یکی دیگر از اهداف بهینه سازی بهینه سازی میزان تخریب اگزرژی کل میباشد که همانطور که در شکلهای (۴-۵۱) و (۴-۵۲) نشان داده شده است تخریب اگزرژی با تغییر در فشار بخش LP تغییرات چندانی نخواهد داشت که دلیل این امر نیز به علت سهم کمتر این بخش در دبی بخار تولید است. اما با افزایش فشار در این بخش فاصلهی دو فشار بخش HP و LP کاهش یافته و در نتیجه اندکی کاهش در تخریب اگزرژی بویلر بازیاب و همچنین توربین بخار خواهد بود که البته روند کاهشی بعد از فشار بهینه به دست آمده توسط روش TOPSIS تقریبا قطع خواهد شد. تخریب اگزرژی در سیستم شیرین سازی آب نیز تقزیبا میزان ثابتی خواهد داشت که دلیل آن ثابت بودن تقریبی شرایط بخار ورودی است.
شکل ۴-۵۲: تغییرات تخریب اگزرژی در اجزاء سیکل به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف
۴-۴-۸ بررسی نتایج حاصل از تغییر دبی جرمی بخار خروجی از بخش فشار ضعیف جهت استفاده در آبشیرینکن
خارج کردن بخشی از بخار موجود تولیدی در اواپراتور بخش فشار ضعیف به طبع باعث کاهش بخار ورودی به توربین و در نهایت موجب کاهش کار توربین می شود. از طرفی چون بخار مذکور به مافوقگرمکن بخش کم فشار وارد نمیگردد در نتیجه دبی بخار کل ورودی به آب شیرین کن افزایش مییابد و نتیجه آن افزایش بخار محرک و افزایش آب شیرین تولیدی خواهد بود (شکل ۴-۵۳). با توجه به آنکه بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف دارای فشار بالاتری نسبت به بخار خروجی از توربین میباشد آنتالپی بخار محرک را افزایش خواهد داد در نتیجه نسبت بهره آب شیرینکن افزایش مییابد (شکل ۴-۵۴).
در برنامهی کد نویسی شده جهت سهولت در محاسبات، نسبت بخار خروجی از مافوق گرمکن به بخار خارج شده از درام بخش کم فشار جهت استفاده در آب شیرینکن به عنوان یک متغییر که توسط الگوریتم ژنتیک تغییر می کند به عنوان ورودی در محاسبات وارد شده است.
شکل ۴-۵۳: تغییرات آب شیرین تولیدی به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
شکل ۴-۵۴: تغییرات GOR به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
اما افزایش نسبت بهره و همچنین افزایش آب شیرین تولیدی به اندازهای نخواهد بود که از کاهش درآمد کل جلوگیری نماید زیرا تاثیر کاهش توان تولیدی بیشتر از تاثیر افزایش درآمد تولید آب شیرین میباشد. در شکل (۴-۵۵) روند کاهشی درآمد کل که نهایتا منجر به تاخیر در بازگشت سرمایه در شکل (۴-۵۶) شده است نشان داده شده.
شکل ۴-۵۶: تغییرات ROI به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
شکل ۴-۵۵: تغییرات درآمد کل به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
همانطور اکه انتظار میرود با کاهش توان توربین و ثابت ماندن بسیاری از هزینهها میزان هزینه تولید توان افزایش یافته باشد. اما با توجه به افزایش میزان تولید آب شیرین و همچنین افزایش یافت میزان GOR با کاهش در هزینه تولید آب شیرین نمودا با کاهش روبرومیشود
شکل ۴-۵۸: تغییرات هزینه تولید آب شیرین به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
شکل ۴-۵۷: تغییرات هزینه تولید توان به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
به دلیل پایین آمدن هزینه توربین و همچنین به دلیل کم شدن هزینه های بویلر بازیاب با خارج شدن بخار و افزایش میزان نسبت بهره در آب شیرینکن میزان هزینه های سالیانه با کاهش روبرو خواهد بود که مساله در شکل (۴-۵۹) مشخص است.
شکل ۴-۵۹: تغییرات هزینه های سالیانه به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
در نهایت با توجه به سهم اندک بخار خارج شده در مقابل بخار کل میتوان گفت که خارج شدن بخار از درام بخش فشار ضعیف تاثیر چندانی بر تخریب اگزرژی کل نخواهد داشت اما با توجه به آنکه بخار خارج شده دارای فشار بالاتری به نسبت فشار خروجی توربین میباشد و فشار این بخار باید تا فشار بخار خروجی از توربین شکسته شود در نتیجه اندکی نمودار تخریب اگزرژی با افزایش تخریب اگزرژی مواجه می شود که این مساله در شکل (۴-۶۰) نشان داده شده است.
