عامری, محمد, مختاری, حمید. (1394). آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیستمحیطی به همراه بهینهسازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند. مکانیک سازه ها و شاره ها, 5(2), 303-328. doi: 10.22044/jsfm.2015.415
محمد عامری; حمید مختاری. "آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیستمحیطی به همراه بهینهسازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند". مکانیک سازه ها و شاره ها, 5, 2, 1394, 303-328. doi: 10.22044/jsfm.2015.415
عامری, محمد, مختاری, حمید. (1394). 'آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیستمحیطی به همراه بهینهسازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند', مکانیک سازه ها و شاره ها, 5(2), pp. 303-328. doi: 10.22044/jsfm.2015.415
عامری, محمد, مختاری, حمید. آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیستمحیطی به همراه بهینهسازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند. مکانیک سازه ها و شاره ها, 1394; 5(2): 303-328. doi: 10.22044/jsfm.2015.415
آنالیز اگزرژی، اگزرژی اقتصادی و اثرات زیستمحیطی به همراه بهینهسازی چندهدفه سیکل ترکیبی دماوند
1دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
2دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
چکیده
در این مقاله، سیکل ترکیبی بر مبنای سه معیار بهینهسازی شده است. معیار اول، براساس بویلر بازیاب حرارتی، تابع هدفی با افزایش راندمان اگزرژی کل سیکل انجام شد. با توجه با آنالیز اگزرژی صورت گرفته، یکی از اجزاء بویلر بازیاب درام است که به تغییرات دما حساسیت بالایی نشان میدهد و نیز تخریب اگزرژی بالایی دارد؛ درنتیجه معیار دوم، براساس دمای اشباع بهینه درام هدفگذاری شده، به بهینهسازی آن پرداخته شد که منجر به کاهش تخریب اگزرژی این جزء گردید. در معیار سوم، بهینهسازی برحسب کاهش هزینه، افزایش راندمان اگزرژی کل سیکل و کاهش انتشار CO2، مورد بررسی قرارگرفته شد. بهمنظور بررسی صحت نتایج حاصل از اطلاعات نیروگاه، سیکل ترکیبی دماوند استفاده شده است که نتایج نشان میدهد، بهینهسازی بر مبنای کل سیکل، نتایج بهتری را در بردارد و موجب کاهش هزینهها (خرید تجهیزات، اثرات زیستمحیطی،تخریب اگزرژی) و افزایش راندمان اگزرژی میشود. ارزش پارامترهای تصمیم سیکل ترکیبی، وابستگی شدیدی به دمای محیط دارد و نمیتوان برای سیکل ترکیبی در دماهای مختلف، از یک میزان ارزش آنها استفاده کرد. الگوریتم ژنتیک، توانست با دو هدف کاهش انتشار CO2 و هزینههای نیروگاه، پارامترهای بهینه سیکل را بهبود بخشد.
[1] Roosen P, Uhlebruck S, Lucas K (2003) Pareto optimization of a combined cycle power system as a decision support tool for trading off investment vs. operating costs. Int J Therm Sci 42 : 553–560
[2] Kotas TJ, (1985) The exergy method of thermal plant analysis. Butterworths, London .
[3] Szargut J, DR Morris, Steward FR (1988) Exergy analysis of thermal, chemical, and metallurgical processes. Hemisphere, New York.
[4] M, Moran (1989) Availability analysis: a guide to efficient energy use. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
[5] Faiaschi D, Manfrida G (1998) Exergy analysis of semi-closed gas turbine combined cycle (SCGT/CC). Energ Convers Manage 39: 1643–1652.
[6] Dincer I, Al-Muslim H (2001) Thermodynamic analysis of reheats cycle steam power plants. Int J Energy Res 25: 727–739.
[7] Dincer I, Rosen MA (2003) Exergoeconomic analysis of power plants operating on various fuels. Appl Therm Eng 23: 643–658.
[8] Ameri M, Ahmadi P, Hamidi A, (2008) Energy, exergy and exergoeconomic analysis of a steam power plant: a case study. Energy Res 10: 1002–1495.
[9] Ameri M, Ahmadi P, Khanmohammadi S (2008) Exergy analysis of a 420 MW combined cycle power plant. Int J Energy Res , 32: 175–183.
