عنوان پایان‌نامه
تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی و زیست محیطی سیکل تولید همزمان برق و حرارت ۲۵ مگاواتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1314;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69570
- تاریخ دفاع
- ۱۸ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- سیده پریسا موسوی
- استاد راهنما
- علیرضا نورپور
- چکیده
- اخیراً بحث‌های مربوط به انرژی و موضوع گرمایش جهانی موجب شده است که بحث افزایش بازده انرژی، اهمیت سوخت جایگزین و کاربرد سیستم های انرژی اهمیت فراوان پیدا کند. یکی از گزینه‌های مناسب برای این منظور استفاده از سیستم تولید همزمان برق و حرارت با هدف افزایش بازده انرژی و کاهش آلاینده های زیست محیطی است. از طرفی در سال های اخیر بحث شیرین سازی آب شور دریاها به جهت کاهش منابع آب شیرین در جهان اهمیت بسیار یافته است. در این پروژه یک سیکل تولید همزمان برق و حرارت با یک آب شیرین کن نوع MED کوپل شده و از آنجایی که نمک زدائی آب یک فرآیند ترمودینامیکی است و نیاز به انرژی دارد، این آب شیرین کن انرژی فعال خود را از سیکل تولید همزمان برق و حرارت تامین می کند. این سیستم از یک موتور احتراق داخلی، مبدل حرارتی گاز، مبدل حرارتی آب و سه مبدل حرارتی پوسته لوله ای به عنوان سه مرحله آب شیرین کن و یک کندانسور تشکیل شده است. در موتور احتراقی این سیکل سوخت ورودی گاز طبیعی می باشد که در اثر احتراق قابلیت تولید 2مگاوات برق را دارد و نیز گازهای احتراقی خروجی از این موتور در مبدل حرارتی گاز قابلیت تولید بخار فعال ورودی به مرحله اول آب شیرین کن را دارد. از طرفی دیگر آب شور ورودی به مرحله اول آب شیرین کن نیز بر اثر تبادل حرارت در مبدل حرارتی آب تولید می شود. در این سیکل ابتدا بررسی ترمودینامیکی سیستم صورت گرفته و بازده حرارتی سیکل بدست آمده است و سپس بررسی اگزرژتیک سیستم انجام شده و بازده اگزرژی ان نیز محاسبه شد و سپس به بررسی ترمواکونومیکی سیستم پرداخته و نرخ هزینه سوخ و محصول تمام المان ها و نیز اختلاف هزینه نسبی و نرخ هزینه اتلاف اگزرژی آنها محاسبه شده و همچنین این سیکل از نظر زیست محیطی و انتشار آلاینده ها مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت آنالیز حساسیت برروی پارامتر های تاثیر گذار انجام شده است. در سیکل مورد مطالعه راندمان حرارتی 75% و راندمان اگزرژی 40% محاسبه شده است. از بین المان های موجود موتور احتراق داخلی بالاترین تحریب اگزرژی را دارد و راندمان اگزرژی افکت اول آب شیرین کن از بقیه اجزا بالاتر است. کلمات کلیدی: سیستم تولید همزمان، انرژی، اگزرژی، ترمودینامیک، ترمواکونومیک، آنالیز حساسیت
- Abstract
- Abstract Recently, because of concerns about energy and global warming the increased energy efficiency, using alternative fuels and energy systems usage become an important issues. One of the important solution for decreasing of environmental emissions and increasing of energy efficiency is using from combined heat and power systems. On the other hand, with decreasing fresh water resources , desalination becomes more important. In this study, a combined heat and power system with a MED desalination system is coopled, since desalination is a thermodynamic process it needs energy sources for desalination and it can use from energy source in CHP system. This system includes an internal combustion engine, gas heat exchanger, water heat exchanger and three shell and tube heat exchangers for desalination and a condenser. The fuel of the Combustion engine is natural gas and this engine can product 2MW power, outlet exhaust gas from engine can product active power for the first effect of desalination. Sea water preheat in the water heat exchanger then enter the first effect of desalination. First thermodynamic evaluation is done and thermal efficiency is determined, second exergy evaluation is done and exergy efficiency is determined. Third thermo economic evaluation is don and product and fuel cost is determined. Forth environmental analysis is done. In this system thermal efficiency is 75 percent and exergy efficiency is 40 percent. The highest exergy efficiency is in the combustion engine and the highest exergy efficiency is in the first effect of desalination. Keywords: combined heat and power system, energy, exergy, thermodynamic, thermoeconomic
