عنوان

تحلیل ترمودینامیکی چرخه تولید همزمان سرمایش، گرمایش و توان بر پایه استفاده‌از زیست توده

Country Code

IR

Number

۴۰۴۲پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

تحلیل ترمودینامیکی چرخه تولید همزمان سرمایش، گرمایش و توان بر پایه استفاده‌از زیست توده

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Thermodynamic analysis of the combined cooling, heating and power cycle based on the use of biomass

First Statement of Responsibility

/محمد آقابالازاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۳۷ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

Date of degree

۱۳۹۹/۰۶/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

امروزه انرژی و صرفه جویی در آن به یک موضوع مهم در سراسر جهان تبدیل شده است .با صنعتی شدن جوامع و رشد جمعیت، استفاده از منابع انرژی نظیر سوخت های فسیلی افزایش یافته است، همچنین با توجه به محدود بودن این نوع سوخت ها و مشکلات زیست محیطی ناشی از آن نظیر گرمایش کره زمین، تخریب لایه اوزون و...، سیاستگزاران بخش انرژی به دنبال راهکار هایی در مواجهه با این مشکلات هستند که یکی از این راه ها استفاده از سیستم های تولید همزمان به منظور استفاده بهینه از گرمای هدر رفت صنعتی با استفاده از سوخت های تجدید پذیر است .به همین منظور در این مطالعه یک سیستم تولید همزمان سرمایش، گرمایش و توان جدید بر اساس استفاده زیست توده طراحی می شود که متشکل از چرخه توربین گازی، چرخه توربین بخار(چرخه رانکین)، واحد گازسازی زیست توده، چرخه کالینا و چرخه تبرید اجکتوری است .زیست توده مورد استفاده در این سیستم چوب می باشد که پس از گازسازی، گاز سنتز تولید شده در آن ضمن انتقال حرارت به چرخه توربین بخار به همراه گاز طبیعی چرخه توربین گازی را کار انداخته و انرژی هدررفت این چرخه در به راه انداختن چرخه کالینا، گرمایش و سرمایش مورد استفاده قرار می گیرد .سیستم حاضر ابتدا از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی توسط نرم افزار EES تحت رویکرد طراحی ثابت بودن انرژی ورودی محفظه احتراق مورد مطالعه قرار می گیرد .در حالت پایه طراحی سیستم به ترتیب دارای توان خالص تولیدی، ظرفیت گرمایشی و سرمایشی ۳۰/۸۱، ۳۲/۶۶۲و ۱/۸۷۳ مگاوات و بازده حرارتی و اگزرژی کل سیستم به ترتیب ۷۴/۲۱ و ۴۸/۶۲ می باشد .همچنین نرخ هزینه های واحد انرژی تولیدی و توان تولیدی به ترتیب ۴۵/۳۹و ۹۶/۲۷ دلار بر مگاوات ساعت حساب شده است .همچنین نتایج تحلیل نابودی اگزرژی نشان داد که بیشترین درصد نابودی اگزرژی در محفظه احتراق با ۵۲/۶۸ و کمترین آن مربوط به جداساز با مقدار نزدیک به صفر است .از تحلیل اقتصادی نیز نتیجه شد که بالاترین هزینه های سرمایه گذاری، تعمیر و نگهداری به ترتیب مربوط به کمپرسور هوا، توربین گاز و مولد بخار ۲ است .سپس یک مطالعه پارامتری با پارامتر های انرژی ورودی به محفظه احتراق، نسبت اختلاط سوخت، دمای گاز ساز، بازده آیزنتروپیک توربین گاز و کمپرسور هوا، نسبت فشار کمپرسور هوا، دمای هوای ورودی به محفظه احتراق، دمای گاز های احتراقی ورودی به توربین گازی، اختلاف دمای نقطه پینچ مولد های بخار، اختلاف دمای کندانسور کالینا و فشار تبخیر کننده برای تعیین پارامتر های مهم تأثیرگذار در عملکرد سیستم، انجام شد، نتایج این تحلیل نشان داد که با افزایش نسبت اختلاط گاز طبیعی به زیست توده، بازده های حرارتی و اگزرژی، نرخ هزینه های کل سیستم، نرخ هزینه واحد انرژی تولیدی و نرخ هزینه واحد توان تولیدی افزایش می یابد .سپس یک بهینه سازی کیفی به روش طراحی آزماش توسط نرم افزار Minitab انجام شد و برهمکنش این پارامترها نسبت به هم ارزیابی شد، از این تحلیل نتیجه گرفته شد که بر همکنش متقابل دمای ورودی به محفظه احتراق و دمای ورودی به توربین گازی به طور مشترک بر تغییرات بازده های حرارتی و اگزرژی سیستم پیشنهادی و هزینه واحد انرژی تولیدی اثرگذاری مهمی دارد .در آخر هم به منظور سنجش عملکردی و اقتصادی سیستم کار حاضر یک تحلیل مقایسه ای با سایر سیستم های تولید همزمان مشابه انجام شد و نتیجه این شد که پیشنهاد این سیکل مبتنی بر زیست توده با ترکیب این زیر سیستم ها منجر به افزایش بازده های سیستم و کاهش واحد هزینه تولید انرژی و توان گردید.