[10] Sahoo PK (2008) Exergoeconomic analysis and optimization of a cogeneration system using evolutionary programming. Appl Therm Eng 28: 1580–1588.
[11] Haseli Y, Dincer I, Naterer GF (2008) Optimum temperatures in a shell and tube condenser with respect to exergy. Int J Heat Mass Tran 51: 2462–2470.
[12] پوریا احمدی- سپهر صنایع (دی ماه 1388) مدلسازی ترمودینامیکی و بهینه سازی چند هدفه نیروگاه سیکل ترکیبی با مشعل اضافی با استفاده از الگوریتم ژنتیک. هفتمین همایش ملی انرژی.
[13] Kaviri A, Mohammad Nazri MJ, Tholudin ML (2012) Modeling and multi-objective exergy based optimization of a combined cycle power plant using a genetic algorithm. Energ Convers Manage 58: 94-103.
[14] Casarosa C, Franco A, (2001) Thermodynamic optimization of the operative parameters for the heat recovery in combined power plants. Thermal Sciences 41: 43-52 .
[15] Franco A, Russo A (2002) Combined cycle plant efficiency increase based on the optimization of the heat recovery steam generator operating parameter. Thermal Sciences 41: 843-859.
[16] Bram S, De ruyck J (1996) Exergy analysis and design of mixed CO2/steam gas turbine cycle. Fule and energ 37: 210-217.
[18] Subrahmanyam NVRSS, Rajaram S, Kamalanathan N (1995) HRSGs for combined cycle power plants. Heat Recovery Syst CHP 15: 61-155.
[19] Florida Ragland A, Stenzel W (2000) Combined cycle heat recovery optimization, ASME Proc2000, International Joint Power Generation Conference IJPGC2000, iami Beach 26-23.
[20] De S, Biswal SK (2004) Performance improvement of a coal gasification and combined cogeneration plant by multi-pressure steam generation. Appl Therm Eng 24: 56-449.
[21] Ahmadi P, Dincer I (2011) Thermodynamic analysis and thermoeconomic optimization of a dual pressure combined cycle power plant with a supplementary firing unit. Energ Convers Manage 52: 2286–2308.
[22] Sanjay (2011) Investigation of effect of variation of cycle parameters on thermodynamic performance of gas-steam combined cycle. Energy 36: 157-167.
[23] Woudstra N, Woudstra T, Pirone A (2010) Thermodynamic evaluation of combined cycle plants Stelt TVD. Energy Convers Manage 51: 1099-1110.
[24] Mansouri M (2012) Exergetic and economic evaluation of the effect of HRSG configurations on the performance of combined cycle power plants. Energy Convers Manage 58: 47-58.
[25] Ahmadi P, Dincer I, Rosen M.A (2011) Exergy, exergoeconomic and environmental analyses and evolutionary algorithm. Energy 36: 5886-5898.
[26] Dincer I (2002) On energetic, exergetic and environmental aspects of drying systems. Int J Energ Res 26: 717-727.
[27] Barzegar Avval H (2010) Thermo-economic-environmental multi-objective optimization of a gas turbine power plant with preheater using evolutionary algorithm. Int J Energ Res 35: 389-403.
[28] Lefebvre A. Dilip R. Ballal (2010) Gas Turbine Combustion Alternative Fuels and Emissions. 3nd edn. CRC Press.
[29] Rosen MA, Dincer I (2003) Exergoeconomic analysis of power plants operating on various fuels. Appl Therm Eng 23: 643-58.
[30] Rizk NK, Mongia HC (1993) Semi analytical correlations for NOx, CO and UHC emissions. J Eng Gas Turb Power 15: 609-612.
[31] Gu¨lderO¨ L (1986) Flame temperature estimation of conventional and future jet fuels. J Eng Gas Turb Power 108: 376-380.
[32] Budzianowski WM, Miller R (2009) Towards improvements in thermal efficiency and reduced harmful emissions of combustion processes by using Recirculation of heat and mass: a Review. Recent Patents on Mechanical Engineering 2: 228-239
[33] Toffolo A, Lazzaretto A, (2004) Energy, economy and environment as objectives inmulticriteria optimization of thermal system design. Energy 29: 1139-1157.