تحلیل انرژی و اگزرژی و بهینه سازی یک سیستم تولید چندگانه با تلفیق سیکل های توربین گاز- راکتور هلیوم مدولار، تبرید جذبی، ریفرمینگ بخار آب و آب شیرین کن رطوبت زن- رطوبت زدا

در این مقاله، یک سیستم نوین تولید چندگانه بر مبنای سیکل توربین گاز- راکتور هلیوم مدولار ارایه شده است. سیستم یکپارچه از سیکل توربین گاز- راکتور هلیوم مدولار به عنوان سیکل مبنا و از ترکیب زیرسیستم های تولید هیدروژن، سیکل تبرید جذبی، سیستم آب شیرین کن تشکیل شده است. مدل سازی جامع ترمودینامیکی (انرژی و اگزرژی) روی سیستم پیشنهادی صورت گرفته است. اثر پارامترهای مختلف سیستم از قبیل دمای ورودی توربین، نسبت فشار کمپرسور، نسبت مولی کربن دی اکسید به متان، دمای ژنراتور بخار و نسبت دبی جرمی سیستم آب شیرین کن روی عملکرد سیستم کلی مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین بهینه سازی سیستم کلی با استفاده از روش بهینه سازی تک و چندهدفه در مقایسه با حالت مبنا از نظر انرژی و اگزرژی بررسی شده است. نتایج نشان دادند که ماکزیمم مقدار توان خالص خروجی و بازده انرژی و اگزرژی سیستم کلی در نسبت فشار کمپرسور بین ۲/۴۵-۲/۳ به ترتیب برابر ۲۷۵مگاوات، ۷۲/۰۵ و ۴۹/۳۵% به دست آمده و با افرایش دمای ورودی توربین، نرخ تولید گرما و بازده انرژی و اگزرژی سیستم کلی افزایش و نرخ تولید آب شیرین و سرما کاهش می یابد. علاوه بر این نقطه بهینه نسبت دبی جرمی سیستم آب شیرین کن برای بازده انرژی و اگزرژی سیستم کلی برابر ۲/۸۵۷ حاصل شده است. مطابق نتایج به دست آمده در روش بهینه سازی چندهدفه، بازده انرژی و اگزرژی سیستم کلی در مقایسه با حالت مبنا به ترتیب برابر ۷۴/۴۱ و ۲۱/۵۰% به دست آمده و میزان تخریب اگزرژی به میزان ۰/۷۴% کاهش یافته است.

Keywords:

Multi-generation , Optimization , Hydrogen Production , Absorption Refrigeration , Desalination , تولید چندگانه , بهینه سازی , تولید هیدروژن , تبرید جذبی , تولید آب شیرین