Text of Note

Nowadays, energy and its saveing is an important issue. The development of the socities and population growth have increased the use of energy resources such as fossil fuels. Due to the limited sources of the fossil fuels and environmental challenges such as global warming, ozone depletion, etc.,new sterategies are used for energy production. Development of cogeneration sytems based biomass are one of the important sterategies. In current study, a novel cogeneration system of cooling, heating and power is designed based on the use of biomass, which consists of a gas turbine cycle, an steam turbine cycle (Rankine cycle), a biomass gasification unit, a Kalina cycle and an ejector refrigeration cycle. Wood is used as biomass in current study. After gasification, the synthesized gas and natural gas, are injected into the co,bustion chmber of the gas turbine cycle and the waste energy of this cycle is used for in the Kalina cycle for power, heat and cooling production. Energy, exergy and exergoeconomic analysis are done on the cogemeration system by EES software. In the basic design of the system, it has a net power production, heating and cooling capacities of 30.81, 32.662 and 1.873 MW, respectively, and the thermal and exergy efficiencies of the whole system is 74.21 and 48.62 . Also, the levelized cost of energy and the levelized cost of power are calculated about 45.39 $/MWh and 96.27 $/MWh, respectively. Also, the results of exergy destruction analysis showed that the highest exergy destruction in the combustion chamber with 52.68 and the lowest is related to the separator with a value close to zero. The economic analysis also showed that the highest investment, maintenance costs are related to air compressors, gas turbines and heat recovery steam generator 2, respectively. Then, a parametric study is done with the parameters of inlet heat to combustion chamber, fuel mixing ratio, gasification temperature, isentropic efficiency of gas turbine and air compressor, pressure ratio air compressor, inlet air temperature to combustion chamber, inlet flue gas temperature to gas turbine, pinch point of heat recovery steam generators, Kalina condenser temperature difference and evaporator pressure to determine effective parameters in performance system, The results of this analysis showed that by increasing the mixing ratio of natural gas to biomass, the efficiency of thermal and exergy efficiencies, the total system cost rate, the and the levelized cost of energy and the levelized cost of power increase. Then a qualitative optimization is performed by design of experiment method using Minitab software and the interaction of these parameters with each other is evaluated. It is concluded that the interaction of the inlet temperature to combustion chamber and the inlet temperature to gas turbine has a significant effect on the variation of thermal and exergy efficiencies and the levelized cost of energy of proposed system. Finally, in order to evaluate the performance and economics of the present work system, a comparative analysis is performed with other similar cogeneration systems and it is concluded that the proposal of this biomass-based cycle by combining these subsystems leads to increase system efficiencies and reduce the levelized costs of energy and power.

ba

Parallel Title

Thermodynamic analysis of the combined cooling, heating and power cycle based on the use of biomass

سیستم های تولید همزمان

گاز سازی

توربین گازی

کالینا

اجکتور

اگزرژی-اقتصادی

روش طراحی آزمایش

Subject Term

Cogeneration systems, Gasification, Gas turbine, Kalina, Ejector, Exergy-economic, Design of experiment method

Subject Term

سیستم های تولید همزمان، گاز سازی، توربین گازی، کالینا، اجکتور، اگزرژی-اقتصادی، روش طراحی آزمایش

آقابالازاده، محمد

نشاط اسفهلانی، الهه، استاد راهنما

Country

ایران

Date of Transaction

20230812

Call Number

مکانیک ،۸۰۴۶۳ ،۱۳۹۹

Host name

ش‌یامرس‍ ن‌امزمه‍ دیلوت‍ ه‌خرچ‍ ی‌کیمانیدومرت‍ ل‌یلحت‍، ه‌دوت‍ ت‌سیز زاه‌دافتسا ه‌یاپ‍ رب‍ ن‌اوت‍ و ش‌یامرگ‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

4042.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

p80463.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۰۴۲

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y