تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژتیکی ترکیبهای مختلف چرخه توربین گازی و آب شیرین کن تبخیری چند مرحله ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قاین، ایران

4 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این پژوهش به تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژتیکی سه نوع چرخه توربین­گازی کوپل شده با آب شیرین­کن گرمایی چند مرحله­ای با تراکم بخار ((METVC پرداخته شده است. سیستم اول چرخه توربین­گاز ساده (بدونشخیصثشکل ها به صورت شکل 17 شوند در ضمن کلیه شکل ها به گونه ای باشند که اگر پرینت سیاه و سفید شود نمودارها قابل متمایز باشند با کfn تزریق بخار) می باشد. در سیستم دوم تزریق بخار به داخل محفظه احتراق ((STIIC و در سیستم سوم تزریق بخار قبل از محفظه احتراق(STIBC)  صورت گرفته است. در ابتدا با ثابت نگه داشتن پارامترهای طراحی از قبیل نسبت فشار کمپرسور، دمای محصولات احتراق، فشار بخار محرک و ... ،عملکرد این سه مدل بررسی شده است و سپس با استفاده ازکد محاسباتی تاثیر هر یک از این پارامترها بر راندمان اگزرژی، توان خروجی، نرخ تخریب اگزرژی و عوامل موثر بر تولید توان و آب شیرین مطالعه شده است. نتایج نشان می­دهند که راندمان اگزرژی در مدل­های با تزریق بخار،4 درصد نسبت به مدل بدون تزریق بخار افزایش می­یابد و در مدل­های STIIC و STIBC با اعمال تزریق بخار، به ترتیب نرخ تخریب اگزرژی با روند کاهشی به ترتیب به 22/80 و 26/81 مگاوات خواهد رسید درحالی که در مدل بدون تزریق بخار این پارامتر  75/82 مگاوات می­باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Johansen J., Babus’Haq R. F., Probert S. D., an Integrated CHPand Desalination Plant, Applied Energy, Vol.  53, pp. I57-I78, 1996.
[2] Darwish M.A., Desalting fuel energy cost in Kuwait in view of $75/barreloil price, Desalination, Vol. 208, pp. 306–320, 2007.
[3] Bolland O., Stadaas J.F., Comparative anevaluation of combined cycleand gas turbine system with water injection, steam injection and recupreration, Journal of Engineering for gas turbine and power, Vol. 117, pp.138-145, 1995.
[4] Kopac M., Zember B., Exergy analysis of the steam-injected gas turbine, International Journal of Exergy, Vol.1, pp. 363-374, 2004.
[5] Behbahaninia A., Farshad A., Shams A., Amidpour M., Exergy andthermoeconomic optimization of gas turbine cycle with steam injection in the combustion chamber, Iranian Journal of Mechanical Engineering,Vol. 1, pp.23-39, 2009.(In Persian)
[6] Nishada K., Takagi T., Kinoshita S., Regenerative steam-injection gas turbine systems, Applied energy, Vol.81, pp. 231-246, 2005
[7] Wang Y., Lior N., Performance analysis of combined humidified gas turbine power generation and multi-effect thermal vapor compression desalination systems Part 1: The desalination unit and its combinationwith a steam-injected gas turbine power system, Desalination, Vol. 196, pp. 84–104, 2006.
[8] Janghorban Esfahani I., Chang Kyoo Y., Feasibility study and performance assessment for the integrationof a steam-injected gas turbine and thermal desalination system, Desalination, Vol. 332, pp. 18–32, 2014
[9] Alizadeh Arani A. M., Zamani V., Behbahaninia A., Economic analysis of a combined power and desalination plant considering availability changes due to degradation, Desalination, Vol. 414, pp. 1–9, 2017
[10] Ahmadi R., Pourfatemi S. M., Ghaffari S., Exergoeconomic optimization of hybrid system of GT, SOFC and MED implementing genetic algorithm, Desalination 411 (2017) 76–88
[11] Bejan A., Tstsaronis G., Moran M., Thermal Design and Optimization, John Wiley & Sons, New York, 1996.
[12] Shakib S.E., Amidpour M., Aghanajafi C., Simulation and optimization of multi effect desalination coupled to a gas turbine plant with HRSG consideration, Elsevier. Desalination, Vol. 285, pp. 366-376, 2012.
[13] Shakib S.E., Hosseini S.R., Amidpour M., Aghanajafi C., Multi-objective optimization of a cogeneration plant for supplying given amount ofpower and fresh water, Desalination, Vol. 286,pp. 225–234, 2012.
[14] Shakib S.E., Amidpour M., Aghanajafi C., A new approach for process optimization of a METVC desalination system, Desalination and Water Treatment, Vol.37,  pp. 1-13, 2012.
[15] Power R., Steam Jet Ejector for the Process Industries, McGraw Hill, New York, 1994.
[16] Kahraman N., Cengel Y.A., Exergy analysis of a MSF distillation plant, Energy Conversionand Management, Vol. 46, pp. 2625–2636, 2005.