ارزیابی عملکرد یک نیروگاه بخار در خارج از نقطه طراحی بر مبنای تحلیل اگزرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران مهندس شیفت بهره‌برداری واحدهای 4 و 5 نیروگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

در این مقاله نیروگاه بخار 320 مگاواتی مورد مطالعه قرار گرفته و تحلیل انرژی و اگزرژی برای اجزا و نیز برای کل چرخه این نیروگاه بر مبنای داده‌های واقعی انجام شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد به دلیل وابستگی اگزرژی به دمای محیط، بازده اگزرژی کلی با کاهش دمای محیط، 93/5 درصد افزایش می‌یابد. تخریب اگزرژی نسبت به دمای چگالنده هم منجر به کاهش 8/2 درصدی تخریب اگزرژی نسبت به بار نامی و افزایش بازده انرژی 4/1 درصدی در کاهش دمای چگالنده می‌گردد. همچنین کل تلفات اگزرژی چرخه نیروگاه در حدود توان نامی خروجی آن است که البته در بارهای نزدیک به بار نامی نسبت به بار نیمه، حدود 5 درصد این تلفات کاهش می‌یابد. بیشترین تلفات اگزرژی مربوط به بویلر و حدود 80 درصد کل تلفات و کمترین تخریب اگزرژی مربوط به پمپ‌ها و حدود 3/0 درصد می‌باشد. افزایش دمای بخار خروجی از بویلر نیز منجر به افزایش 39/1 درصدی بازده انرژی و 64/1 درصدی بازده کلی اگزرژی نیروگاه خواهد شد. بنابراین کم هزینه­ترین روش بهره­برداری نیروگاه، عملکرد آن در بارهای بالا و نامی می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Bejan A., Entropy generation minimization: the method of thermodynamic optimization of finite-size systems and finite-time processes. CRC press, 2013.
[2]            Restrepo A., Miyake R., Kleveston F. and Bazzo E., Exergetic and environmental analysis of a pulverized coal power plant, Energy, Vol. 45, No. 1, pp. 195-202, 2012.
[3]            Hammond G. and A. Stapleton, Exergy analysis of the United Kingdom energy system, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 215, No. 2, pp. 141-162, 2001.
[4]            پیرکندی ج.، جهرمی م. و خداپرست ش.، شبیه‌سازی پارامتری و مطالعه عملکرد یک نیروگاه توربین گاز خورشیدی از دیدگاه ترمودینامیکی و اگزرژی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، دوره 47، شماره 4، ص 73-82، 1396.
[5]            Kanoglu M., Dincer I. and Rosen M. A., Understanding energy and exergy efficiencies for improved energy management in power plants, Energy Policy, Vol. 35, No. 7, pp. 3967-3978, 2007.
[6]            Osueke C. O., Onokwai A. O. and Adeoye A. O., Energy and Exergy analysis of a 75MW Steam Power Plant in sapele Nigeria, Innovative Research in Advance Engineering, Vol. 2, No. 6, pp. 169-179, 2015.
[7]            Erdem H. H. et al., Comparative energetic and exergetic performance analyses for coal-fired thermal power plants in Turkey, Thermal Sciences, Vol. 48, No. 11, pp. 2179-2186, 2009.
[8]            Verma Y. and Kaurase K. P. Exergy Analysis of Thermal Power Plant. Engineering & Sciences Research. Vol. 4, No. 12, pp. 940-945. 2013.
[9]            Regulagadda P., Dincer I. and Naterer G., Exergy analysis of a thermal power plant with measured boiler and turbine losses, Applied Thermal Engineering, Vol. 30, No. 8-9, pp. 970-976, 2010.
[10]             Aljundi I. H., Energy and exergy analysis of a steam power plant in Jordan, Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 2-3, pp. 324-328, 2009.
[11]             Som S. and Datta A., Thermodynamic irreversibilities and exergy balance in combustion processes, Progress in energy and combustion science, Vol. 34, No. 3, pp. 351-376, 2008.
[12]                             Sengupta S., Datta A.  and Duttagupta S., Exergy analysis of a coal‐based 210 MW thermal power plant, Energy Research, Vol. 31, No. 1, pp. 14-28, 2007.
[13]                             Kaushik S., Reddy V. S. and Tyagi S., Energy and exergy analyses of thermal power plants: A review, Renewable and Sustainable energy reviews, Vol. 15, No. 4, pp. 1857-1872, 2011.
[14]                             M. Ameri, P. Ahmadi, and A. Hamidi, Energy, exergy and exergoeconomic analysis of a steam power plant: a case study, International Journal of Energy Research, Vol. 33, No. 5, pp. 499-512, 2009.
[15]                             Ahmadi G. R. and Toghraie D., Energy and exergy analysis of Montazeri steam power plant in Iran, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 56, pp. 454-463, 2016.
[16]                             Eke M., Onyejekwe D., Iloeje O., Ezekwe C. and P. Akpan, Energy and exergy evaluation of a 220MW thermal power plant, Nigerian Journal of Technology, Vol. 37, No. 1, pp. 115-123, 2018.
[17]                             Kumar V., Pandya B. and Matawala V., Thermodynamic studies and parametric effects on exergetic performance of a steam power plant, Ambient Energy, Vol. 40, No. 1, pp. 1-11, 2019.
[18]             Naserbegi A., Aghaie M., Minuchehr A. and Alahyarizadeh G., A novel exergy optimization of Bushehr nuclear power plant by gravitational search algorithm (GSA), Energy, Vol. 148, pp. .2018.
[19]             El helw M., Al Dahma K. S. and el Hamid A. A., Utilizing exergy analysis in studying the performance of steam power plant at two different operation mode, Applied Thermal Engineering, Vol. 150, pp. 285-293, 2019.