عنوان

بررسی قانون دوم ترمودینامیک و اقتصادی سیکل جدید رانکین برایتون و مقایسه آن با سیکل متداول برایتون رانکین

پ۲۴۹۷۰

per

بررسی قانون دوم ترمودینامیک و اقتصادی سیکل جدید رانکین برایتون و مقایسه آن با سیکل متداول برایتون رانکین

حسین خورشیدی

عمران

۱۴۰۰

۸۳ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مکانیک گرایش تبدیل انرژی

۱۴۰۰/۰۶/۰۸

طرح پیشنهادی با هدف توسعه سیکل ترکیبی جهت افزایش راندمان قانون دوم، شناسایی بازدهی اجزا ترمودینامیکی و میزان تخریب اگزرژی در قسمت‌های مختلف بر مبنای شبیه سازی عملکرد چرخه‌های رانکین و برایتون در ترکیب با هم است. بدین منظورکدنویسی کامپیوتری به کمک نرم افزار EES انجام شده است. که توسط آن بازگشت ناپذیری اجزا و سهم هر کدام در بازگشت ناپذیری کل محاسبه شده است. سپس با استفاده از تحلیل اگزرژواکونومیک تاثیر پارامتر‌های طراحی بر هزینه واحد تولید توان مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نتایج به دست آمده توسط نرم افزار EES در دو سیکل ترکیبی جدید و ترکیبی سنتی با یکدیگر مقایسه شده است. با درنظرگرفتن شرایط طراحی یکسان در هر دو سیکل، بازده قانون اول ودوم سیکل ترکیبی جدید به ترتیب 91/41 و 63/40 و در سیکل ترکیبی سنتی 46/40و 04/40 به دست آمد. که بازده قانون اول ودوم سیکل ترکیبی جدید به ترتیب 45/0و .59/.0 درصد بیشتر از سیکل سنتی است. توان تولیدی خالص سیکل جدید 6/673 مگاوات و توان تولیدی سیکل ترکیبی سنتی 7/316 مگاوات می‌باشد. بیشترین اتلاف اگزرژی در سیکل ترکیبی جدید متعلق به بویلر که چیزی حدود 43 درصد وبیشترین اتلاف اگزرژی در سیکل ترکیبی سنتی متعلق به محفظه احتراق که 60 درصد از اتلافات اگزرژی کل سیکل را متحمل می‌شوند. بیشترین بازدهی اگزرژی در سیکل سنتی مربوط به گرمکن بسته آب تغذیه ودر سیکل جدید مربوط به توربین گاز می‌باشد. بنابراین بعد از تحلیل کامل انرژی و اگزرژی هر دو سیکل، تحلیل جامع اگزرژواکونومیک هم بر روی هر دو سیکل صورت گرفته وبعد از شبیه سازی سیکل‌ها، مطالعه پارامتری جامعی روی هر کدام از سیکل‌ها انجام شده است. هزینه تخریب سیکل ترکیبی جدید ($/s) 9/1 و هزینه تخریب سیکل ترکیبی سنتی ($/s) 8/0 به دست آمد. همچنین بیشترین هزینه تخریب در سیکل ترکیبی جدید مربوط به بویلر برابر3/36 درصد و در سیکل ترکیبی سنتی مربوط به محفظه احتراق برابر با 50 درصد از تخریب هزینه کل سیکل می‌باشد. ضریب اگزرژواکونومیکی در سیکل ترکیبی جدید 35/31 و در سیکل ترکیبی سنتی 72/37 و هزینه واحد توان تولیدی توربین در سیکل ترکیبی جدید (Cent/Kwh) 9/6 و در سیکل ترکیبی سنتی (Cent/Kwh) 8/6 به دست آمد.

Due to the energy crisis in the world, a lot of research was done to increase the efficiency of combined cycle power plants. One of the developments in this field was the emergence of advanced types of gas power plants. So that the efficiency and reliability of power plants have increased significantly and by combining them with steam power plants, combined cycle power plants were created, which is one of the most practical methods of generating electricity. The proposed design aims to develop a combined cycle to increase the efficiency of the second law, to identify the efficiency of thermodynamic components and the amount of exergy destruction in different parts based on simulation of Rankine and Brayton cycles in combination. By which the irreversibility of the components and the share of each in the total irreversibility is calculated, then using thermoeconomic analysis, the effect of design parameters on the cost of the unit of power generation is investigated. New and traditional combinations are compared with each other Considering the same design conditions, in both cycles, the efficiency of the first law and the second combination cycle of the new combined cycle were 41.91 and 40.63, respectively, and in the traditional combined cycle, 41.46 and 40.04, respectively, It is from the traditional cycle. The net generating capacity of the new cycle is 673.6 MW and the generating capacity of the traditional combined cycle is 316.7 MW. Exergy losses are borne throughout the cycle. The highest exergy loss in the new combined cycle belongs to the boiler, which is about 43%, and the highest exergy loss in the traditional combined cycle belongs to the combustion chamber, which bears 60% of the total cycle exergy losses. The highest exergy efficiency in the traditional cycle is related to the closed water heater and in the new cycle is related to the gas turbine. Therefore, after complete analysis of energy and exergy of both cycles, a comprehensive exergeo-economic analysis was performed on both cycles. After simulating the cycles, a comprehensive parametric study was performed on each of the cycles. The cost of destruction of the new combined cycle ($ / s) 1.9 and the cost of destruction of the traditional combined cycle ($ / s) 0.8 is obtained. Economic exergy was 31.35 in the new combined cycle and 37.72 in the traditional combined cycle The unit cost of turbine production capacity in the new combined cycle was 6.9(Cent / Kwh) and in the traditional combined cycle was 6.8(Cent / Kwh).

Investigation of second law of thermodynamics and economic of new Rankine Brayton combined cycle and comparison with the common Brayton Rankine combined cycle

خورشیدی

‏ حسین

تهيه کننده

رنجبر

محمدخانی

محمودی

‏ فرامرز

‏ فرزاد

‏ سیدمحمد

استاد راهنما

استاد راهنما

استاد مشاور

تبریز