عنوان

بازیابي گرمای اتلافي گازهای خروجي توربین گاز بر پایه سوخت بیوگاز با استفاده از سیکل کالینای دما بالا

پ۲۸۹۳۵

per

بازیابي گرمای اتلافي گازهای خروجي توربین گاز بر پایه سوخت بیوگاز با استفاده از سیکل کالینای دما بالا

فاطمه عابد آشتیاني

مکانیک

۱۴۰۱

۸۳ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی سیستم های انرژي گرایش سیستم‌هاي انرژي

۱۴۰۱/۱۱/۱۹

در سیستم های تولید توان مقدار مشخصی اتلاف انرژی وجود دارد و بازیافت و مصرف این انرژی از دست رفته باعث بهبود راندمان و کاهش مصرف سوخت می شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تجزیه و تحلیل و ارزیابی توربین گاز با سوخت بیوگاز و بازیابی انرژی از دست رفته آن با استفاده از چرخه کالینا با دمای بالا پیشنهاد می شود.انرژی زیادی در گازهای خروجی توربین های گازی وجود دارد و روش های مختلفی برای استفاده از این انرژی هدر رفته پیشنهاد شده است. از سوی دیگر، در سال های اخیر استفاده از بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر در توربین های گاز مورد توجه قرار گرفته است.برای تحلیل این سیکل از نرم افزار EES استفاده شده است. در این تحقیق تولید توان. استفاده از گرمای هدر رفته از گازهای خروجی یک توربین گازی مبتنی بر بیوگاز صورت می گیرد. چرخه کالینا با دمای بالا برای تولید انرژی از این انرژی تلف شده پیشنهاد شده است. توانایی این چرخه برای تولید نیرو از دیگر منابع دمای بالا اخیراً در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که توان تولیدی توربین گازی 1000 کیلوواتی افزایش راندمان حرارتی آن 13.76 درصد و افزایش راندمان اگزرژی آن 24.55 درصد است. همچنین بیشترین تخریب اکسرژی به ترتیب در محفظه احتراق، اواپراتور و توربین گاز رخ می دهد. با افزایش غلظت متان، بازده کلی اگزرژی و بازده انرژی کاهش می یابد. افزایش دمای ورودی توربین گاز، راندمان اول و دوم نهایی را افزایش می دهد. افزایش دمای ورودی توربین بخار هیچ تأثیری بر راندمان حرارتی، تان تولیدی سیکل ترکیبی و راندمان اگزرژی آن ندارد. با افزایش فشار ورودی توربین بخار، توان تولیدی، بازده انرژی و اگزرژی افزایش می یابد. همچنین کاهش غلظت باعث کاهش راندمان حرارتی و راندمان اگزرژی سیکل ترکیبی می شود.

Abstract:In power generation systems, there is a certain amount of energy loss, and the recovery and consumption of this lost energy improves efficiency and reduces fuel consumption. Due to the economical importance of this issue, the analysis and evaluation of the gas turbine with biogas fuel and the recovery of its lost energy using the high temperature Kalina cycle are suggested. There is a lot of energy in the exhaust gases of gas turbines, and various methods have been proposed to use this wasted energy. On the other hand, in recent years, the use of biogas as a renewable energy source in gas turbines has received attention.In this research, power generation, using waste heat from the exhaust gases of a gas turbine based on biogas is investigated. High temperature Kalina cycle is proposed to generate power from this wasted energy. The ability of this cycle to generate power from other high temperature sources has been investigated in various studies recently. The results show that the produced power of the 1000 kilowatt gas turbine, increases its thermal efficiency by 13.76% and its exergy efficiency by 24.55%. Also, the highest exergy destruction occurs in the combustion chamber, evaporator, and gas turbine, respectively. As methane concentration increases, overall exergy efficiency and energy efficiency decrease. Increasing the gas turbine inlet temperature increases the final first and second efficiency. Increasing the inlet temperature of the steam turbine has no effect on the thermal efficiency, the produced power of the combined cycle and its exergy efficiency. By increasing the input pressure of the steam turbine, the produced power, energy efficiency and exergy efficiency increase. Also, reducing the concentration causes a decrease in thermal efficiency and exergy efficiency of the combined cycle.

Waste heat recovery from the exhaust gas of a biogas based gas turbine using high-temperature Kalina cycle

‏عابد آشتیاني،

‏فاطمه

تهیه کننده

‏رنجبر،

محمدخاني،

‏فرامرز

‏فرزاد

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز