دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مکانیک

گرایش : سیستم ­های انرژی

عنوان : بهینه­ سازی ترمواکونومیک و اگزرژو اکونومیک بویلربازیاب حرارت سیکل ترکیبی و سیستم تولید همزمان توان و آب شیرین در نیروگاه نکا با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک

پردیس  فنی و مهندسی دانشگاه شهید بهشتی (پردیس فنی شهید عباسپور)

دانشکده مکانیک و انرژی

 

پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک سیستم ­های انرژی

بهینه­ سازی ترمواکونومیک و اگزرژو اکونومیک بویلربازیاب حرارت سیکل ترکیبی و سیستم تولید همزمان توان و آب شیرین در نیروگاه نکا با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک

 

استاد راهنما:

آقای دکتر محمد عامری

 

 

دی ماه 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوانصفحه
فصل 1 : کلیاتی در مورد نیروگاه­های سیکل ترکیبی، بویلرهای بازیاب و روشهای مختلف شیرین سازی آب1
1-1 مقدمه2
1-2 کلیات نیروگاه سیکل ترکیبی و بویلرهای بازیاب حرارت3
1-2-1  انواع نیروگا­های سیکل ترکیبی3
1-2-2 چرخه­هاي بالايي و پاييني در سیکل تركيبي3
1-2-3 بررسی بیشتر نیروگاههای سیکل ترکیبی توربين­گاز / توربين بخار4
1-2-4  طبقه بندي بويلرهاي بازياب5
1-2-5  طبقه بندی انواع بویلرها بر اساس چگونگی گردش سیال عامل6
1-2-5-1 سیستم گردش طبیعی6
1-2-5-2 سیستم گردش اجباری6
1-2-5-3  بویلرهای یکبار گذر (فوق بحرانی)(Once Through Boiler):6
1-2-6 طبقه بندی بویلرهای سیکل ترکیبی بر اساس سیستم آتش زایی7
1-2-6-1 بویلر بازیاب حرارت بدون احتراق اضافی7
1-2-6-2 بویلرهای بازیاب حرارت با احتراق اضافی8
1-2-6-2-1 بویلرهای با مشعل اضافی محدود شده9
1-2-6-2-2 استفاده از توربین گاز جهت پیش گرم کردن هوای دم بویلر9
1-2-6-2-3 بویلرهای با حداکثر احتراق اضافی9
1-2-7  طبقه بندی بویلرهای بازیاب حرارت بر اساس سطوح فشار بخار9
1-2-7-1 بویلرهای بازیاب حرارت تک فشاره10
1-2-7-2 بویلرهای بازیاب حرارت چند فشاره11
1-2-8 تأثير پذيري كارايي سيكل تركيبي از شرايط كاري13
1-2-8-1 تأثير دماي هواي محيط بر قدرت و راندمان سيكل تركيبي13
1-2-8-2 تأثير بار توربين گاز بر راندمان سيكل تركيبي13
1-2-8-3 تأثير فشار بخار بر راندمان سيكل تركيبي13
1-2-9 مزايا و معايب سيكل­هاي تركيبي13
1-2-10 راندمان كلي نيروگاه­هاي سيكل تركيبي15
1-3 کلیات شیرین سازی آب16
1-3-1 تعريف نمك­زدايي16
1-3-2 روشهاي آب شيرين كني16
1-3-2-1 تقطير چند مرحلهاي (MED)17
1-3-2-2 اسمز معكوس (RO)17
1-3-2-3 متراكم سازي مكانيكي بخار آب (MVC)18
1-3-2-4 تبخير ناگهاني چند مرحلهاي (MSF)18
1-3-2-5 تقطير چند مرحله اي چگالش-  گرمايي بخار(MED-TVC)19
1-3-3 ارزيابي معيارها19
1-3-3-1  مقدار انرژي مورد نياز19
1-3-3-2 هزينه توليد20
1-3-3-3 محيط زيست20
1-3-3-4 كدورت آب توليدي20
1-3-3-5 نگهداري20
1-3-4 مبدل نمک زدای حرارتی چند مرحله­ای MED-TVC20
1-3-4-1  آرایش تغذیه پیشرو21
1-3-4-2 آرایش تغذیه موازی22
1-3-4-3 آرایش تغذیه موازی – متقاطع23
فصل2: روابط مربوط به بویلرهای بازیاب و آب شیرین­کن های MED-TVC و تشریح الگوریتم ژنتیک25
2-1 مقدمه26
2-2 روابط مهم در طراحی بویلرهای بازیاب حرارت26
2-2-1 پارامترهای مهم در طراحی بویلر بازیاب حرارت27
2-2-1-1  اختلاف دمای نهایی27
2-2-1-2  نقطه­ی پینچ27
2-2-1-3 نقطه­ی نزدیکی28
