شبيه‌سازي سيكل تركيبي رانكين بخار و آلي از منظر انرژي و اگزرژي -اقتصادي با محرك گازهاي اتلافي

Simulation of combined steam and organic rankine cycle from energy and exergoeconomic point of view with exhaust gas source

در اين تحقيق، ابتدا سيكل تركيبي رانكين بخار و رانكين آلي، با بازيافت گازهاي اتلافي دما بالا، از منظر انرژي و اگزرژي اقتصادي شبيه‌سازي گرديده است. پيكره‌بندي سيكل تركيبي به اين صورت است كه گاز اتلافي دما بالا، ابتدا به عنوان محرك اواپراتور سيكل بخار عمل كرده و گاز اتلافي كاهش دما يافته خروجي از اواپراتور سيكل بخار، به عنوان محرك دما پايين اواپراتور سيكل آلي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. سپس تاثير تغيير پارامترهاي مختلف مانند دماي اواپراتور و كندانسور سيكل بخار و اختلاف دماي پينچ، بر روي مقادير كار خروجي، بازگشت ناپذيري كلي، بازده انرژي، بازده اگزرژي و متغيرهاي اگزرژي اقتصادي بررسي شده است. نتايج حاكي از آن است كه در حالت پايه، بازده انرژي و اگزرژي سيكل تركيبي به ترتيب 0.2782 و 0.5279 بوده و مقدار كار خروجي و بازگشت ناپذيري كلي نيز به ترتيب71401 كيلووات و43616 كيلووات مي‌باشند. فاكتور اگزرژي اقتصادي كلي براي سيكل تركيبي نيز، 12.47 درصد است كه نشان دهنده بالا بودن مقدار تخريب اگزرژي در اجزا بوده، بطوريكه بالا بردن قيمت ابتدايي در اجزاي مختلف به منظور بهبود عملكرد سيستم توصيه مي‌گردد. اواپراتور، توربين و كندانسور سيكل بخار، اجزايي هستند كه بايد از منظر اگزرژياقتصادي مورد توجه قرار بگيرند، به دليل اينكه بالاترين مقدار مربوط به مجموع نرخ هزينه ابتدايي و هزينه تخريب اگزرژي را دارا مي‌باشند..

In this study, at first the combined steam and organic Rankine cycles, have been stimulated with hightemperature wasted hot gases recovery, from the energy and exergoeconomic points of view. In the configuration of the combined cycles, the hightemperature wasted gases acts as the source of steam cycle evaporator, then the decreased temperature exhaust gas of the steam cycle evaporator, is used as the low temperature source of organic cycle evaporator. Afterward the effects of changing different parameters such as temperature of the evaporator and condenser of steam cycle and pinch temperature difference, on the amount of total output work, total irreversibility, energy efficiency, exergy efficiency and exergoeconomic variables have been checked. The results in base state show that, energy and exergy efficiency of combined cycles are 0.2782 and 0.5279 respectively and the amount of output work and total irreversibility are 71401kW and 43616kW respectively. Total exergoeconomic factor for the combined cycles is 12.47 percent, which represents a high exergy destruction in components and recommends raising the initial cost of components in order to improve the performance of system. The evaporator, turbine and condenser of steam cycle, are the components that should be considered from the perspective of the exergoeconomic, because they contains the maximum amount of total initial costs and the cost of exergy destruction.