تحليل انرژي و اگزرژي پيشرفته سيستم توليد همزمان بر پايۀ توربين گاز و چرخه رانكين آلي

Advanced Exergy Analysis of Cogeneration System Based on Gas Turbine and Organic Rankine Cycle

اين مقاله به تحليل اگزرژي پيشرفتۀ نيروگاه توليد همزمان بر پايۀ توربين گاز- چرخۀ رانكين آلي مي‌پردازد. بدين منظور چرخۀ رانكين آلي با يك مبدل حرارتي داخلي و سيال عامل 123R در نظر گرفته شده است. اين چرخه از طريق يك بازياب حرارتي به چرخۀ توربين گاز متصل مي‌شود. با مقايسۀ نتايج مربوط به سيستم توليد همزمان بر پايۀ توربين گاز با سيستم توليد همزمان بر پايۀ توربين گاز- چرخۀ رانكين آلي، مقدار توان خالص از MW30 به MW 30/73 افزايش يافته است. همچنين بيشترين نابودي اگزرژي درون‌زا در سيستم توليد همزمان بر پايۀ توربين گاز- چرخۀ رانكين آلي به‌ترتيب در محفظۀ احتراق، بازياب حرارتي و توربين گاز رخ مي‌دهد. در تحليل اگزرژي معمولي، بعد از محفظۀ احتراق بيشترين اهميت مربوط به بهبود عملكرد مبدل بخار بازياب حرارت است، درحالي‌كه در تحليل اگزرژي پيشرفته، پيش‌گرمكن هوا در درجۀ دوم اهميت پس از محفظۀ احتراق است.

The present work is an attempt to investigate the advanced exergy analysis of cogeneration power plant based on gas turbines and ORC. To this end, the ORC, with internal heat exchanger and R123 as working fluid, is coupled to GT cycle by means of Heat Recovery Steam Generator. Comparing the results of cogeneration based on GT with those of cogeneration based on GT-ORC shows that the magnitude of net power has increased from 30MW to 30.73 MW. Also, the maximum endogenous exergy destruction in the GT-ORC based cogeneration system has occurred in the combustion chamber, HRSG and GT, respectively. The HRSG is the next component to combustion chamber which has improved in the conventional exergy analysis, while the air pre-heater is the second component which improves in the advanced exergy analysis.