2-2-2 استخراج روابط سيكل تك فشاره29
2-2-3  استخراج روابط سيكل دو فشاره در آرايش مرسوم مبدل­هاي حرارتي30
2-2-4 سیکل ترکیبی سه فشار ساده31
2-2-4-1 استخراج روابط32
2-2-4-2 رابطة كار پمپ ها33
2-2-4-3 دبي جرمي بخار33
2-2-4-4  تلفات سرعت در خروجي توربين35
2-3 روابط مربوط به نمک­زدای چندمرحله­ای حرارتی35
2-3-1 معادلات تعادل هر افکت36
2-3-2 معادلات تعادل کوندانسور38
2-3-3 بررسی ضرایب انتقال حرارت39
2-3-4 طراحی ترموکمپرسور (کمپرسور حرارتی بخار)44
2-4 روابط ترموديناميكي استفاده شده براي آب ، بخار و محصولات حاصل از احتراق47
2-4-1 روابط ترموديناميكي استفاده شده براي آب ، بخار47
2-4-2 روابط ترموديناميكي استفاده شده براي مخلوط دود ورودي به بويلر بازياب حرارت49
2-5 الگوريتم ژنتيک49
2-5-1 مفاهيم الگوريتم ژنتيک50
2-5-2  الگوريتم ژنتيكي ساده52
2-5-3 عملگرهاي انتخاب، برش و جهش53
فصل 3: روابط اگزرژواکونومیک و هزینه­ی تجهیزات در نیروگاه های چند منظوره تولید همزمان توان و آب شیرین56
3-1 مقدمه57
3-2  تحليل اگزرژي58
3-2-1 اجزاي اگزرژي58
3-2-2 بالانس اگزرژي و تخريب اگزرژي62
3-2-2-1 بالانس اگزرژي در يك سيستم بسته62
3-2-2-2 بالانس اگزرژي براي حجم كنترل63
3-2-2-3 تخريب اگزرژي64
3-2-3 متغيرهاي اگزرژتيك67
3-3 تحليل اقتصادي68
3-3-1 تخمين هزينه­ی سرمايه گذاري68
3-3-2 محاسبه نيازهاي درآمدي70
3-3-3  هزينه­هاي همسطح شده70
3-3-4  تحليل حساسيّت72
3-4 تحليل ترمواكونوميك72
3-4-1 هزينه گذاري اگزرژي73
3-4-2 بالانس هزينه73
3-4-3 معادلات كمكي تعيين هزينه74
3-5 ارزيابي ترمواكونوميكي78
3-5-1 متغيرهاي ترمواكونوميكي78
3-5-2 ارزيابي طراحي81
3-6 تحلیل اقتصادی و محیطی82
3-6-1 هزینه­های سرمایه گذاری سالیانه82
3-6-2 محاسبه بازگشت سرمایه و درآمد کل83
3-7 تشریح روشTOPSIS در یافتن نزدیک ترین حل در معادلات چند معیاره84
فصل 4: بهینه­سازی چند منظوره ترمودینامیکی، اگزرژتیک، اگزرژواکونومیک، بهینه سازی درآمدی و بازگشت سرمایه و هزینه های کلی سالانه در نیروگاه سیکل ترکیبی نکا87
4-1 مقدمه88
4-2 سیکل نیروگاه نکا89
4-3 پارامترهای طراحی در الگوریتم GA تشریح روابط ریاضی مورد استفاده در سیکل92
4-3-1 تشریح سیکل بخار مورد استفاده و معرفی پارامترهای طراحی استفاده شده در الگوریتم ژنتیک92
4-3-1-1 تشریح سیکل بخار تحلیل شده92
4-3-1-2 پارامترهای مرجع در مدل­سازی با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک93
4-3-2 معادلات محاسبه دبی بخار، اگزرژی، کار توربین و آب شیرین تولیدی در سیکل نکا95
4-4 مقادیر بهینه به دست آمده و نتایج حاصل از تحلیل حساسیت پارامترهای طراحی و هزینه97
4-4-1 نتایج حاصل از بهینه سازی به در حالت های تک هدفه و چند معیاره97
4-4-2 بررسی نتایج حاصل از تغییر TBT98
4-4-3 بررسی نتایج حاصل از تغییرات فشار بخار پشت توربین102
4-4-4 بررسی نتایج حاصل از تغییر سوخت ورودی به مشعل کانالی107
4-4-5 بررسی نتایج حاصل از تغییر تعداد افکت های MED_TVC111
4-4-6 بررسی نتایج حاصل از تغییر فشار بخش فشار بالا113
4-4-7 بررسی نتایج حاصل از تغییر فشار بخش فشار پایین118
4-4-8 بررسی نتایج حاصل از تغییر دبی جرمی بخار خروجی از بخش فشار ضعیف جهت استفاده در آب­شیرین­کن122
فصل5 نتیجه گیری و پیشنهادات126
5-1 بررسی نتایج127
5-2 ارائه پیشنهادات128
مراجع و مؤاخذ129
پیوست 1130
پیوست 2136

