به پره های متحرک انتقال نماید.