در فصل تابستان بخش از آب خنك‌كني كه در نيروگاه مورد استفاده قرار نمي‌‌گيرد مي‌تواند به منظور افزايش توان الكتريكي و راندمان چرخه تركيبي (بخاري- گازي) كه با يك چيلر جذبي ليتيم برمايد تركيب شده است مورد استفاده قرار گيرد.
در مقاله حاضر آناليز عددي توان الكتريكي و راندمان خالص نيروگاه تركيبي نشان داده شده است. تحليلها بر اساس مدل رياضي چيلر كه آزمايش واجرا شده با مشخصه COM-GAS بيان شده است.

انگيزه اين كار:همانطور كه مي‌دانيم كاهش درجه حرارت هواي ورودي به توربين گاز راندمان ترموديناميكي واحد را بالا مي‌برد اما در اين بين مشكلي وجود دارد و آن اين است كه بايد حجم زيادي از هواي ورودي خنك شود. هدف اين مقاله ارايه روشي براي خنك‌سازي هوا با استفاده از چيلر جذبي است. در ابتدا اثربخشي خنك سازي را بر روي عملكرد توربين گاز تعيين كرده و سپس مدل رياضي يك چيلر جذبي آب – ليتم برمايد (يك مرحله‌اي)‌ارايه خواهد شد كه شامل تبخير‌كننده، جاذب فشار پايين، ژنراتور (مولد) فشار بالا،‌چگالنده و يك مبدل است كه توسط يك منبع حرارتي با دماي بالا تغذيه مي‌شود عليهذا كاركرد چيلر جذبي در يك سيكل تركيبي تحليل خواهد شد.
چيلر جذبي سيستمي است كه براي ايجاد برودت نياز زيادي به توان الكتريكي ندارد اما تقريباً‌حرارت زيادي مصرف مي‌كند. نتايج آناليز عددي يك سيكل واقعي تركيبي با يك چيلر جذبي و توربين گاز كه درمنطقه Gorzou واقع شده نشان داده شده است، محاسبات و عملكرد بدست آمده با مشخصه COM-GAS در ذيل آمده است.

• مدل رياضي چيلر جذبي ليتيم برمايدتا اجزاي حرارتي چيلر جذبي فعال نشود توان ورودي مورد نياز نيست.
چيلر جذبي ليتيم برمايد از آب بعنوان سيال سيكل استفاده كرده و ليتيم برمايد نقش جاذب را بازي مي‌كند. يك چيلر جذبي يك مرحله‌اي Libr جهت سيستم برودت معمولاً شامل يك تبخير‌كننده، جاذب، مولد، چگالنده و يك مبدل حلال است.
سيستم نيازمند يك منبع حرارتي است كه بايد حداقل دماي 85 درجه سانتي‌گراد داشته باشد تا به يك ضريب كارايي (COP) قابل قبول برسد. تكنولوژي چيلرجذبي تقريباً ‌در پيك سرمايش خود ضريب كارايي 0،7 را تامين كرده و تا دماي‌هاي 168 درجه سانتي‌گراد نيز عمل مي‌كند. چيلرهاي جذبي چند مرحله‌اي وقتي بكار گرفته مي‌شوند كه منبع حرارتي با دماهاي بالا وجود داشته باشد كه البته ضريب كارايي COP بالاتري نيز حاصل مي‌شود. در چيلر جذبي يك پمپ نياز است تا نيروي ضعيفي ايجاد كرده و محلول ليتيم برمايد را از جاذب 4 به جداكننده 7 و سپس از ميان مبدل حرارتي 6 عبور دهد. دماي محلول در مبدل حرارتي بالا رفته و در جداكننده انرژي حرارتي به آن اضافه مي‌شود، سپس محلول شروع به جوشيدن كرده و مبرداز آن جدا مي‌شود. بعد از آن جريان بخار از جداكننده عبور كرده به چگالنده 1 مي‌رسد. در چگالنده حرارت به محيط پس داده شده و مبرد چگالش پيدا مي‌كند.
جريان چگالنده به تبخير‌كننده و سپس وارد شير انبساط شده و منبسط مي‌شود. سپس در تبخيركننده مبرد بخار شده و به جاذب برمي‌گردد.
يك بخش كوچكي ازمبرد از تبخيركننده جدا شده و به عنوان مايع (سرريز) خارج مي‌شود. محلول غليظ ليتيم برمايد موجود در جداكننده و جريان در جاذب در مبدل حرارتي و در يك سيكل بسته تبادل حرارتي انجام مي‌دهند.
در جاذب بخار بوسيله محلول ليتيم برمايد جذب مي شود. سپس محلول غليظ ليتيم برمايد قوياً تغيير حالت داده و به محلول رقيق (آبدار) تبديل شده و حرارتش را دفع مي‌كند. مدل رياضي پيشنهاد شده به شرح زير است:
در تبخيركننده مبرد در دماي t2z به حالت اشباع در مي‌آيد (آب خنك كن خروجي)
فشار اشباع درنقطه 2 براي دماي t2=t2z-?TEvap محاسبه مي‌شود. در مرحله اول محاسبات عددي آنتالپي در نقطه 1 فرض شده و مقدار آن برابر 130kj/kg لحاظ مي‌شود. در نقطه 3 مبرد در حالت مايع اشباع است و آنتالپي آن 23.5kj/kg است. سپس برنامه نياز به حرارت ورودي در تبخيركننده دارد. جرم در نقطه 1 در مراحل بعدي محاسبه مي‌شود. در نقطه 16 كسر جرمي و دماي محلول بايد براي شروع محاسبات داده شوند. دماي جداكننده بر اساس تفاوت بين دماي خروجي (نقطه 6z) و اختلاف دماي در جداكننده قرارداده مي‌شود يعني t16=t6z-?tDes  مقدار كسر جرمي محلول نيز فرض مي‌شود: براي مثال 60% ليتيم برمايد.
سپس بخار اشباع P16=Pdes و آنتالپي در جداكننده تعيين مي‌شوند.
فشار در نقطه 16 به ميزان فشار در نقطه 29 است. سپس محاسبات در تبخيركننده مي‌تواند انجام شود. دبي جرمي بخار m6 با معادله محاسبه شده و جرم در جاذب فرض مي‌شود كه براي محلول غليظ و رقيق m5=m6 است.
دما در نقطه t26 برابر ميانگين حسابي t26=(t57+t16)/2 است و جرم m26 از معادله 10 و 11 بدست مي‌آيد.
محاسبات بالا بر طبق مدل رياضي معرفي شده و برنامه كامپيوتري با زبان فرترن بدست آمده است كه شامل الگوريتم تشريح شده در بالا و جداول رياضي است كه براي خواص سيال آمده است.
مدل بر اساس زيرشاخه‌هايي است كه با مشخصه COM-GAS اجرا شده است.