فهرست اشکال

شكل1-1: شماتيك سيكل تركيبي4
شكل­1-2: سيكل برايتون با بازيافت حرارت خروجي از توربين با بهره گرفتن از بازگرم­­كن4
شكل1-3: طبقه بندي بويلرهاي بازياب حرارت5
شكل1-4: بويلر بازياب حرارت با انواع سيستم گردش آب a) گردش طبيعي b)گردش اجباري  c) يك بار گذر6
شكل 1-5: شماي حرارتي يك نيروگاه سيكل تركيبي بدون مشعل8
شکل 1-6: نمونه­اي از شمای حرارتی نیروگاه­های سیکل ترکیبی با مشعل8
شكل1-7:شماتيك بويلر بازياب تك فشاره در حضور هوازدا10
شكل1-8: پرفيل دمايي بويلر بازياب تك فشاره در حضور هوازدا10
شكل 1-9: تأثير فشار بخار زنده بر انرژي مصرفي و تلفات اگزرژي كلي11
شكل 1-10: شماتيك سيكل دوفشاره همراه با هوازدا تغذيه­ی مستقل12
شكل1-11: پرفيل دمايي سيكل دو فشاره همراه با هوازدا12
شكل1-12: شماتيك سيكل سه فشاره در حضور هوازدا12
شكل1-13: پرفيل دمايي سيكل سه فشاره در حضور هوازدا12
شكل 1-14: شماي يك نيروگاه سيكل تركيبي در حالت سري واحدها15
شکل 1-15 : شماتیک یک واحد MED17
شکل 1-16: شماتیک نحوه عملکرد غشای یک واحد RO18
شکل 1-17: شماتیک یک واحد MSF18
شکل 1-18: شماتیک یک واحد MED-TVC21
شکل 1-19: شماتیک یک واحد آب شیرین­کن MED-TVC پیشرو (MED-TVC-F)22
شکل 1-20: شماتیک یک واحد آب شیرین­کن MED-TVC موازی (MED-TVC-P)23
شکل 1-21: شماتیک یک واحد آب شیرین­کن MED-TVC موازی – متقاطع (MED-TVC-PC)24
شكل2-1: شماتيك سيكل تركيبي تك فشاره در حضور هوازدا و بازگرم­كن29
شكل 2-2: نمودار T-S براي سيكل تك فشاره در حضور هوازدا و بازگرم­كن29
شكل 2-3: شماتيك سيكل دو فشاره همراه با هوازدا و بازگرم­كن30
شكل 2-4: نمودار T-S سيكل دو­فشاره همراه با هوازدا و بازگرم­كن30
شكل2-5: نمودار T-S سیکل ترکیبی سه فشار ساده32
شكل 2-6: آرايش ساده بويلر بازياب حرارت سه فشار ساده با آرايش مرسوم مبدل­هاي حرارتي33
شكل 2-7: پروفيل دمايي براي بويلر بازياب حرارت سه فشار ساده با آرايش مرسوم مبدل­هاي حرارتي33
شکل 2- 8 : متغیرهای اواپراتور و محفظه­ی فلش افکت i ام ]4[36
شكل 2-9: نمودار ناحيه بندي براي معادلات حاكم در روش IAPWS-IF9748
شکل 2-10: دياگرام بلوکي الگوريتم ژنتيکي ساده52
شکل 2-11: انتخاب با چرخ رولتي با قطاع­هاي متناسب با تابع معيار هر کروموزوم54
شکل 2-12: عملگر برش ساده با جابجايي ژن­هاي والدين، فرزنداني جديد مي­سازد55
شکل 2-13: عملگر جهش با تغيير يک ژن نقطه­اي ديگر در فضاي جستجو توليد مي­کند55
شکل 3-1 : وسيله­اي براي ارزيابي اگزرژي شيميايي يک سوخت [19]61
شکل 3-2: پروفيل دما و دماي متوسط ترموديناميكي براي دو جريان كه از يك مبدل حرارتي آدياباتيك در فشار ثابت عبور مي­كنند64
شکل 3-3: شماتيک يک جز از سيستم براي نمايش بالانس هزينه74
شکل 3-4: شماتيک دستگاه توليد بخار شامل درام75
شکل 3-5: شماتيک دستگاه توليد بخار76
شکل 3-6: شماتيک دستگاه كمپرسور با استخراج هواي خنك كننده76
شکل 3-7: شماتيک دستگاه هوازدا76
شکل 3-8: شماتيک محفظه­ی احتراق77
شکل 3-9: شماتيک مبدل حرارتي77
شکل 3-10: شماتيک توربين آدياباتيک77
شکل 3-11: ارتباط بين هزينه­ی سرمايه گذاري و تخريب اگزرژي (يا راندمان اگزرژتيک) براي جز K ام يک سيستم حرارتي80
