تحليل ترموديناميكي نيروگاه سيكل تركيبي گازيساز يكپارچه: انرژي و اگزرژي

Thermodynamic analysis of Integrated Gasification Combined Cycle power plant: Energy, Exergy

نيروگاه سيكل تركيبي گازيساز يكپارچه با استفاده از سوخت‌هاي هيدروكربني به توليد برق پاك‌تر و بهينه‌تر از طريق گازيسازي، در مقايسه با سوختن مستقيم سوخت مي‌انجامد. در اين مقاله، اين نيروگاه با توجه به ويژگي‌هاي سايت توسط نرم‌افزار ترموفلو شبيه‌سازي و اعتبارسنجي شده است. فرضيات موردنظر اعمال و تحليل اگزرژي با نرم‌افزار EES انجام‌شده است. نتايج تحليل انرژي و توان مصرفي اجزاء به‌دست‌آمده و تحليل اگزرژي براي يافتن مقادير و محل بازگشت‌ناپذيري‌هاي سيستم اعمال‌شده است. توان خالص خروجي و راندمان الكتريكي خالص به‌ترتيب 234/89 مگاوات و 30/69 درصد شد. بازده‌ي اگزرژي 45/57 درصد و بيشترين مقدار بازگشت‌ناپذيري هم از محل‌هاي گازيساز، واحد پاك‌سازي گاز و بويلر بازياب به‌ترتيب 216/6 و 210/6 و 113/6 مگاوات است. درنهايت هم سيكل به‌صورت پارامتريك تحليل‌شده است و تأثيرات تغيير دماي گازيساز و فشار كنداسور بر راندمان‌ها و توان نهايي نيروگاه بررسي‌شده است.

The integrated gasification combined cycle power plant using hydrocarbon fuels produces cleaner and more efficient electricity through gasification, compared to direct fuel burning. In this paper, the power plant has been simulated and validated by Thermoflow software according power plant characteristics. The assumptions are applied and exergy analysis is done using EES software. The results of energy and power consumption analysis of the obtained components and exergy analysis are applied to find the values and locations of system irreversibility. The net output of the cycle and thermal efficiency are 234.89 MW and 30.69% respectively. The exergy efficiency of the power plant is 45.57%. Maximum amount of irreversibility is from the gasifire, gas cleanup system, and HRSG, respectively 216.600, 210.607 and 113.653 MW. Finally, the cycle is analyzed parametrically and the effects of the gas temperature change and pressure of the condenser on the efficiency and final power of the power plant have investigated.