Investigating to Improving the Air-Cooled Condensers Performance (ACC) in Behbahan C.C.P.P

Document Type : Original Article

Authors
Masoud Dorfeshan 1
Hamidreza Samipour 2, 3
1 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran
2 M.Sc. Student, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran
3 Senior Mechanical Expert of Behbahan Combined Cycle Power Plant Engineering Unit, Iran
20.1001.1/jgt.2024.2030988.1041
Abstract
Combined cycle power plants are among the most efficient methods of electricity generation, utilizing a combination of gas and steam cycles to enhance energy efficiency. A crucial component in these power plants is the air-cooled condenser (ACC), which plays a significant role in cooling and converting the exhaust steam from the steam turbine back into water. However, the efficiency of air-cooled condensers is highly influenced by environmental conditions, particularly air temperature, humidity and wind speed, which can lead to a reduction in the overall efficiency of the power plant. This paper examines methods for improving the performance of air-cooled condensers in combined cycle power plants. It first addresses the challenges associated with the design and operation of these condensers under varying environmental conditions. Next, innovative solutions such as changing the angle of the blades, creating water spray paths at the inlet of the blades, and the washing of fin tubes and the evaluation of wind speed reduction methods are analyzed. The findings indicate that by adopting these strategies, it is possible to enhance the thermal efficiency of the power plant, reduce water consumption, and minimize operational costs. Recommendations for future research in the optimization and development of cooling technologies are also provided.
 

Keywords

Subjects

Article Title Persian

بررسی بهبود عملکرد کندانسورهای هوا خنک (ACC) در نیروگاه سیکل ترکیبی بهبهان

Authors Persian

مسعود درفشان 1
حمیدرضا سامی پور 2 3
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد.، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران
3 کارشناس ارشد مکانیک، واحد مهندسی، نیروگاه سیکل ترکیبی، بهبهان، ایران
Abstract Persian

نیروگاه‌های سیکل ترکیبی یکی از کارآمدترین روش‌های تولید برق هستند که از ترکیب چرخه‌های گاز و بخار برای افزایش بهره‌وری انرژی استفاده می‌کنند. یکی از اجزای مهم در این نیروگاه‌ها کندانسور هوا خنک (ACC) است که نقش مهمی در خنک سازی و تبدیل بخار خروجی از توربین بخار به آب دارد. با این حال، راندمان کندانسورهای هوا خنک به شدت تحت تأثیر شرایط محیطی، به ویژه دمای هوا، رطوبت و سرعت باد است که می‌تواند منجر به کاهش راندمان کلی نیروگاه شود. این مقاله روش‌هایی را برای بهبود عملکرد کندانسورهای هوا خنک در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بررسی می‌کند. ابتدا به چالش‌های مرتبط با طراحی و عملکرد این کندانسورها در شرایط محیطی متفاوت می‌پردازد. در ادامه راه‌حل‌های ابتکاری مانند تغییر زاویه تیغه‌ها، ایجاد مسیرهای پاشش آب در ورودی تیغه‌ها و شستشوی لوله‌های پره و ارزیابی روش‌های کاهش سرعت باد مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. یافته‌ها حاکی از آن است که با اتخاذ این استراتژی‌ها می‌توان بازده حرارتی نیروگاه را افزایش داد، مصرف آب را کاهش داد و هزینه‌های عملیاتی را به حداقل رساند. توصیه‌هایی برای تحقیقات آینده در بهینه‌سازی و توسعه فناوری‌های خنک کننده نیز ارائه شده است.

Keywords Persian

کندانسور هوا خنک
نیروگاه سیکل ترکیبی
بهبود بهره وری
سیستم خنک کننده
انتقال حرارت
لوله پره دار
Baweja, M. and Bartaria, V.N., 2013. A review on performance analysis of air-cooled condenser under various atmospheric conditions. International Journal of Modern Engineering Research, 3(1), pp.411-414.
Behbahan CCPP Documents :
Air cooled condenser system cooling air fan technical data sheet
Air cooled condenser system overall system technical data sheet
Air cooled condenser system performance characteristic curve
Bekker, G.M., Meyer, C.J. and Van der Spuy, S.J., 2022. Influence of pressure recovery on the performance of an induced draught air-cooled condenser under windless and windy conditions. Applied Thermal Engineering, 213, p.118703.
Duvenhage, K.K.D.G. and Kröger, D.G., 1996. The influence of wind on the performance of forced draught air-cooled heat exchangers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 62(2-3), pp.259-277.
He, W., Dai, Y., Zhu, S., Han, D., Yue, C. and Pu, W., 2013. Influence from the blade installation angle of the windward axial fans on the performance of an air-cooled power plant. Energy, 60, pp.416-425.
Li, J., Bai, Y. and Li, B., 2018. Operation of air cooled condensers for optimised back pressure at ambient wind. Applied Thermal Engineering, 128, pp.1340-1350.
Marincowitz, F.S., Owen, M.T.F. and Muiyser, J., 2023. Multi-objective optimisation for wind resistant air-cooled condenser operation. Applied Thermal Engineering, 218, p.119382.
Maulbetsch, J.S. and DiFilippo, M., 2008. Effect of wind speed and direction on the performance of air-cooled condensers. California Energy Commission: Sacramento, CA, USA.
Xiao, L., Ge, Z., Yang, L. and Du, X., 2018. Numerical study on performance improvement of air-cooled condenser by water spray cooling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 125, pp.1028-1042.
Yang, L.J., Du, X.Z. and Yang, Y.P., 2011. Influences of wind-break wall configurations upon flow and heat transfer characteristics of air-cooled condensers in a power plant. International Journal of Thermal Sciences, 50(10), pp.2050-2061.
Zeng, Z., Li, Y., Shang, T. and Zhan, H., 2023. Effects of the atomisation spray on heating transfer in evaporative condensers: A numerical study. Thermal Science and Engineering Progress, 42, p.101923.
Journal of Gas Technology
Volume 8, Issue 2 - Serial Number 11
February 2024
Pages 74-83