شکل 3-12 : چارت روابط محاسبه­ی هزینه­ها در سیکل ترکیبی83
شکل 4-1 : نمودار جریان فرآیند نیروگاه سیکل ترکیبی نکا89
شکل 4-2: شماتیک سیکل بخار مورد بررسی در تحلیل انجام شده92
شکل 4-3: تغییرات آب شیرین تولیدی با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC99
شکل 4-4: تغییرات GOR  با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC99
شکل 4-5: تغییرات هزینه تولید آب شیرین با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC99
شکل 4-6: تغییرات هزینه­ی تولید توان با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC99
شکل 4-7: تغییرات تخریب اگزرژی در اجزاء مختلف سیکل تولید همزمان با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC100
شکل 4-8: تغییرات تخریب اگزرژی کل مختلف سیکل تولید همزمان با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC101
شکل 4-9: تغییرات تخریب اگزرژی سسیستم آب شیرین کن با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC101
شکل 4-10: تغییرات بازگشت سرمایه با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC102
شکل 4-11: تغییرات درآمد کل با تغییر دمای مرحله­ی اول MED-TVC102
شکل 4-12: تغییرات توان تولیدی به ازای تغییر در فشار پشت توربین103
شکل 4-13: تغییرات آب شیرین­تولیدی تولیدی به ازای تغییر در فشار پشت توربین103
شکل 4-14: تغییرات نسبت بهره به ازای تغییر در فشار پشت توربین103
شکل 4-15: تغییرات هزینه­ی آب شیرین تولید به ازای تغییر در فشار پشت توربین104
شکل 4-16: تغییرات هزینه­ی تولید توان به ازای تغییر در فشار پشت توربین104
شکل 4-17: تغییرات درآمد به ازای تغییر در فشار پشت توربین105
شکل 4-18: بازگشت سرمایه به ازای تغییر در فشار پشت توربین105
شکل 4-19: تخریب اگزرژی در اجزائ سیکل بخار به ازای تغییر در فشار پشت توربین106
شکل 4-20: تخریب اگزرژی توربین بخار به ازای تغییر در فشار پشت توربین106
شکل 4-21: آب شیرین تولیدی به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی107
شکل 4-22: تغییرات نسبت بهره به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی107
شکل 4-23: توان تولیدی به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی108
شکل 4-24: درآمد کل به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی108
شکل 4-25: دوره­ی بازگشت سرمایه به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی109
شکل 4-26: هزینه­ی آب شیرین تولیدی به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی110
شکل 4-27: هزینه­ی توان تولیدی به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی110
شکل 4-28: تخریب اگزرژی تجهیزات سیکل به ازای افزایش سوخت ورودی به مشعل کانالی111
شکل 4-29: تخریب اگزرژی به ازای افزایش تعداد مراحل موجود در آب شیرین­کن MED-TVC111
شکل 4-30: تغییرات نسبت بهره به ازای افزایش تعداد مراحل موجود در آب شیرین­کن MED-TVC112
شکل 4-31: هزینه­ی آب شیرین تولیدی به ازای تعداد مراحل آب شیرین کن MED-TVC113
شکل 4-32: بازگشت سرمایه به ازای تعداد مراحل آب شیرین کن MED-TVC113
