عنوان

تحلیل اگزرژی سرمایش هوای ورودی به توربین گازی با استفاده از سیستم‌های تبرید جذبی

‭۵۶۸۷پ‬

per

تحلیل اگزرژی سرمایش هوای ورودی به توربین گازی با استفاده از سیستم‌های تبرید جذبی

/وحید زارع

دانشگاه تبریز: دانشکده فنی مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک

‮‭۱۴۹‬ص‬

چاپی

فاقدفایل ‮‭pdf‬

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

‮‭۱۳۸۷/۰۴/۱۸‬

دانشگاه تبریز: دانشکده فنی مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک

بازده سیکل‌صهای توربین گازی به علت خروج گازهای گرم) حدود ‮‭۵۰۰‬ تا ‮‭۶۰۰ ) C‬از توربین پایین است .از سوی دیگر کار ویژه و بازده توربین‌صهای گازی وابستگی شدیدی به دمای هوای ورودی داشته و با افزایش دمای هوای ورودی عملکرد سیکل به شدت افت پیدا می‌صکند .به منظور بازیافت مقداری از انرژی موجود در گازهای خروجی از توربین می‌صتوان از بازیاب استفاده کرد اما گازهای خروجی از بازیاب نیز دارای مقدار نسبتا زیادی انرژی بوده و در صورت تخلیه به اتمسفر این انرژی هدر می‌صرود .به منظور استفاده بیشتر از این انرژی می-توان گازهای خروجی را وارد ژنراتور سیکل تبرید جذبی نموده و بدین ترتیب دمای هوای ورودی کمپرسور را کاهش داد.در این پایان‌صنامه ابتدا توربین گازی ساده و توربین گازی با بازیاب از دیدگاه قانون اول و دوم ترمودینامیک مورد مطالعه قرار گرفته و تأثیر پارامترهای مختلف در کار ویژه و بازده قانون اول سیکل‌صها و نیز برگشت‌صناپذیری و بازده قانون دوم سیکل‌صها و همچنین اجزای سیکل بررسی شده است .نتایج نشان می‌صدهد بیشترین برگشت-ناپذیری در محفظه احتراق رخ داده و همچنین اگزرژی موجود در گازهای خروجی سهم زیادی در اتلاف اگزرژی کل دارند.سپس سیکل تبرید جذبی تک‌صاثره لیتیوم‌صبروماید- آب به منظور سرمایش هوای ورودی به کمپرسور دو چرخه، مورد تحلیل قرار گرفته و تأثیر پارامترهای مختلف روی عملکرد این سیکل نیز بررسی شده است .در نهایت با ترکیب سیکل تبرید جذبی و سیکل توربین گازی تأثیر سرمایش هوای ورودی به کمپرسور هر دو سیکل) ساده و دارای بازیاب (تا ‮‭۱۰ C‬مورد مطالعه قرار گرفته است .نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌صدهد به ازای هر ‮‭۱۰ C‬کاهش دمای هوای ورودی، کار ویژه حدود ‮‭۷‬ - ‮‭۳‬و بازده قانون اول و دوم حدود ‮‭۵/۰ - ۲‬ افزایش می‌صیابد .مقدار این افزایش در نسبت فشارها و دماهای محیط بالاتر و نیز دماهای ورودی توربین کمتر، بیشتر است .همچنین نشان داده شد درصد بسیار ناچیزی از اتلاف اگزرژی سوخت ورودی به سیکل تبرید جذبی تعلق داشته و با افزودن سیکل تبرید به سیکل توربین گاز، نسبت اتلاف اگزرژی کل به کار ویژه خروجی کاهش یافته است .با محاسبه انرژی مورد نیاز سیکل تبرید و انرژی قابل حصول از گازهای خروجی نتیجه شد گازهای خروجی توانایی تأمین انرژی مورد نیاز را داشته و تنها بخش کوچکی از انرژی موجود در گازها در سیکل تبرید مصرف می‌صشود.در نهایت به منظور برآورد هزینه نصب چیلر جذبی، مطالعه موردی روی توربین گازی ‮‭GE Frame ۶B‬ انجام شده و تناژ تبرید به ازای دمای محیط ‮‭۴۰ C‬حدود ‮‭۲۱.۸MW‬ محاسبه شد که با رساندن این دما به ‮‭۱۰ C‬در ورودی کمپرسور توان تولیدی حدود ‮‭۸.۱۹MW‬ افزایش خواهد یافت .نتایج بدست آمده در این پایان‌صنامه با نتایج موجود در مراجع توافق قابل قبولی را نشان می‌دهد .

.‮‭Efficiency of simple gas turbines is low as the exhaust gas temperature in these systems is high (around ۴۰۰-۷۰۰C). On the other hand specific net work and efficiency of gas turbine plants depend largely on the inlet air temperature so that the power output decreases with increasing inlet air temperature. Different techniques are employed in order to recover the energy content of exhaust gases. Regenerator is one of these. However, this instrument can not fully recover the mentioned energy and temperature at regenerator exit is still high. For further utilization of this energy, the exhaust gases can be used in an absorption refrigeration generator in order to provide cooling which can be used to decrease compressor inlet air temperature.n this research, firstly energy and exergy analysis of simple and regenerative gas turbine have been carried out and the effect of various parameters on their performance was studied. The results show that the combustor has the largest exergy destruction and also the exergy loss through the stack is very high. Secondly, the absorption refrigeration cycle using lithium bromide-water as the working fluid which is employed for inlet air cooling is analyzed. In the next stage a combination of these cycles was studied as the compressor inlet air temperature was varied from ۴۰ - ۱۰C for various conditions of operating parameters of simple and regenerative gas turbines.The results show that for each ۱۰C decrease of inlet air temperature, the specific net work increases around ۳-۷ and the first and second law efficiencies increase around ۰.۵-۲ . It is shown that the amount of this increase is higher when the pressure ratio and ambient temperature are high and TIT is low.Also this study shows that the exergy destruction of absorption refrigeration cycle is very low as compared to that in the gas turbine.At the end it was concluded that the amount of energy available in exhaust gases in both simple and regenerative gas turbines was enough to run the refrigeration cycle.The obtained results were in good agreement with those reported in the literature‬

Exergy

Irreversibility

Gas Turbine

Regenerator

Absorption Refrigeration

زارع، وحید

سید محمودی، سید محمد، استادراهنما

رنجبر، فرامرز

استادمشاور

نمایه‌سازی قبلی