3- اجراي برنامه COM-GAS
برنامه COM-GAS اين امكان را فراهم مي‌كنند تا هر سيكل ترموديناميكي را بر اساس سطوح طراحي ناميده شده محاسبه كند. اين برنامه در IMP PAN گدانسك در دپارتمان برق شيمي و حرارت نوشته شده است.
تمام قسمتهاي برنامه (شاخه‌هاي برنامه) در محيط برنامه‌نويسي فرترن و بخش بصري آن در محيط دلفي نوشته شده است. يك قسمت جديد كه در برنامه COM-GAS به اجرا درآمده چيلر جذبي است. اين بخش از زير مجموعه برنامه خارج از كارهاي (8و4-1) آزمايش شده است. اين كار اين امكان را فراهم مي‌كند تا سيكل ترموديناميكي، توليد همزمان برق و حرارت و توليد حرارت و سرما را محاسبه كند.
اطلاعات به شرح ذيل نياز است تا محاسبات چيلر انجام شود:
• محلول غليظ و رقيق ليتيم برمايد
• دماي ورودي و خروجي تبخير‌كننده
• دماي ورودي به جاذب
• راندمان حرارتي قسمتهاي (اجزاي) چيلر
• اختلاف درجه حرارت بويژه در اجزاي چيلر
در نهايت دما، فشار و حرارتي كه در نقاط خارجي ايجاد مي‌شود، براي نمونه در نقاط برداشتي بخار توربين مورد نياز است.
بر اساس نتايج، خنك‌سازي شار حرارتي و شارهاي حرارتي در هر قسمت از چيلر و ضريب كارايي (عملكرد) چيلر (COP) بدست مي‌آيد.

راه‌اندازي واحد
 EC Gorzow wielkpoloski بوسيله يك چيلر جذبي
اجازه دهيد سيكل تركيبي گازي و بخار شبيه Ec Gorzow را بررسي كنيم.
3 وضعيت فرضي پيش رو داريم كه در 3 سناريو به شرح زير به آن مي‌پردازيم:
1- راه‌اندازي سيكل تركيبي توربين گازي و بخار (كندانسور و توربين پس فشار)
2- راه‌اندازي سيكل تركيبي توربين گازي و بخار (كندانسور و توربين پس‌فشار) با چيلر جذبي كه در آن هواي ورودي به كمپرسور خنك مي‌شود.
3- راه‌اندازي سيكل تركيبي توربين گازي و بخار (كندانسور و توربين پس‌فشار) باچيلر جذبي كه در آن خنك‌سازي در طبقه مياني كمپرسور انجام مي‌پذيرد.

