Title of article :
Energy and Exergy Analysis of a New Power, Heating, Oxygen and Hydrogen Cogeneration Cycle Based on the Sabalan Geothermal Wells
Author/Authors :
Abdolalipouradl, M Department of Engineering - Urmia University, Urmia, Iran , Khalilarya, Sh Department of Engineering - Urmia University, Urmia, Iran , Jafarmadar, S Department of Engineering - Urmia University, Urmia, Iran
Abstract :
In this paper, a new power, heating and hydrogen cogeneration cycle from Sabalan geothermal two wells is proposed and analyzed. In the proposed system, a new double flash cycle and organic Rankine cycle are used for power production. A proton exchange membrane (PEM) is also used for hydrogen production and the domestic water heater is used for heating. The impacts of some design parameters, such as separators pressures, evaporator temperature, pinch point temperature difference and PEM temperature on the integrated system performance are investigated and then optimization is done from exergy point of view for three considered scenarios. According to the optimization results, the value of heating, net output power, hydrogen production and thermal and exergy efficiencies of the cogeneration system are obtained as 15751 kW, 18436 kW, 11.13 kg/h, 29.48% and 65.23%, respectively.
Farsi abstract :
در اين مقاله امكان استفاده از چرخه تركيبي جديدي براي توليد همزمان گرمايش، توان و هيدروژن از چاه هاي زمين
گرمايي سبلان مورد بررسي قرار گرفته است. در چرخه پيشنهادي، از يك آرايش جديد تبخير آني دو مرحله اي و چرخه ي
رانكين آلي به عنوان چرخه مولد توان، از مبدل حرارتي غشاي پروتوني براي توليد هيدروژن و از آبگرمكن داخلي براي
گرمايش استفاده شده است. چرخه ي پيشنهادي سپس نسبت به پارامترهاي مهم عملكرد همانند فشار جداساز اول و دوم،
دماي اواپراتور، اختلاف دماي نقطه ي تنگش و دماي مبدل غشا پروتوني مورد مطالعه قرار گرفته و سپس براي سه
سناريوي مختلف از ديدگاه اگزرژي مورد بهينه سازي قرار گرفته است. طبق نتايج حاصله در حالت بهينه، براي چرخه ي
توليد همزمان گرمايش، توان خالص توليدي، توليد هيدروژن، بازده حرارتي و اگزرژي به ترتيب 15751 كيلووات، 18436
كيلووات، 13 / 11 كيلو گرم بر ساعت، 48 / 29 درصد و 23 / 65 درصد بدست آمد .
Keywords :
Heating , Hydrogen Production , Organic Rankine Cycle , Sabalan Geothermal Power Plant , Energy and Exergy Analysis