تحلیل انرژی و اگزرژی پیشرفتۀ سیستم تولید همزمان بر پایۀ توربین گاز و چرخۀ رانکین آلی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشگاه تبریز

چکیده

: این مقاله به تحلیل اگزرژی پیشرفتۀ نیروگاه تولید همزمان بر پایۀ توربین گاز- چرخۀ رانکین آلی می‌پردازد. بدین منظور چرخۀ رانکین آلی با یک مبدل حرارتی داخلی و سیال عامل 123R در نظر گرفته شده است. این چرخه از طریق یک بازیاب حرارتی به چرخۀ توربین گاز متصل می‌شود. با مقایسۀ نتایج مربوط به سیستم تولید همزمان بر پایۀ توربین گاز با سیستم تولید همزمان بر پایۀ توربین گاز- چرخۀ رانکین آلی، مقدار توان خالص از MW30 به MW73/30 افزایش یافته است. همچنین بیشترین نابودی اگزرژی درون‌زا در سیستم تولید همزمان بر پایۀ توربین گاز- چرخۀ رانکین آلی به‌ترتیب در محفظۀ احتراق، بازیاب حرارتی و توربین گاز رخ می‌دهد. در تحلیل اگزرژی معمولی، بعد از محفظۀ احتراق بیشترین اهمیت مربوط به بهبود عملکرد مبدل بخار بازیاب حرارت است، درحالی‌که در تحلیل اگزرژی پیشرفته، پیش‌گرمکن هوا در درجۀ دوم اهمیت پس از محفظۀ احتراق است.

کلیدواژه‌ها


[1] Moriarty, P., Honnery, D., "What Energy Levels Can the Earth Sustain", Energy policy, Vol. 37, pp. 2469-2474, 2009. [2] International Energy Agency (I. E. A.), "Key World Energy Statistics", 2009. [3] Sims, R., "Renewable Energy: a Response to Climate Change", solar energy, Vol. 76, pp. 9-17, 2004. [4] Valero, A., Lozano, M. A., Serra, L., "CGAM Problem: Definition and Conventional Solution", energy, Vol. 19, pp. 279-286, 1994. [5] Doek Oh, S., Pang, H.S., Kim, S.M., Kwak, H.Y., "Exergy Analysis for a Gas Turbine Cogeneration System", ASME Transactions journal of engineering for gas turbine and power, Vol. 118, pp. 782-792, 1996. [6] Havelsky, V., "Energetic Efficiency of Cogeneration Systems for Combined Heat, Cold and Power Production", International Journal of Refrigeration, Vol. 22, pp. 479-485, 1999. [7] Khaliq A., Kaushik, S., "Thermodynamic Performance Evaluation of Combustion Gas Turbine Cogeneration System with Reheat", Applied Thermal Engineering, Vol. 24, pp. 1785–1795, 2004. [8] Hinnells, M., "Combined Heat and Power in Industry and Buildings", Energy Policy, Vol. 36, pp. 4522–4526, 2008. [9] Wang, J., Dai, Y., Gao, L., "Exergy Analyses and Parametric Optimizations for Different Cogeneration Power Plants in Cement Industry", Applied Energy, Vol. 86, pp. 941–948, 2009. [10] Dai, Y., Wang, J., Gao, L., "Parametric Optimization and Comparative Study of Organic Rankine Cycle (ORC) for Low Grade Waste Heat Recovery", Energy Conversion and Management, Vol. 50, pp. 576–582, 2009. [11] Yari, M., "Exergetic Analysis of Various Types of Geothermal Power Plants", Renewable Energy, Vol. 35, pp. 112–121, 2010. [12] Tsatsaronis, G., Park, M.H., "On Avoidable and Unavoidable Exergy Destructions and Investment Costs in Thermal Systems", Energy Conversion and Management, Vol. 43, pp. 1259–1270, 2002. [13] Morosuk, T., Tsatsaronis, G., "A New Approach to the Exergy Analysis of Absorption Refrigeration Machines", Energy, Vol. 33, pp. 890–907, 2008. [14] Kelly, S., "Energy Systems Improvement based on Endogenous and Exogenous Exergy Destruction. PhD thesis", 2008. [15] kelly, S., Tsatsaronis , G., Morosuk, T., "Advanced Exergetic Analysis: Approaches for Splitting the Exergy Destruction into Endogenous and Exogenous Parts", Energy, Vol. 34, pp. 384–391, 2009. [16] Morosuk, T., Tsatsaronis, G., "Advanced Exergy Analysis for Chemically Reacting Systems - Application to a Simple Open Gas-turbine System", Int. J. of Thermodynamics, Vol. 12, No. 3, pp. 105-111, 2009. [17] Tsatsaronis, G., Morosuk, T., "Advanced Exergetic Analysis of a Novel System for Generating Electricity and Vaporizing Liquefied Natural Gas", energy, Vol. 35, pp. 820–829, 2010. [18] Petrakopoulou, F., Tsatsaronis, G., Morosuk, T., Carassai, A., "Conventional and Advanced Exergetic Analyses Applied to a Combined Cycle Power Plant", Energy, Vol. 41, pp. 146-152, 2012. [19] Wang, L., Yang, Y., Morosuk, T., Tsatsaronis, G., "Advanced Thermodynamic Analysis and Evaluation of a Supercritical Power Plant", Energies, Vol. 5, pp. 1850-1863, 2012. [20] Hepbasli, A., Kecebas, A., "A Comparative Study on Conventional and Advanced Exergetic Analyses of Geothermal District Heating Systems based on Actual Operational Data", Energy and Buildings, Vol. 61, pp. 193–201, 2013. [21] Morosuk, T., Tsatsaronis, G., Schult, M., "Conventional and Advanced Exergetic Analyses: Theory and Application", Arab J Sci Eng, Vol. 38, pp. 395–404, 2013. [22] Acikkalp, E., Aras, H., Hepbasli, A., "Advanced Exergy Analysis of a Trigeneration System with a Diesel–gas Engine Operating in a Refrigerator Plant Building", Energy and Buildings, Vol. 80, pp. 268–275, 2014. [23] Colorado, D., "Advanced Exergy Analysis Applied to a Single-stage Heat Transformer", Applied Thermal Engineering, Vol. 116, pp. 584-596, 2017. [24] Voloshchuk, V.A., "Advanced Exergetic Analysis of a Heat Pump Providing Space Heating in Built Environment", ENERGETIKA. Vol. 63. No. 3. pp. 83–92, 2017. [25] Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M., "Thermal Design and Optimization", New York: John Wiley, 1996. [26] اشرفی، هادی، سیدولیلو، میرهاتف، رنجبر، سید فرامرز، «تحلیل انرژی-اگزرژی و مطالعۀ پارامتری بازیابی گرمای اتلافی پیکربندی‌های مختلف سیکل توربین گاز با استفاده از سیکل رانکین آلی»، مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ ۵، شمارۀ ۲، صفحۀ ۶۲ـ۷۷، ۱۳۹۴. [27] حسینعلی‌پور، سید مصطفی، شهریاری، غلامرضا، ازهاری، پویان، مهرپناهی، عبدالله، «آنالیز اگزرژی و انرژی تغییر رژیم سوخت در یک نیروگاه سیکل ترکیبی»، مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ ۵، شمارۀ ۱، صفحۀ ۳۲-۴۳، ۱۳۹۴.