تحلیل انرژی، اگزرژی و اقتصادی سیکل توربین گاز مبتنی بر سوخت بیوگاز

با توجه به رشد روز افزون انرژی در جوامع بشری از یک طرف و رشد تولید زباله ها بدلیل رشد جمعیت از طرف دیگر، میبایست روشهای نوین برای تولید انرژی و بازیافت زباله در نظر گرفت. در این میان سوخت بیوگاز که از بازیافت زباله ها استحصال میگردد، به عنوان سوخت جایگزین منابع فسیلی ایدهی مناسبی خواهد بود. در تحقیق حاضر سیکل برایتون به عنوان سیکل پایه در نیروگاه های گازی، برای تحلیل تاثیر بیوگاز بر عملکرد چرخه مورد تحلیل قرار میگیرد. به منظور افزایش راندمان از سیکل برایتون با بازیاب استفاده گردیده است. چرخه مورد نظر بر اساس قوانین اول و دوم ترمودینامیک تحلیل انرژی و اگزرژی شده و با نتایج حاصل از تحلیل اگزرژی، بررسی ترمواکونومیک نیز بر روی چرخه انجام شده است. برای تحلیل اقتصادی از مدل SPECO برای تعیین هزینه های جریان انرژی و اگزرژی استفاده شده است. نتایج تحلیل در حالت پایه نشانگر بیشترین تخریب اگزرژی در محفظه احتراق است که مقدار آن در صورت استفاده از بیوگاز بجای متان خالص کاهش میبابد. تخریب اگزرژی در کل چرخه نیز در صورت استفاده از بیوگاز کاهش مییابد. در نتیجهی کاهش تخریب انرژی، تحلیل اقتصادی حاکی از کاهش هزینه ی ویژه محصول نهایی است. با بررسی پارامتری تاثیر عوامل مختلف مشاهده میگردد که نسبت فشار کمپرسور برای رسیدن به نقطهی بهینه عملکرد و کاهش هزینه ها از اهمیت ویژهای برخوردار است. از طرف دیگر افزایش درصد مولی متان در سوخت بیوگاز موجب کاهش راندمان قانون دوم و افزایش هزینه ی تولید توان میگردد.

Keywords:

تحلیل ترمودینامیکی , تحلیل اقتصادی , سیکل برایتون , سوخت بیوگاز , سوخت آلی