شکل 4-33: تغییرات دبی جرمی بخار بخش فشار بالا به ازای تغییر در فشار این بخش114
شکل 4-34: تغییرات دبی جرمی بخار بخش فشار ضعیف به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا114
شکل 4-35: تغییرات دبی جرمی بخار مبدل بخار مستقل به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا115
شکل 4-36: تغییرات دبی جرمی بخار محرک آب­شیرین­کن MED-TVC به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا115
شکل 4-37: تغییرات نسبت بهره در آب­شیرین­کن MED-TVC به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا115
شکل 4-38: تغییرات توان تولیدی در توربین بخار به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا115
شکل 4-39: تغییرات درآمد کل به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا116
شکل 4-40: تغییرات هزینه­ی تولید آب شیرین در MED-TVC به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا116
شکل 4-41: تغییرات هزینه­ی تولید توان در توربین بخار به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا117
شکل 4-42: تخریب اگزرژی در اجراء سیکل به ازای تغییر در فشار بخش فشار بالا117
شکل 4-43: دبی جرمی تولیدی بخش کم فشار به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف118
شکل 4-44: توان تولیدی در توربین بخار به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف118
شکل 4-45: تغییرات نسبت GOR به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف119
شکل 4-46: تغییرات آب شیرین تولیدی به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف119
شکل 4-47: تغییرات درآمد به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف120
شکل 4-48: تغییرات بازگشت سرمایه به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف120
شکل 4-49: تغییرات هزینه­ی تولید آب شیرین به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف120
شکل 4-50: تغییرات هزینه­ی تولید توان به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف120
شکل 4-51: تغییرات تخریب اگزرژی کل به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف121
شکل 4-52: تغییرات تخریب اگزرژی در اجزاء سیکل به ازای تغییر در فشار بخش فشار ضعیف122
شکل 4-53: تغییرات آب شیرین تولیدی به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف123
شکل 4-54: تغییرات GOR به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف123
شکل 4-55: تغییرات درآمد کل  به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف123
شکل 4-56: تغییرات ROI  به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف123
شکل 4-57: تغییرات هزینه­ی تولید توان  به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف124
شکل 4-58: تغییرات هزینه­ی تولید آب شیرین  به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف124
شکل 4-59: تغییرات هزینه­های سالیانه به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف125
شکل 4-60: تغییرات تخریب اگزرژی در اجزا سیکل به ازای تغییر در میزان بخار خروجی از درام بخش فشار ضعیف125

