چکیده
در این مقاله تحقیقاتی، یک مدلسازی کامل ترمودینامیکی از یکی از نیروگاه های توان توربین گازی در ایران بر اساس روابط ترمودینامیکی انجام شده است. علاوه بر این، یک برنامه کامپیوتری کامل برای اهداف شبیه سازی با استفاده از نرم افزار Matlab توسعه یافته است. برای ارزیابی عملکرد سیستم، تجزیه و تحلیل اکسرژی و اکسرژی-اقتصادی به منظور تعیین نابودی اکسرژی هر یک از مؤلفه ها و هزینه هر خط جریان از این سیستم ها انجام شده است. یک مطالعه کامل پارامتری نیز به منظور مطالعه اثر پارامترهای طراحی خاص مانند بازده اکسرژی و هزینه کلی نابودی اکسرژی در تغییرات عملکرد سیستم انجام شده است. نتایج تجزیه و تحلیل اکسرژی نشان داد که محفظه احتراق ( CC ) مخرب ترین جزء اکسرژی در مقایسه با اجزای چرخه دیگر است. همچنین، بازده اکسرژی آن کمتر از اجزای دیگر است که با توجه به تفاوت درجه حرارت بالا بین سیال کاری و دمای مشعل است. علاوه بر این، مشخص شد که با افزایش TIT (دمای ورودی توربین گاز) ، نابودی اکسرژی این جزء را می توان کاهش داد. از سوی دیگر، هزینه تخریب اکسرژی که یک تابع مستقیم از نابودی اکسرژی است، برای محفظه احتراق بالا است. اثرات پارامترهای طراحی در بازده اکسرژی نشان داد که افزایش در نسبت فشار کمپرسور هوا و TIT، کل بازده اکسرژی چرخه را افزایش می دهد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که افزایش در TIT از حدود 350 K می تواند به کاهش حدود 22 ٪ در هزینه نابودی اکسرژی منجر شود. بنابراین، TIT، بهترین گزینه برای بهبود تلفات چرخه است.
1. مقدمه
سیستم های انرژی شامل تعداد زیادی و انواع مختلف تعاملات با جهان خارج از مرزهای فیزیکی آن می شود. بنابراین، طراح باید با بسیاری از مسائل، در درجه اول مرتبط با انرژی، اقتصاد و محیط زیست، به طور اختصاری "3E" روبرو شود. توربین های گازی، یک کاندید مناسب برای واحدهای تولید برق هستند زیرا آنها به طور گسترده ای در هر دو سیکل گاز و سیکل ترکیبی استفاده می شوند. از این رو، مدل سازی ترمودینامیکی و ارزیابی عملکرد توربین های گازی، یک موضوع قابل توجه برای طراحان سیستم های حرارتی است. نیروگاه های توان چرخه ترکیبی (CCPP)، حرارت اگزوز از موتور توربین گازی را برای افزایش خروجی نیروگاه توان و بازده کلی تا 50% استفاده می کند. به تازگی، تجزیه و تحلیل اکسرژی، که بر اساس قانون دوم ترمودینامیک است، با تعیین مقدار مقادیر قابل معکوس برای هر جزء و ارائه بینش بهتر به طراحی سیستم، به عنوان یک ابزار بالقوه برای افزایش درک از عملکرد سیستم شناخته شده است.
روش تجزیه و تحلیل اکسرژی بر اساس کاربرد همزمان از اولین و قوانین دوم ترمودینامیک است [1]. بحران انرژی از دهه 1970 و تاکید مداوم بر بازده (حفاظت از منابع سوخت) منجر به تعمیرات اساسی به روشی شده است که در آن سیستم های توان تجزیه و تحلیل می شوند و از لحاظ ترمودینامیکی بهبود می یابند [2].
ترجمه این مقاله با عنوان نیروگاه توربین گازی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Thermodynamic modeling and second law based performance analysis of a gas turbine power plant (exergy and exergoeconomic analysis
