بهينه‌سازي سيكل نيروگاه بخار بازتواني‌شده با استفاده از تحليل ترمواكونوميك

Optimization of Repowered Steam Power Plant via Thermoeconomic Analysis

استفاده از حرارت گازهاي خروجي از توربين گاز جهت گرمايش آب‌تغذيه يك سيكل بخار، بازتواني به روش گرمايش آب‌تغذيه ناميده مي‌شود. ايجاد تغييرات لازم در ساختار يك سيستم حرارتي به‌منظور به حداقل رساندن هزينه آن، دربرگيرنده يافتن موازنه‌اي بهينه ميان نرخ هزينه مربوط به سرمايه‌گذاري اوليه و اگزرژي ازدست‌رفته سيستم است. در پژوهش حاضر، ابتدا سيكل بازتواني‌شده نيروگاه بخار شهيد رجايي به روش گرمايش آب‌تغذيه، مدل‌سازي شده و در مرحله بعد، با درنظرگرفتن متغيرهاي ترمواكونوميكي اجزاي نيروگاه به‌عنوان توابع هدف، تغييرات بهينه شده است. سپس، حساسيت تابع هدف در اثر تغييرات دبي زيركش توربين‌هاي بخار موجود، مورد بررسي قرار گرفته و بهينه‌ترين مقدار دبي با روش الگوريتم ژنتيك مشخص شده است. در نتيجه اين بهينه‌سازي، بازده ترموديناميكي و اگزرژي نيروگاه به‌ترتيب به مقادير 2/42 و 17/40 درصد ارتقا يافته و بهره‌وري هزينه براي اجزاي با هزينه اگزرژي ازدست‌رفته بالا، 1 تا 16 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين، زمان بازگشت سرمايه اوليه در اين روش، مقدار مطلوب 25 ماه به‌دست آمده است.

Feed-water heating repowering is defined as using gas turbine(s) flue gasses energy for recovery by steam plant feed water heaters. Minimizing related total cost in new thermal system is the critical subject, beside of this purpose an optimal balance between capital cost investment and exergy destruction should be considered. In this research feed water heating repowering modeling of Shahid Rajae steam plant has been performed; in the next stage, optimization of mentioned system variables has been done based on thermoeconomic objective functions. Then objective functions sensitive analysis in contrast of steam turbines extraction flow rates have been performed and optimum amount of flow rate are determined by using Genetic algorithm. As a result of this optimization, some of technical and economical system properties have been upgraded. Thermal efficiency and exergy efficiency are anticipated to be 42.2 and 40.17 respectively and exergy destruction cost is increased about 1 to 16 percent; also it should be mentioned that 26 months has been derived for optimum period of preliminary capital return.