سناريوي اولدر اين حالت راندمان و توان سيكل تركيبي براي تغييرات دماي ورودي اندازه‌گيري شده است.
اطلاعات اوليه بكار گرفته شده به شرح زير هستند:
- دبي جرمي هواي ورودي 174.2kg/s
- دبي سوخت 8.09kg/s
- دماي خروجي براي بازيافت در توربين بخار 160 درجه سانتي‌گراد
- فشار خروجي در كندانسور 0.1Mpa كه به دليل پس‌فشار بودن توربين است (سناريوي Ia) و 5kpa براي حالتي كه توربين با كندانسور بكار گرفته مي‌شود (سناريوي Ib)
- نمودار تئوري و نتايج محاسبات براي سيكل تركيبي با توربين پس‌فشار در حالتي كه دماي ورودي هوا 30 درجه‌ سانتي‌گراد است.

سناريوي دومدر حالتي كه چيلر جذبي تك مرحله‌اي نقش يك مبدل حرارتي را ايفا مي‌كند.
در اين حالت دماي ورودي به كمپرسور از 30C به 15C سانتي‌گراد كاهش ‌مي‌يابد.
چيلر جذبي بوسيله بخار تري كه از توربين بخار خارج مي‌شود (معمولاً فشار آن 0.3Mpa) تغذيه مي‌شود. نتايج محاسبات براي سيكلي كه با حالت بكارگيري چيلر جذبي ليتيم‌برمايد براي سناريوي 1 است.

سناريوي سومحال اجازه دهيد به بررسي حالتي بپردازيم كه عمده فعاليت بكارگيري چيلر جذبي در طبقه مياني كمپرسور (خنك سازي مياني) است. تغيير درجه حرارت در خنك‌سازي مياني فرض شده است كه برابر 50C باشد. به عنوان مثال سيكل بخار و توربين گاز با وجود توربين كندانسوري و چيلر جذبي به عنوان خنك‌كن مياني است.

نتيجه‌گيرينتايج در حالتي كه خنك‌سازي بوسيله چيلر جذبي صورت مي‌گيرد افزايش قابل توجهي رادر توان توربين گاز نشان مي‌دهد. متاسفانه اين موضوع بيانگر افزايش راندمان واحدهاي بطور مجزا نيست و تنها در سيكل II با توجه به بكارگيري توربين پس‌فشار افزايش راندمان كل سيكل به چشم مي‌خورد.
در حالتي كه توربين – كندانسور داريم و از جريان زيركش بخار استفاده نمي‌شود يك منبع حرارتي براي چيلر جذبي داريم كه باعث مي‌شود مقدار قابل توجهي از توان توربين كاسته شده ولي در مجموع توان سيكل افزايش يابد.
تنها موردي كه در آن كاهش دماي ورودي صرفاً‌ باعث افزايش ميزان قابل توجهي در راندمان توربين مي‌شود وقتي است كه تنها سيكل توربين گاز داشته باشيم. براي مثال درواحد «ولادي اسلو» كه با چيلر جذبي توليد توان الكتريكي و حرارت مي‌كند اين موضوع به چشم مي‌خورد چرا كه در آن توربين بخار وجود ندارد. در مواردي كه سيكل تركيبي متشكل از توربين بخار پس فشار است استفاده از چيلر جذبي باعث افزايش كمي در راندمان سيكل مي‌شود.
براي واحدهايي كه توليد حرارت و توان الكتريكي مي‌كنند منفعت زيادي از آن در غير از فصل گرما حاصل مي‌شود. دراين فاصله زماني توربينها بكار گرفته نشده يا بعضي از آنها كاملاً خاموش هستند. لذا چنين پيكربندي با لحاظ كردن چيلر جذبي ما را قادر مي‌سازد تا براي تمام فصول با حداكثر راندمان از آنها بهره‌برداري كنيم بدون اينكه آنها را خاموش كرده يا محدود سازيم. چيلر ممكن است مستقيماً‌به يك مبدل متصل شده و ميزان قابل توجهي از انتقال حرارت را كه به خود جذب كرده به آب خنك كني كه ممكن است براي خنك‌سازي هواي ورودي يا خنك‌سازي در طبقه مياني مورد استفاده قرار مي‌گيرد عرضه كند يا براي احتياجاتمان (بطور مثال تهويه مطبوع) آن را مورد استفاده قرار دهيم. يك ميزان قابل توجهي كاهش درتوان خروجي در موردي كه كندانسور داريم مطرح است (مشاهده مي شود) يعني بخار نمي‌تواند كاري در توربين انجام دهد (چون منبسط شده است) اما مي‌‌تواند به چيلر هدايت شود.
چيلر جذبي بعضي محدوديتهايي نيز به همراه دارد از آن جمله كه حداقل دماي كاركردي آن 85 درجه سانتي‌گراد و فشار 0.1 مگاپاسكال است.
اين دليلي است براي اينكه چرا سيكل‌هاي تركيبي با توربينهاي كندانسوري امكاني براي استفاده از چيلر جذبي ندارند مگر اينكه ما يك منبع آزاد حرارتي داشته باشيم مثل منبع زمين‌گرمايي كه در دسترس باشد. طبعاً راندمان چنين سيستمي بزرگتر و بيشتر خواهد بود.