آنالیز اگزرژی، اگزرژی-اقتصادی و اگزرژی-زیست محیطی نیروگاه سیکل ترکیبی با آب شیرین کن

جمعیت رو به افزایش جهان، تغییر سبک زندگی و شمار محدود منابع طبیعی و انرژی همگی سبب شده است که تاسیسات صنعتی آب شیرین کن، مدعیان اصلی تولید بصرفه آب شیرین باشند. در این پژوهش، تلفیق نیروگاه سیکل ترکیبی (CCPP) با تاسیسات تقطیر با تاثیر چندگانه (MED) و آب شیرین کن به روش اسمز معکوس (RO) از طریق تحلیل های جامع عادی و پیشرفته اگزرژی، اگزرژی-اقتصادی و اگزرژی-زیست محیطی بررسی می شود. در ابتدا، مدلسازی ترمودینامیک CCPP با استفاده از شیوه برنامه نویسی ریاضیاتی انجام می شود. سپس، برای تلفیق CCPP موجود با تاسیسات MED و آب شیرین کن RO، مدلی ریاضیاتی ارائه می شود. در انتها، تحلیل های عادی و پیشرفته فوق الذکر به منظور ارزیابی پارامترهای عملکردی اصلی سیستم یکپارچه CCPP و آب شیرین کن MED-RO، و شناسایی پیشرفت های بالقوه فنی، اقتصادی و زیست محیطی صورت می گیرد. مطالعه ای موردی نیز در مورد نیروگاه برق شهید سلیمی نکا واقع در شمال ایران در راستای دریای خزر ارائه می شود. روش مدلسازی ریاضیاتی برای این سیستم یکپارچه در برنامه «متلب» حل می شود و نتایج آن ازطریق نرم افزار «ترموفلکس» اعتبارسنجی می شوند. نتایج نشان از افزایش ۳.۷۹٪ مصرف سوخت پس از تلفیق CCPP و تاسیسات آب شیرین کن دارند. بازدهی اگزرژی سیستم پیشرفته ۴۲.۷ درصد و بالاترین هزینه تخریب اگزرژی محفظه احتراق ۱.۰۹ دلار در هر ثانیه است.  تحلیل های اقتصادی و زیست محیطی سیستم یکپارچه همچنین نشان می دهد که توربین های گازی بالاترین هزینه سرمایه گذاری (۰.۰۴۷ دلار در هر ثانیه) را دارند. در عین حال، سیستم MED بیشترین نرخ پیامد زیست محیطی، یعنی ۰.۰۲۵ نقطه در ثانیه، را داراست.

Keywords:

mathematical modeling and simulation , Desalination , Water and power generation , combined cycle power plant (CCPP) , Multiple Effect Distillation (MED) , reverse osmosis (RO) , Advanced exergy analysis , Agro-economic analysis , Exergy-environmental analysis. , مدلسازی ریاضیاتی و شبیه سازی , آب شیرین کن , آب و تولید برق , نیروگاه سیکل ترکیبی (CCPP) , تقطیر با تاثیر چندگانه (MED) , اسمز معکوس (RO) , تحلیل اگزرژی پیشرفته , تحلیل اگررژی-اقتصادی , تحلیل اگزرژی-زیست محیطی.