بهینه سازی فنی- اقتصادی سیکل ارگانیک رانکین به همراه بازیاب با در نظر گرفتن سیالات کاری مختلف

در این مقاله یک سیکل ارگانیک رانکین همراه با بازیاب برای بازیافت گرمای اتلافی میکروتوربین مدل سازی و بهینه سازی شده است. دبی جرمی سیال عامل، کار خالص میکروتوربین، فشار تبخیر­کننده، فشار خروجی توربین و بازده بازیاب به عنوان پارامترهای طراحی در نظر گرفته شده­اند. چهار سیال شامل R۱۲۳، R۲۴۵fa، R۲۲ و R۱۳۴a انتخاب شده و به عنوان سیال کاری در سیکل مورد استفاده قرارگرفته اند. سپس الگوریتم NSGA-II (الگوریتم ژنتیک با مرتب­سازی نا­مغلوب) به منظور بیشینه سازی بازده حرارتی و کمینه سازی هزینه های کلی سالیانه (شامل هزینه سرمایه گذاری اولیه، هزینه سوخت و هزینه های محیطی) ، به کار گرفته شده است. نتایج طراحی بهینه به صورت یک دسته جواب به­نام جبهه پارتو ارائه داده شده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهند که بهترین سیال کاری، هم از نظر ترمودینامیکی و هم از نقطه نظر اقتصادی، R۱۲۳ می باشد. نتایج بهینه R۱۲۳ از نظر بازده ترمودینامیکی بهبود %۷/۳، %۷۷/۱۸ و %۷۴/۱۹ را به­ترتیب نسبت به R۲۴۵fa، R۲۲ و R۱۳۴a نشان می دهد. مقادیر فوق برای هزینه های کلی سالیانه به ترتیب %۷/۶، %۱۰ و %۲۴ به دست آمد. در کل، به نظر می رسد که سیالات با شیب منحنی بخار اشباع بی نهایت و مثبت، بازده حرارتی بالاتر و هزینه های کلی سالیانه کمتری دارند. به علاوه، با افزودن یک سیکل ارگانیک رانکین با بازیاب بازده حرارتی میکروتوربین که حدود %۳۰ است به اندازه  %۱۲ افزایش می یابد.

Keywords:

سیکل ارگانیک رانکین با بازیاب , میکروتوربین , بازده ترمودینامیکی , هزینه های کلی سالیانه , .NSGA-II