کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5012525 1462814 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Analysis of combined cycle efficiency by simulation and optimization
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل راندمان چرخه ترکیبی با شبیه سازی و بهینه سازی
کلمات کلیدی
بهینه سازی، بخار ترکیبی، کارایی انرژی اضافی،
ترجمه چکیده
گاز طبیعی به عنوان تمیزترین سوخت در مقایسه با سایر سوخت های فسیلی به دلیل انتشار گازهای گلخانه ای کم و بدون ذرات پس از احتراق، محسوب می شود. حدود 22 درصد از تولید برق جهان بر اساس گاز طبیعی است. نیروگاه های ترکیبی گاز بخار که با گاز طبیعی کار می کنند، در سال های اخیر به دلیل راندمان بالا و انتشار کمتر آنها ترجیح داده شده است. برای رفع تقاضای انرژی در حال افزایش جهان، گاز طبیعی همچنان در آینده افزایش خواهد یافت. به همین دلیل بسیار مهم است که چنین سیستم هایی را در شرایط مطلوب طراحی و اجرا کنیم. سیستم های تبدیل انرژی را می توان با توجه به جنبه های پر انرژی، محیطی، اقتصادی و محیطی برای مدیریت خوب تحلیل کرد. هنگامی که بهره وری کلی افزایش می یابد، می توان گفت که این چهار جنبه نیز بهبود خواهد یافت. در مطالعه حاضر، مطالعات مدلسازی، شبیه سازی و بهینه سازی در نیروگاه های ترکیبی گاز بخار انجام می شود. مهمترین پارامترهای تأثیرگذار بر کارایی این گیاهان تعیین می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که واحد حیاتی اتاق احتراق است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که موثرترین پارامترهای تولید برق عبارتند از نسبت هوا / سوخت، نسبت گاز / بخار و نسبت فشار برای کمپرسور و در نتیجه توربین گاز. بازده حرارتی گیاه به میزان 22.55٪ افزایش می یابد و اگزرژی تخریب شده با٪ 22.65 کاهش می یابد با استفاده از متغیرهای طراحی بهینه که توسط الگوریتم بهینه سازی تعیین می شود که در آن تابع هدف، بازده حرارتی است. این مطالعه نشان می دهد که مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی برای طراحی مطلوب گیاهان قبل از سرمایه گذاری می تواند برای استفاده از گیاهان حاضر در شرایط مطلوب و برای تجزیه و تحلیل سیستم ها مورد استفاده قرار گیرد. حداقل اثر مضر بر محیط زیست می تواند با طراحی و عملیات بهینه در شرایط مطلوب فراهم شود. اصالت این مطالعه استفاده از یک تابع هدف با تعریف یک اصطلاح کارآیی جدید برای تولید حداکثر قدرت با حداقل تخریب اگزرژی است که منجر به افزایش کارایی حرارتی 23.49٪ و در ضمن کاهش 23.61٪ در تخریب اگزرژی می شود. این اصطلاح بازده جدید می تواند به عنوان یک تابع هدف در حل مشکلات بهینه سازی مربوط به کارایی تولید انرژی به منظور دستیابی به نتایج بهتر مورد استفاده قرار گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
تجزیه و تحلیل راندمان چرخه ترکیبی با شبیه سازی و بهینه سازی
چکیده انگلیسی
Natural gas has been regarded as the cleanest fuel when compared to the other fossil fuels because of its low emission of greenhouse gases and no particulate matter after combustion. Around 22% of the world's power production is based on natural gas. Combined gas-steam power plants operating with natural gas are preferred in recent years due to their high efficiency and less emission. To meet the world's increasing energy demand, natural gas will continue to be used in the future in increasing amounts. For this reason, it is very important to design and operate such systems in optimal conditions. Energy conversion systems can be analyzed in terms of energetic, exergetic, economic, and environmental aspects for a good management. When the overall efficiency is increased, it can be said that these four aspects will also improve. In the present study, the modeling, simulation and optimization studies on the combined gas-steam power plants are performed. The most important parameters which influence the efficiency of such plants are determined. The simulation results indicate that the crucial unit is the combustion chamber. The optimization results show that the most effective parameters in the power production are air/fuel ratio, gas/steam ratio and the pressure ratio for the compressor and, thus, the gas turbine. The thermal efficiency of the plant increases by 22.55% and the exergy destroyed decreases by 22.65% using optimal design variables determined by the optimization algorithm in which the objective function is the thermal efficiency. The study demonstrates that the modeling, simulation and optimization can be used for the optimal design of the plants before invested, for operating the present plants at optimal conditions and for analyzing the systems. The minimum detrimental effect on the environment can be provided by optimal design and operation under optimal conditions. The originality of the study is to use an objective function by defining a new efficiency term for the maximum power production with the minimum exergy destruction which results 23.49% increase in the thermal efficiency and, in the meantime, 23.61% decrease in the exergy destruction. This new efficiency term can be used as an objective function in the solution of the optimization problems related with the efficiency of power generating in order to achieve better results.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Energy Conversion and Management - Volume 148, 15 September 2017, Pages 174-183
نویسندگان
,