مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل انرژی، اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی سیستم تولید چندگانه با انرژی سرد گاز طبیعی مایع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشگاه صنعتی کرمانشاه
10.48311/mme.2026.119043.82969
چکیده
این مقاله به مطالعه و تحلیل یک سیستم ترکیبی تولید چندگانه پیشرفته می‌پردازد که از گاز طبیعی مایع (LNG) به عنوان منبع انرژی اولیه استفاده می‌کند. سیستم طراحی شده شامل یک چرخه اصلی برایتون، یک چرخه فوق‌بحرانی دی‌اکسیدکربن (sCO₂) و دو چرخه رانکین آلی (ORC) به عنوان زیرسیستم‌های بازیابی حرارت است. همچنین یک واحد الکترولایزر برای تولید هیدروژن و یک واحد آب‌شیرین‌کن به روش اسمز معکوس (RO) در این سامانه ادغام شده‌اند. سیستم با بهره‌گیری از انرژی حاصل از احتراق متان در محفظه احتراق، علاوه بر تولید ۱۴۵۴۷۱ کیلووات توان خالص، فرآیند بازگازی‌سازی LNG را برای تزریق به شبکه گاز شهری انجام می‌دهد. به‌طور همزمان، بخشی از توان تولیدی صرف تولید ۴۳.۱ کیلوگرم بر ساعت هیدروژن در الکترولایزر و شیرین‌سازی ۳۰ کیلوگرم بر ثانیه آب در واحد آب‌شیرین‌کن می‌شود. تحلیل جامع انرژی، اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی سیستم با استفاده از نرم‌افزار مهندسی EES انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم یکپارچه ضمن دستیابی به راندمان بالای انرژی و اگزرژی، به‌طور همزمان چهار خروجی ارزشمند (برق، گاز طبیعی، هیدروژن و آب شیرین) را با مقیاس قابل‌توجه ارائه می‌نماید.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Energy, exergy and exergo-economic analysis of a multiple generation system with liquefied natural gas cold energy

نویسندگان English

شعیب خانمحمدی
seyed ali karam pour
Department of Mechanical Engineering, Kermanshah University of Technology, Kermanshah, Iran
چکیده English

This paper investigates and analyzes an advanced multi-generation combined system that utilizes liquefied natural gas (LNG) as the primary energy source. The proposed system consists of a main Brayton cycle, a supercritical carbon dioxide (sCO₂) cycle, and two organic Rankine cycles (ORCs) as heat recovery subsystems. In addition, a water electrolysis unit for hydrogen production and a reverse osmosis (RO) desalination unit are integrated into the system. By exploiting the energy released from methane combustion in the combustion chamber, the system not only generates 145471 kW of net power, but also performs LNG regasification for injection into the urban natural gas network. Simultaneously, part of the generated power is used to produce 43.1 kg/h of hydrogen in the electrolyzer and to desalinate 30 kg/s of freshwater in the RO unit. A comprehensive energy, exergy, and exergo-economic analysis of the system is carried out using the Engineering Equation Solver (EES) software. The results indicate that the integrated system achieves high energy and exergy efficiencies while simultaneously delivering four valuable outputs, namely electricity, natural gas, hydrogen, and freshwater, at a considerable scale.

کلیدواژه‌ها English

Multi-generation system
liquefied natural gas (LNG) and regasification
brayton-supercritical CO₂ cycle
exergy and exergo-economic analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 اردیبهشت 1405