فهرست جداول

عنوان جدولصفحه
جدول 1-1: بازه ی فشار و دمای استفاده از انواع آب شیرین­کن­ها19
جدول2-1: مقادیر نقطه­ی پینچ برحسب دمای گازهای خروجی از بویلر بازیاب حرارت28
جدول2-2: مقادیر نقطه­ی نزدیکی برحسب دمای گازهای خروجی از بویلر بازیاب حرارت29
جدول 2-3 مقادیر خطا در محاسبات آنتروپی دود49
جدول 3-1: نرخ اگزرژي جريان­هاي سوخت و محصول براي محاسبه­ی راندمان اگزرژتيک تجهيزات فرآيندي در شرايط عملکرد پايدار67
جدول 3-2: محاسبه­ی هزینه­ی نصب و خرید تجهیزات سیکل ترکیبی83
جدول 4-1: آنالیز سوخت ورودی به توربین گازی و مشعل کانالی90
جدول 4-2: آنالیز در صد مولی هوای محیط90
جدول 4-3: آنالیز دود خروجی از توربین گازی90
جدول 4-4: آنالیز دود خروجی از مشعل کانالی90
جدول 4-5: خواص ترمودینامیکی بخار در مقاطع مختلف بویلر بازیاب حرارت در دوحالت دارای مشعل کانالی و در حالت بدون حضور مشعل کانالی91
جدول 4-6: خواص ترمودینامیکی دود در مقاطع مختلف بویلر بازیاب حرارت در دوحالت دارای مشعل کانالی و در حالت بدون حضور مشعل کانالی91
جدول4-7: پارامترهای طراحی موجود در سیکل تولید همزمان توان و آب شیرین93
جدول 4-8: نتایج حاصل از بهینه سازی با اهداف مختلفبه دست آمده از الگوریتم ژنتیک97
  

 

 

 

 

فهرست علائم

زیروند ها: 
بخار خروجی بازگرمکنHRH
بخار ورودی به بازگرم کنCRH
سوپرهیتSH
اکونومایزرECO , EC
هوازداDea
فشار بالاHP
فشار متوسطIP
فشار پائینLP
پمپ آب تغذیهFWP
کندانسورCond
توربینTur
متوسطave
ورودیi
خروجیe
زیر کش بلودان بویلرBD
مبدل بخار مستقلFree

چکیده:

با توجه به کاهش منابع زیرزمینی آبی و سوخت های فسیلی در دنیای امروز و همچنین در ایران جلوگیری از اتلاف انرژی و معرفی روش­های نوین در تهیه­ی آب شیرین قابل شرب از آب دریاجایگاهی خاص در دنیای آینده خواهد داشت. استفاده از روش­هایی چون روش های تبخیر – تقطیری می­تواند یکی از این روش­ها باشد.

با توجه به بالا بودن راندمان حرارتی در سیکل­های ترکیبی موجب شده تا اقبال عمومی در جهان به این نوع از نیروگاه ها افزایش یابد اما هنوز سهم بزرگی از حرارت وارد شده به بویلرهای بازیاب این نیروگاه ها توسط برج های خنک کننده به محیط انتقال یافته و به عنوان انرزی تلف شده در نظر گرفته می­شود. حال اگر بتوان روشی را پیشنهاد داد تا از این حرارت در جهت تولید آب شیرین استفاده نمود می­توان راندمان این نوع نیروگاه­ها را بیش از پیش بالا برد.

از این رو در این پایان نامه با بهره گرفتن از یک توربین با فشار پشت که دارای فشار خروجی بالاتری نسبت به توربین­های بخار معمولی می­باشد در سیکل بخار نیروگاه­ نکا سعی شده است تا حرارت ورودی به یک آب شیرین کن MED-TVC را تعمین نمود. بخار وارد شده به این آب شیرین کن حرارت خود را به آب دریا می­دهد تا در فشار پایین تر از محیط تبخیر گردد و با تقطیر بخار حاصل آب شیرین DM تولید گردد. در این روش اندکی میزان تولید توان به دلیل استفاده از توربین با فشار پشت کاهش خواهد یافت اما در عوض از اتلاف حرارتی بالایی که در کندانسور نیروگاه وجود داشت جلوگیری و در جهت تولید آب شیرین استفاده می­گردد.

جهت بهینه سازی سیکل مذکور در افزایش درآمد و کاهش میزان تخریب اگزرژی، بازگشت سرمایه و هزینه­های اولیه از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است و همچنین در جهت بهینه سازی چند معیاره با در نظر گرفتن تمامی موارد فوق از روش TOPSIS در کنار الگوریتم ژنتیک بهره گرفته شده.

