تحلیل ترمودینامیکی نیروگاه سیکل ترکیبی گازیساز یکپارچه: انرژی و اگزرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده‌ مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده‌ مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

نیروگاه سیکل ترکیبی گازیساز یکپارچه با استفاده از سوخت‌های هیدروکربنی به تولید برق پاک‌تر و بهینه‌تر از طریق گازیسازی، در مقایسه با سوختن مستقیم سوخت می‌انجامد. در این مقاله، این نیروگاه با توجه به ویژگی‌های سایت توسط نرم‌افزار ترموفلو شبیه‌سازی و اعتبارسنجی شده است. فرضیات موردنظر اعمال و تحلیل اگزرژی با نرم‌افزار EES انجام‌شده است. نتایج تحلیل انرژی و توان مصرفی اجزاء به‌دست‌آمده و تحلیل اگزرژی برای یافتن مقادیر و محل بازگشت‌ناپذیری‌های سیستم اعمال‌شده است. توان خالص خروجی و راندمان الکتریکی خالص به‌ترتیب 89/234 مگاوات و 69/30 درصد شد. بازده‌ی اگزرژی 57/45 درصد و بیشترین مقدار بازگشت‌ناپذیری هم از محل‌های گازیساز، واحد پاک‌سازی گاز و بویلر بازیاب به‌ترتیب 6/216 و 6/210 و 6/113 مگاوات است. درنهایت هم سیکل به‌صورت پارامتریک تحلیل‌شده است و تأثیرات تغییر دمای گازیساز و فشار کنداسور بر راندمان‌ها و توان نهایی نیروگاه بررسی‌شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Sarah E., Sinclair., The sustainability of clean coal technology: IGCC with/without CCS, Process Safety and Environmental Protection,Vol. 89, pp.41-52, 2011.
[2]     Laugwitz A., Grabner M., Meyer B., Availability analysis of integrated gasification combined cycle (IGCC) power plants,  Power plant life management and performance improvement, pp.110-142 ,2011.
[3]     Wang T., Stiegel G., Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Technologies, Hughes, s., Woodhead Publishing, chpter 1, United Kingdom, 2017.
[4]     Christian K., Riedl K., Spliethoff H., Structured exergy analysis of an integrated gasification combined cycle (IGCC) plant with carbon capture,  Korean J. Chem. Eng,Vol. 36, No. 3, pp.1480-1487,2011.
[5]     Grabner M., Meyer B., Performance and exergy analysis of the current developments in coal gasification technology,  Fuel,Vol. 116, pp.910-920,2013.
[6]     Shi B., Xu W., Wu E., WeiWu, Kuo P., Novel design of integrated gasification combined cycle (IGCC) power plants with CO2 capture, Journal of Cleaner Production, Vol. 195, pp. 176-186, 2018.
[7]     Al-Zareer M., Dincer I., Rosen A., Multi-objective Optimization of an Integrated Gasification Combined Cycle for Hydrogen and Electricity Production, Computers and Chemical Engineering, 2017.
[8]     Wang T., Henry A Long., Performance and Economic Analysis of Biomass/Coal Co-Gasification IGCC Systems with Supercritical Steam Bottom Cycle,  Proceedings of the ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Houston, Texas, USA, pp.1-3,2012.
[9]     Emun F., Gadalla M., Majozi T., Boer D., Integrated gasification combined cycle (IGCC) process simulation and optimization,  Computers and Chemical Engineering,Vol. 34, pp.331-338 ,2010.
[10]  Soltani, S., Mahmoudi, S.M.S., Yari, M., Morosuk, T., Rosen, MA., Zare, V., A comparative exergoeconomic analysis of two biomass and co-firing combined power plants,  Energy Conversion and Management,Vol. 76, pp.83-91,2013.
[11]  Melchior, T., Madlener, R., Economic evaluation of IGCC plants with hot gas cleaning, Applied Energy, Vol. 97, pp.170-184, 2012.
[12]  Bejan A., Tsatsaronis G., Moran M., Thermal Design and Optimization, John Wiley, Chap. 3, Canada, 1996.