بررسی آثار مخرب کنترل نامناسب رژیم شیمیایی CWT در بهره‌برداری از نیروگاه سیکل ترکیبی؛ مطالعه موردی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

عباس یوسف پور ^{1 *} , علی بخشی ² , حسین قاسمی نژاد ³ , محسن اسماعیل پور ⁴ , داناک کهزادی ⁵ , سیده یاس فرزانه ⁶

1 - گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران
2 - گروه پژوهشی پایش و کنترل نیروگاه، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران
3 - گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران
4 - استادیار، گروه پژوهشی شیمی و فرآیند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران
5 - دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
6 - دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1404/02/10 تاریخ پذیرش : 1404/03/18 تاریخ انتشار : 1404/03/18

کلید واژه: نیروگاه سیکل ترکیبی, رژیم شیمیایی تصفیه ترکیبی آب, اکسیژن محلول در آب, هدایت الکتریکی,

چکیده مقاله :

استفاده از رژیم شیمیایی مناسب در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی به منظور بهره‌برداری و جلوگیری از سوراخ شدن لوله‌ها، خاموشی اجباری، تعمیرات مکرر و کاهش عملکرد و بازده بویلر که منجر به کاهش تولید خواهند شد، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این مقاله چالش‌های به وجود آمده ناشی از عدم امکان کنترل مناسب رژیم شیمیایی CWT در نیروگاه سیکل ترکیبی فارس بررسی شده است. با انجام آزمون‌های مختلف سیکل آب و بخار و همچنین نمونه‌برداری از خروجی درام بویلر مشخص شد، برخی از پارامترها از حد مجاز تجاوز نموده و از مقادیر مقرر شده در دستورالعمل بهره‌برداری نیروگاه و EPRI تبعیت نمی‌کنند. طبق نتایج بدست آمده از تحقیقات انجام شده بر روی نمونه آب نیروگاه و مقایسه با دستورالعمل های کنترل کیفیت مطابق استاندارد بین المللی، میزان بالای pH برخی از نقاط سیکل و DO تا بیش از 4 برابر حد مجاز مستقیما با میزان خوردگی ارتباط خواهند داشت. نتایج حاکی از آن است که  ضمن اصلاح دستورالعمل بهره‌برداری و بروزرسانی حدود مجاز پارامترهای عملکردی، پیشنهادات اولویت‌دار بهبود عملکرد واحد کنترل شیمیایی از طریق ارتقاء تجهیزات پایش پارامترهای شیمیایی و کنترل مناسب آنها و همچنین اصلاحات زیرساختی ارائه شده است.

چکیده انگلیسی:

The implementation of an effective chemical regime in combined cycle power plants is crucial for ensuring optimal performance. It plays a key role in preventing issues such as tube perforation, forced shutdowns, frequent maintenance, and reduced boiler performance and efficiency, all of which can negatively impact power generation. In this study a comprehensive instruction was proposed for high performance chemical control. This study investigated the challenges faced in managing the Chemical Water Treatment (CWT) regime at the Fars Combined Cycle Power Plant. Through a series of water and steam cycle tests and sampling from the boiler drum outlet, it was found that certain parameters exceeded the allowable limits and did not comply with the plant's operational guidelines or EPRI standards. The analysis of water samples, compared with international quality control standards, revealed that high pH levels in certain sections of the cycle and dissolved oxygen (DO) concentrations exceeding the permissible limit by more than four times were directly correlated with increased rates of corrosion.

منابع و مأخذ:

1. HRGS tube failure statistics, Tara Engineering, https://tetra-eng.com.
2. Kotwica, D. Analysis of heat recovery steam generator tube failures, Corrosion 2003, OnePetro.
3. Dooley, B. and B. Anderson, HRSG assessments identify trends in cycle chemistry, thermal transient performance. Power Plant Chemistry, 2009.
4. Yousefpour, Abbas, et al. "Investigating corrosion caused by improper operation in CWT regime of a combined cycle power plant; Causes and solutions." Energy Equipment and Systems 13.1 (2025): 35-57.
5. Ding, Q., X.-F. Tang, and Z.-G. Yang, Failure analysis on abnormal corrosion of economizer tubes in a waste heat boiler. Engineering Failure Analysis, 2017, 73: p. 129-138.
6. Dooley, B. and B. Anderson, Trends in HRSG Reliability–A 10-Year Review.
7. Pankov, V. and E. Smirnov, Methods to Combat the Causes of Damage to the Steam-Forming Pipes of the Low-Pressure Circuit in CCPP Heat Recovery Steam Generators. Power Technology and Engineering, 2019, 52(6): p. 698-702.
8. Polonsky, V., D. Tarasov, and D. Gorr, The Effect of Heat-and-Mass Transfer and Flow Hydrodynamics on the Flow Accelerated Corrosion Rate in Evaporators of Combined-Cycle Unit Heat-Recovery Steam Generators. Thermal Engineering, 2020. 67: p. 396-404.
9. Jackson, P.S., D.S. Moelling, and J.W. Malloy, Strategies for Inspecting HRSGs in Two-Shift and Low-Load Service. Power, 2014. 158(8): p. 46-49.
10. Dooley, B. and D. Lister, Flow-Accelerated Corrosion in Steam Generating Plants. Power Plant Chemistry, 2018. 20(4): p. 194-244.
11. Pleshanov, K., et al., Investigation into Factors Causing Damage to Low-Pressure Loop Evaporating Tubes of Large-Capacity Heat-Recovery Steam Generators. Thermal Engineering, 2020. 67(8): p. 543-553.
12. Dooley, R.B. and R. Tilley, Guidelines for controlling flow-accelerated corrosion in fossil and combined cycle plants. EPRI CA, 2005. 1008082.