بهينه‌سازي چند هدفه بازتواني به روش گرمايش آب تغذيه موازي يك نيروگاه بخار بوسيله الگوريتم ژنتيك

Multi Objective Optimization of Feedwater Heating Repowering on a Steam Power Plant Using the Genetic Algorithm

افزودن واحد(هاي) توربين گاز به نيروگاه‌هاي بخار براي ارتقا خصوصيات سيكل بخار و امكان بازياب حرارت از سيكل(هاي) الحاقي به عنوان بازتواني شناخته شده است. روش‌هاي بازتواني به دو دسته كلي تقسيم مي‌شوند، روش‌هاي بازتواني جزيي1 و كلي2. يكي از روش‌هاي جديد بازتواني جزيي، روش گرمايش آب تغذيه موازي3 است. در اين مقاله با توجه به خصوصيات ممتاز روش گرمايش آب تغذيه موازي براي نيروگاه هاي نسبتا جديد، به اعمال آن بر نيروگاه شهيد رجايي پرداخته شده است. تابع هزينه برق توليدي و راندمان اگزرژي بعنوان توابع هدف در انجام بهينه‌سازي تك هدفه و دوهدفه مورد استفاده قرار گرفته‌اند. بهينه سازي توسط روش الگوريتم ژنتيك4 انجام شده و دبي بخارات زيركش‌ها5 و خط اصلي6 بعنوان متغيرهاي مستقل مد نظر بوده اند. در پايان با توجه به شاخصهاي مطلوب فني و اقتصادي، حالت 4 زيركش براي اعمال اين روش انتخاب شده است. طرح انتخابي براي حالت توربين گاز توان ثابت، هزينه برق توليدي Rial/kWh 15/404 (به ازاي توان افزوده) و ارتقا 55/1% راندمان اگزرژي و براي حالت توربين گاز وابسته، هزينه توليد Rial/kWh 22/396 (به ازاي توان افزوده) و ارتقا 73/1% راندمان اگزرژي سيكل جديد را داشته است.

Repowering as a tested and general method can be effective for repowering steam power plants. There are different repowering methods to choose from based on a plant’s specifications. Repowering has been categorized into two main categories: Full repowering and partial repowering. Feedwater heating is one of the best options available for partial repowering. In the feedwater heating based on partial repowering which has been studied in this paper, two heat exchangers have been used in parallel to the existing feedwater heaters and the required heat is supplied by an appropriate gas turbine. Two options have been considered for the added gas turbine. In the first option, a 25 MW gas turbine has been considered while in the other scenario, the considered gas turbine power output has been optimized as a dependent variable. The final result using a 25MW gas turbine is a 1.55% increase in exergy efficiency and an electricity generation cost of 404.15 Rial/kWh. In the other scenario (dependent gas turbine), exergy efficiency is increased by 1.73% and electricity generation cost is 396.22 Rial/kWh.