شکل ۴-۶۰: تغییرات تخریب اگزرژی در اجزا سیکل به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف
فصل۵
نتیجه گیری و پیشنهادات
۵-۱ نتیجه گیری:
با توجه به آنچه در فصل ۴ بیان شد با بهره گرفتن از توربین با فشار پشت در سیکل بخار نیروگاه سیکل ترکیبی و استفاده از یک آب شیرینکن تبخیر- تقطیری میتوان از اتلاف حرارت در کندانسور سیکل بخار جلوگیری کرده و از این حرارت برای تولید آب شیرین استفاده کرد.
( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
البته تولید آب شیرین در عوض از دست دادن و کاهش اندکی تولید توان الکتریکی در توربین بخار خواهد بود که با افزایش فشار توربین در خروجی این میزان افزایش مییابد و البته میزان تولید آب شیرین نیز افزایش مییابد. با افزایش فشار توربین فشار پشت علاوه براین کاهش در توان تولیدی به دلیل آنکه بخش عمدهی تخریب اگزرژی در آب شیرینکن رخ خواهد داد با افزایش بیرویهی تخریب اگزرژی روبرو خواهد شد. در حالت کلی باید توجه داشت که اگر نیاز به آب شیرین بیشتر است از سیکل مذکور با فشار بالاتر و در صورت نیاز به تولید توان بیشتر، از فشارهای پائین در خروجی توربین استفاده نمود. البته پائین آوردن فشار توربین در خروجی نیز دارای محدودیتی که این میزان به دمای اشباع در آن فشار بستگی دارد. در واقع در دماهای اشباع پائینتر آب شیرینکن باید در فشارهای بسیار پائین کار کند که این امر حتی در صورت امکان، مستلزم صرف هزینه های بالاست.
دیگر عامل موثر در روند محاسبات فشار در بخشهای فشار بالا و فشار ضعیف میباشد که این مقادیر نیز دارای محدودیتهای اجرائی و تئوری میباشند. در واقع بویلر بازیاب موجود در نیروگاه نکا می تواند در بازهای از فشارها در بخش HP و LP کار کند. علاوه بر آن افزایش فشار در بخش HP پس از گذشتن از حد خاصی موجوب کاهش دما در خروجی اکونومایزر بخش HP این بویلر خواهد شد که این امر موجب از دست دادن دبی بخار در بخش فشار ضعیف می شود.
دیگر عامل موثر در طراحی، خارج کردن بخشی از بخار درام بخش LP است، که این عمل نیز موجب تخریب بیشتر اگزرژی و همچنین کاهش توان توربین خواهد شد. از این روش نیز میتوان برای بالا بردن نسبت بهره در آبشیرین کن و همچنین افزایش تولید آب شیرین به قیمت کاهش توان الکتریکی به کار برد.
یکی از عوامل موثر در طراحی آب شیرینکن MED-TVC دمای آب شور خروجی از مرحله اول آب شیرینکن (TBT) میباشد. افزایش این مقدار موجب افزایش فشار در مراحل آب شیرینکن، افزایش تخریب اگزرژی کاهش هزینه های تعمیر نگهداری و کاهش تولید آب شیرین و در نهایت کاهش هزینه های ساخت و نصب میباشد. البته بازهم این افزایش و کاهش دما دارای محدودیت است و این میزان نباید به دمای اشباع آب در محیط نزدیک شود.
۵-۲ پیشنهادات
در مورد سیکل مذکور میتوان تحلیلهای زیر را انجام داد:
-
- تحلیل و بررسی سیکل تولید توان و آب شیرین در بارهای غیر نامی
-
- استفاده از آب شیرین کن RO به صورت کوپل شده با آب شیرین کن MED-TVC:
در واقع آب خنک کننده خروجی از کوندانسور دستگاه آب شیرینکن دارای دمای بالاتری نسبت به دمای آب دریا میباشد و این امر موجب افزایش کارائی دستگاه RO میگردد در نتیجه میتوان با قرار دادن این سیستم در کنار سیکل مورد نظر باز هم از اتلاف حرارتی در کندانسور سیستم آب شیرینکن جلوگیری نمود.