بر اساس تحلیل­های انجام شده در پایان نامه­ی حاضر نتایج ذیل به دست آمد:

  • با افزایش میزان TBT در آب شیرین­کن MED-TVC میزان تولید آب شیرین و نسبت بهره در آب شیرین کن کاهش می­یابد اما میزان هزینه­های اولیه­ی ساخت و نصب و بهره برداری آب شیرین­کن با کاهش روبرو می­باشد.
  • با افزایش میزان فشار خروجی توربین با فشار پشت علاوه بر کاهش درآمد کل بازگشت سرمایه با تاخیر روبرو خواهد بود اما میزان تولید آب شیرین در خروجی توربین افزایش خواهد یافت.
  • با افزایش در میزان سوخت ورودی به مشعل کانالی علاوه بر افزایش درآمد کل میزان تخریب اگزرژی کل نیز افزایش خواهد یافت. با توجه به این امر مقدار بهینه­ای برای دبی سوخت ورودی به مشعل کانالی وجود دارد که این مقدار با روش TOPSIS، Kg/s 41/0 به دست می­آید. میزان دبی سوخت ورودی به  مشعل کانالی در نیروگاه نکا در حال حاضر kg/s 8/0 می­باشد.
  • افزایش فشار در خروجی بخش فشار بالا در بویلر بازیاب علاوه بر افزایش میزان تخریب اگزرژی کل موجب افزایش درآمد کل نیز خواهد شد. این مقدار نیز با روش TOPSIS، Bar 5/148 به دست آمده است درحالی که این میزان در بویلر نیروگاه نکاbar 130 می­باشد. علاوه بر آن مقدار بهینه­ی فشار بخش فشار پائین، دبی خروجی از درام بخش فشار پائین، تعداد مراحل آب شیرین­کن و همچنین مرحله­ی بهینه­ی خروجی بخار مکش شده در آب شیرین کن نیز به دست خواهد آمد.

1 مقدمه

بازدهي يك نيروگاه گازي را مي­توان با انتخاب پارامترهايي نظير نسبت تراكم (كه در كمپرسور، محفظه­ی احتراق و توربين تعريف مي­شود) نسبت سوخت به هوا و … بهينه نمود. علاوه بر آن با بهره­گيري از انرژي موجود در گازهاي داغ خروجي از توربين مي­توان راندمان كل يك نيروگاه گازي را با تبديل آن به نيروگاه سيكل تركيبي بهبود بخشيد. براي اين امر از بويلرهاي بازياب حرارت استفاده مي­شود.

سيكل تركيبي از دو يا چند سيكل قدرت تشكيل مي­شود كه هدف اصلي از تركيب سيكل­هاي متفاوت به دست آوردن سيكلي است كه داراي راندمان بالاتري نسبت به راندمان سيكل­هاي تشكيل دهنده آن باشد.

به منظور توليد برق به صورت صنعتي و تجاري سيكل­هاي تركيبي گوناگوني توسط محققان مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. از حدود سال 1970 به بعد نيروگاه­هاي سيكل تركيبي كه مركب از سيكل گازي و سيكل بخاري مي­باشد که ذكر خواهد شد مورد توجه بسياري بوده و توسعه­ی قابل ملاحظه­اي يافته­ است.

شیرین­سازی آب دریا یک منبع عظیم تولید آب صنعتی، کشاورزی و آشامیدنی در بسیاری از مناطق جهان است. فرآیند شیرین­سازی آب شور به طرق مختلفی صورت می­پذیرد که همگی آن­ها به انرژی احتیاج دارند. این انرژی می­تواند از طریق گرمایی، مکانیکی و یا الکتریکی تامین شود.

فرآیند تبخیر چند مرحله­ای (MED) که از انرژی گرمایی استفاده می­کند، اولین فرآیندی است که برای تولید مقادیر قابل توجهی آب خالص از آب دریا مورد استفاده قرار گرفته است. اساس این روش، چگالش بخارات حاصل از تبخیر در خلاء آب دریاست. برای ایجاد خلاء از یک کمپرسور استفاده می­شود که این کمپرسور می­تواند به صورت حرارتی (ترموکمپرسور) و یا مکانیکی عمل نماید. مزیت عمده­ی ترموکمپرسور به کمپرسور مکانیکی، هزینه­های پایین ساخت، نگهداری، تعمیرات و مصرف انرژی پایین است.

 

تعداد صفحه : 154

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :