مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی و تحلیل سیستم جدید سیکل رنکین آلی با محرک اولیه توربین گاز SGT-400 مطالعه موردی: منطقه نار- کنگان(جنوب ایران)

نویسندگان
1 مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز
2 مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لشت نشاء- ریباکنار، لشت نشاء، ایران
چکیده
در این تحقیق، طراحی و تحلیل یک سیستم تولید همزمان با سیال عامل های مختلف از نظر ترمودینامیکی و اقتصادی مورد مطالعه قرارگرفته است. از مدل اگزرژی- اقتصادی و اگزرژی- زیست محیطی برای بررسی سیستم با تکیه بر هزینه محصولات، استفاده شده است. طراحی سیستم جدید برپایه سیکل رنکین آلی با محرک اولیه توربین گاز جهت برآورده نمودن اهداف مورد نیاز ایستگاه تقویت فشار منطقه نار- کنگان می باشد. این اهداف عبارتند از: تولید الکتریسیته، توان سرمایش و هزینه های تولید. با استفاده از آنالیز حساسیت، پارامترهای دمای ورودی به توربین، دیگ بخار و چگالش و فشار ورودی به توربین مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که دی کلرو تری فلورو اتان و تولوئن عملکرد بهتری در تولید الکتریسیته (1.612 مگاوات) و تولید سرمایش (6.282 مگاوات) دارند. در حالیکه دی اکسید کربن از نظر اقتصادی (103.5 دلار بر مگاژول) عملکرد بهتری دارد. با افزایش دما و فشار ورودی به توربین توان سرمایشی کاهش می یابد به جز در سیال دی اکسید کربن که سبب افزایش توان سرمایشی می گردد. همچنین با افزایش دمای چگالش و ورودی به دیگ بخار، توان سرمایشی به ترتیب کاهش و افزایش پیدا می کند. مجموع هزینه محصولات برای همه سیال عامل ها با افزایش دمای ورودی دیگ بخار و توربین و کاهش دمای چگالش، کاهش می یابد. در حالیکه برای دی اکسید کربن، در یک فشار بهینه، هزینه به مینیمم مقدار خود می رسد. محفظه احتراق و دیگ بخار به دلیل بازگشت ناپذیری ها بیشترین نرخ تخریب را در اجزای سیستم دارند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A novel design and analysis of organic Rankine cycle using gas turbine prime mover Case study: Nar-Kangan (south of Iran)

نویسندگان English

mortaza yari 1
hossein barootkoob 2
kaveh hanifi Miangafsheh 2
1 Department of Mechanical Engineering, Tabriz University, Tabriz, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Lashtenesha-Zibakenar Branch, Islamic Azad University, Lashtenesha, Iran
چکیده English

In this paper, the performance of a new design cogeneration cycle with various working fluids is investigated. Exergoeconomic and exergoenvironmental approach are developed to study the thermodynamic performance of the cycle and to assess the total cost of products. The naval design is based on organic Rankine cycle by using the gas turbine prime mover for fulfilling of the main goals of gas comperessor station of Nar-Kangan zone (South of Iran). These goals as follows: production of electricity and refrigeration power (cooling requirement) and total cost of products. According to recent parametric studies, boiler, turbine and condensation temperature and turbine inlet pressure significantly affect the three goals. The results show that dichlorotrifluoroethane (R-123) and toluene have a better performance in producing electricity (1.612MW) and refrigeration power (6.282MW) among other working fluids, while, the carbon dioxide has a better operation to reduce of products cost (103.5$/MJ). So, when the condensation temperature increases the refrigeration power decreases and boiler inlet temperature increases, the refrigeration power decreases. The results reveal that the refrigeration power decreases as the turbine temperatures and pressure increase and condensation temperature decreases; however, there is an optimum turbine inlet pressure (12MPa) in the carbon dioxide cycle for a minimum cost of products. The combustion chamber and boiler have a maximum destruction exergy rate for irreversibility and temperature difference among of system components

کلیدواژه‌ها English

Exergoeconomic
Exergoenvironmental
ORC
Gas Turbine
CO2 transcritical