پرتال جامع ستاد توسعه زیست فناوری
۱۹ بهمن ۱۴۰۱

تحليل ترمو-اقتصادي نیروگاه بیوگازسوز تولید برق

2004
0
یکشنبه, ۱۴ بهمن ۱۳۹۷
محمد مهدی مقدسیان

سوخت زیستی بیوگاز به عنوان یک سوخت جایگزین و تجدیدپذیر، می‌تواند در نیروگاه‌های مختلف استفاده شود. بنابراین بررسی ابعاد مختلف تغییرات در یک سیستم، بسیار حائز اهمیت است. از این‌رو برخی از محققین دانشگاه محقق‌اردبیلی و تبریز، آنالیزهای ترمودینامیکی و ترمو-اقتصادی نیروگاه‌ بیوگازسوز تولید برق را مورد بررسی قرار داده‌اند.


بیوگاز به عنوان یک سوخت شناخته‌شده برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی به عنوان یک جایگزین برای سوخت‌های نفتی استفاده می‌شود. برنامه‌ریزی بسیاری از کشورها بر پایه‌ی بهره‌برداری وسیع از منابع بیوگاز در تأسیسات نیروگاهی است. این امر به تحقیقات و پژوهش‌های بسیاری نیاز دارد تا الگوهای بازیابی بیوگاز از ضایعات شهری و صنعتی را برای تولید برق و استفاده از آن در نیروگاه‌ها یا صنایع دیگر مدل کند. تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی و ترمو- اقتصادی به عنوان قوی‌ترین ابزار برای برآورد عملکرد و هزینه‌های یک سیستم استفاده می‌شود.


در این پژوهش که نتایج آن در قالب یک مقاله‌ی علمی بین‌المللی منتشر شده‌است، دکتر توحید قلی‌زاده و همکارانش موفق شدند آنالیزهای ترمودینامیکی و ترمو-اقتصادی نیروگاه‌ اصلاح‌شده‌ی بیوگازسوز تولید برق را مورد بررسی قرار دهند. در واقع بررسی امکان‌سنجی سیکل رانکین اصلاح‌شده به همراه سیکل توربین گاز با سوخت بیوگاز (60 درصد متان و 40 درصد دی‌اکسید کربن)، انجام شده‌است. هم‌چنین برای بررسی سیستم‌ پیشنهادی تحت هرگونه اختلال خارجی، آنالیز حساسیت در خصوص پارامترهای ورودی عملیاتی در سیستم پایه انجام شده‌است.


 کلیه‌ی نتایج حاصل از سیستم اصلاح‌شده، با سیستم نیروگاه پایه مقایسه شده‌اند. نتایج تجزیه و تحلیل قانون دوم نشان می‌دهد که برای هر دو سیستم مورد بررسی، در میان تمام اجزای سازنده، محفظه احتراق و مبدل حرارتی به ترتیب دارای بالاترین نرخ تخریب اگزرژی بوده‌اند.


سیستم ترکیبی پیشنهادی می‌تواند 1368 کیلووات برق خالص خروجی تولید کند که به ترتیب دارای بازده حرارتی 41.83 درصد، بازده اگزرژی 38.91 درصد و هزینه کلی محصول 17.2 گیگاژول/ دلار است.


علاوه بر این، مشخص شده‌است که با توجه به نسبت فشار کمپرسور هوا و فشار ورودی توربین بخار، بازده حرارتی و اگزرژی هر دو سیستم می‌تواند به حداکثر مقدار و هم‌چنین هزینه کلی محصول به کمترین مقدار برسد.


به صورت کلی با توجه به نتایج به دست آمده، مشاهده‌ می‌شود که اصلاح سیستم نیروگاهی و استفاده از سوخت بیوگاز، جایگزین خوبی برای سیستم نیروگاهی فعلی است.

برچسب:

نظرات