معرفی و بهینه سازی عملکرد یک سیستم ترکیبی جدید با سوخت زیست توده از دید قانون دوم ترمودینامیک

یک سیستم ترکیبی جدید جهت تولید توان بر اساس گاز ساز، چرخه توربین گاز، چرخه کربن دی­اکسید فرابحرانی و چرخه رانکین با سیال عامل آلی پیشنهاد شده و از لحاظ ترمودینامیکی تحلیل می شود. با استفاده از نرم افزار EES  (حل گر معادلات مهندسی) سیستم ترکیبی جهت تعیین بازگشت ناپذیری ها در اجزا مختلف، به منظور تعیین نقاط ضعف سیستم، تحلیل اگزرژی می شود. در این راستا به اثرات زیست محیطی سیستم توجه شده و این پارامتر برای سه نوع نیروگاه متفاوت بر اساس چرخه های سازنده ی سیستم ترکیبی محاسبه می شود. برای درک بهتر کارکرد سیستم تاثیر تغییر متغیر های طراحی تاثیر گذار سیستم بر روی توان تولیدی و بازده قانون دوم ترمودینامیک بررسی می شود. با استفاده از نتایج مطالعه پارامتری عملکرد ترمودینامیکی سیستم بهینه سازی شده و پارامتر های بهینه تعیین می شوند. نتایج نشان می­دهد که افزایش حداکثر دمای سیستم به میزان ۳۰۰ درجه سلسیوس باعث ۵۲/۷ %  افزایش بازده اگزرژی و ۴۵/۲۳ % افزایش توان تولیدی می شود. این در حالی است که نسبت فشار کمپرسور هوا ۹۸/۱۲ % افزایش و نسبت فشار کمپرسور چرخه کربن دی اکسید فرابحرانی مقدار ثابتی را در شرایط بهینه نشان می­دهد. نتایج همچنین حاکی از این است که سیستم ترکیبی نسبت به سیستم توربین گاز دارای ۰۷/۱۰ %  بازده بیشتر و ۸۲/۲۵ %  تولید کربن دی اکسید کمتر می باشد.

Keywords:

گاز سازی زیست توده , چرخه ترکیبی , بهینه سازی , اثرات زیست محیطی