-
- بررسی سیکل مذکور با انواع دیگر آب شیرینکن های تقطیر و تبخیری
-
- تحلیل و بررسی استفاده از دو توربین بخار، که یکی از توربین ها با فشار پشت و توربین دوم در حالت تولید حداکثر توان کار کند.
فهرست مراجع
[۱] زارع خورمیزی، “مدلسازی ترمودینامیکی قسمت بخار سیکل ترکیبی تک و دو فشاره و به دست آوردن فشارهای بهینه”، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، تابستان ۱۳۸۶
[۲] بهزاد، مسعود” تحلیل اثر گرمکنهای نیروگاه بخار با بررسی تغییرات آنتروپی”، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، تابستان ۱۳۸۸
[۳] حسین زاده صلاتی، حسین” بهینه سازی مشخصههای بخار در زیر کشهای توربین “، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، تابستان ۱۳۸۳
[۴] مدارک و دستور العملهای بویلرهای بازیاب سیکل ترکیبی، آرشیو شرکت مسبا، ۱۳۸۶، تهران.
[۵] ون وایلن، زونتاگ، بورگناک، “مبانی ترمودینامیک” ویراست ششم
[۶] M. Shakouri a , H. Ghadamian a, R. Sheikholeslami b “Optimal model for multi effect desalination system integrated with gas turbine” journal of Desalination 260 (2010) 254–۲۶۳
[۷] Sepehr Sanaye, Saeid Asgari , 2013 , “Four E analysis and multi-objective optimization of combined cyclepower plants integrated with Multi-stage Flash (MSF) desalination unit, journal of Desalination 320 (2013) 105–۱۱۷
[۸] T.Irvine, “Steam and Gas Tables with Computer Equation”, P.Liley, 1984
[۹]Nag P.K., “Power Plant Engineering”, McGraw-Hill, 2nd edition, 2002
[۱۰] Nag P.K., “Development of Combined Cycles”, J.Inst. Of Engrs. (India), Vol 76, pp 89-95,1995
[۱۱] Roberto Carapellucci*, Lorena Giordano, 2013,”A comparison between exergetic and economic criteria for optimizing the heat recovery steam generators of gas-steam power plants ” journal of Energy 58 (2013) 458e472
[۱۲] M. Ameri, P. Ahmadi and S. Khanmohammadi ” Exergy analysis of a 420MW combined cycle power plant” journal of Energy Res. 2008; 32:175–۱۸۳
[۱۳] “Fundamentals of Salt Water Desalination” chapter 5 , eldessuky – elettouny
[۱۴] Z. Gomar, H. Heidary and M. Davoudi ,”Techno-Economics Study to Select Optimum Desalination Plant for Asalouyeh Combined Cycle Power Plant in Iran” World Academy of Science, Engineering and Technology 51 2011
[۱۵] Mohammad Ameri*, Saeed Seif Mohammadi, Mehdi Hosseini, Maryam Seifi ” Effect of design parameters on multi-effect desalination system specifications” journal of Desalination 245 (2009) 266–۲۸۳
[۱۶] Erlangen, Germany “The International Association for the Properties of Water and Steam” September 1997
Abstract
Due to reduction in underground water sources and fossil fuels in the world and also in preventing the dissipation of energy and the introduction of modern methods of supplying fresh water, potable water, special Dryajaygahy in the world of the future. Using methods such as evaporation method – distillation can be one of these.
Due to the high thermal efficiency of the combined cycle has led to general acceptance in the world of plants to increase But a large share of imported heat recovery boilers cooling towers of the power station by the transmission medium and is regarded as the energy dissipated. If we propose an approach that This heat can be used to produce fresh water for the plant’s efficiency can be further increased.
Hence, in this thesis, using a back -pressure turbine outlet pressure is higher than a conventional steam turbine .Neka power plant steam cycle has been trying to input heat to MED-TVC desalination to be Tmyn . Steam enters the desalination of sea water gives up its heat to the lower pressure of the steam distillation of fresh water evaporates and the DM is produced . In this method, a small amount of power due to turbine back pressure will decrease But instead of high heat dissipation in the power plant condenser, there was a block in the production of fresh water are used.
In order to optimize the cycle of increasing revenues and reducing exergy destruction, return on investment and the initial cost of the genetic algorithm is used and Also for multi-criteria optimization considering all the above TOPSIS method with the genetic algorithm was used.
