بهینه‌سازی لوله‌های خان‌دار بویلر نیروگاه شازند اراک با استفاده از الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 استادیار، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

افزایش افت فشار به دلیل استفاده از لوله‌های خان‌دار و از طرفی افزایش ضریب انتقال حرارت در جریان دو فازی و همچنین در طول جوشش (ناحیه تک فاز) باعث شد که در این مقاله با الگوریتم تکاملی ژنتیک، به بهینه‌سازی پارامترهای لوله خان‌دار، با هدف افزایش ضریب انتقال حرارت در طول ناحیه تک فاز و هدف دوم کاهش افت فشار در کل سیرکولاسیون طبیعی درام، پرداخته شود. انتخاب تابع هدف اول با توجه به آنالیز افت فشار در هر قسمت از چرخه درام و نیز به دلیل تغییرات شدیدی که نسبت به تغییر پارامترهای لوله خان‌دار از خود نشان می‌دهد صورت پذیرفته است. بهینه سازی طی دو سناریو بر اساس تعداد لوله‌های ثابت (سناریو اول) و فلاکس جرمی ثابت (سناریو دوم) انجام شد. نتایج نشان دادند که طراحی در حالت تعداد لوله‌های ثابت که بر اساس عدم تغییر طول و عرض بویلر نیروگاه شازند اراک تعریف شده است منجر به کاهش ارتفاع بویلر از 60 متر در حالت فعلی، به 23/27 متر شد. در نهایت نقش پارامترهای لوله خان‌دار و فلاکس جرمی در این سناریو نسبت به سناریو اول در کاهش افت فشار کاملا مشخص و منجر به تعیین ارزش پارامترهای لوله خان‌دار گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ansari M.R, Arzandi B  (2012) Two-phase gas–liquid flow regimes for smooth and ribbed rectangular ducts. Int J Multiphase Flow 38: 118-125.

[2] Weisman J, Lan J, Disimile P (1994) Two-phase (air–water) flow patterns and pressure drop in the presence of helical wire ribs. Int J Multiphase Flow 20(5): 885-899.

[3] Kim HY, Koyama S, Matsumoto W (2001) Flow patterns and flow characteristics for counter-current two-phase flow in vertical round tube with wire-coil inserts. Int J Multiphase Flow 27: 2063-2081.

[4] Zarnett GD, Charles ME (1969) Co-current gas–liquid flow in horizontal tubes with internal spiral ribs. Can J Chem Eng 47: 238.

[5] TucakovicDragan R, StevanovicVeladimir D, ZivanovicTitislav D, JovovicAleksander A, IvanovicVladan B (2007) Thermal-hydraulic analysis of a steam boiler with rifled evaporating tubes. Appl Th Eng 27(2): 509-519.

[6]  گلکار ب، حقیقی خوشخو ر، احمدوند م (1392) بررسی لوله­های خان­دار با لوله­های صاف در بویلرهای نیروگاه با چرخش طبیعی. بیست و هشتمین کنفرانس بین المللی برق.

[7] مختاری ح، عامری م (1391) آنالیز انرژی، اگزرژی، اگزرژی‌اقتصادی و اثرات زیست‌محیطی و بهینه­سازی سیکل ترکیبی به همراه HRSG. پایان­نامه دوره کارشناسی، دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور).

[8]  Ganapathy V (2001) Industrial boilers and heat recovery steam generators - design, applications, and calculations. McGraw-Hill, New York.

[9] Munson BR, Young DF, Okiishi TH (2006) Fundamentals of fluid mechanics. Wiley, New Jersey.

[10] Thom JRS (1964) Prediction of pressure drop during forced circulation boiling of water. Hlwf iuas Twuftv Perpamon Press 707-724.

[11] Dong Y, Jie P, Chenn Q, Xiaojing Z, Bi  Q, Tingkuan C (2011) Experimental investigation on heat transfer and frictional characteristics of vertical upward rifled tube in supercritical CFB boiler. Exp Therm Fluid SCI 35: 291-300.

[12] Emara-Shabaik HE, Habib MA, Al-Zaharna I, (2009) Prediction of risers’ tubes temperature in water tube boilers. Appl Math Model 33: 1323-1336.

[13] محمودی بنهنگی الف، حقیقی خوشخو ر (1392) بررسی پارامترهای مختلف جریان دوفازی در لوله­های خان­دار بویلر و انجام محاسبات مربوط به سیرکولاسیون طبیعی و ترموهیدرولیکی جهت برآورد افت فشار در این نوع لوله­ها. پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی.