تحليل انرژي و اگزرژي و بررسي روشهاي بهينه سازي مصرف انرژي سيكل حرارتي نيروگاه بخار با بازياب

Energy and exergy analysis and investigation of saving energy methods in steam power plant with reheat

در اين پژوهش به تحليل ترموديناميكي سيكل رانكين نيروگاه بخار با بازياب پرداخته مي شود. سيكل نيروگاه شامل دو پمپ تغذيه بويلر، توربين بخار با بازياب، دو گرمكن يكي از نوع باز و يكي از نوع بسته، و يك كندانسور مي باشد. موازنه انرژي و اگزرژي براي اجزاي سيكل انجام شده است.نتايج راندمان انرژي و مقدار بازگشت ناپذيري به صورت نمودار نشان داده شده است. فشار بويلر در اين سيكل از 180 تا 220 بار متغير است. همچنين براي هر فشار، دما بين 540 تا 640 تغيير داده شده است. نتايج عددي نشان مي دهد كه راندمان انرژي و مقدار كار توربين با افزايش فشار و دماي بويلر افزايش مي يابد. همچنين ميزان بازگشت ناپذيري ها در توربين و بويلر، با افزايش دما و فشار بويلر كاهش مي يابد. فشار كندانسور نيز در محدوده 1/0 تا 5/1 بار تغيير ميكند و نتايج حاصل از پژوهش نشان مي دهد كه با افزايش فشار كندانسور، راندمان و مقدار كار مفيد سيكل كاهش پيدا مي كند. بر اساس نتايج بدست آمده، بيشترين ميزان بازگشت ناپذيري براي بويلر محاسبه شده است. تحليل انرژي و اگزرژي سيستم، ديد بسيار بهتري جهت بهبود عملكرد دستگاهها و كاهش تلفات انرژي مي دهد.

The present paper describes the energy and exergy analysis of a reheat regenerative vapor power cycle. The power plant consists of two boiler feed pumps, a steam turbine with a reheater in between, two open and one close type of feed water heaters, and a condenser. Energy balance and exergy are performed for each component of the plant. Energy efficiency, exergy efficiency and the irreversibility results obtained from the simulation has been presented in the form of graphs. The boiler pressure in this cycle varies from 180 to 220 bars. Also, for each pressure, the temperature is changed from 540 to 640. Numerical results show that the energy efficiency and the amount of turbine work increases with increasing boiler pressure and temperature. Also, the irreversibility of turbines and boilers decreases with increasing boiler temperature and pressure. The pressure of the condenser also varies from 0.1 to 1.5 bars, and the results of the study show that, with increasing condenser pressure, the efficiency and amount of useful work of the cycle decreases. Based on the results, the highest rate of irreversibility for the boiler is calculated. This combined study on energy and exergy analysis thus gives a better insight into the cycle operation with various system components and components requiring operational and design modifications for minimizing losses.