پديد آورندگان :
عبدالعلي پورعدل، مهران دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي مكانيك , خليل آريا، شهرام دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي مكانيك , محمدخاني، فرزاد دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي مكانيك
كليدواژه :
نيروگاه زمين گرمايي سبلان , الكترولايزر غشاي پروتوني , توليد هيدروژن , چرخه كالينا , تحليل انرژي و اگزرژي
چكيده فارسي :
در اين بررسي يك چرخه تركيبي جديد (شامل تبخير آني دو مرحله اي، چرخه ي كالينا و مبدل غشاي پروتوني) از چاه هاي زمين گرمايي سبلان براي توليد همزمان توان و هيدروژن پيشنهاد شده و مورد تحليل انرژي و اگزرژي قرار گرفته است. در ادامه اثر پارامترهاي مهم از جمله فشار جداساز اول و دوم تبخير آني، حداقل اختلاف دماي نقطه تنگش، فشار بالاي چرخه كالينا، فوق گرم كردن سيال زمين گرمايي، نسبت توان مصرف شده براي توليد هيدروژن و دماي محيط بر مقدار هيدروژن توليدي، توان خالص توليدي، بازده حرارتي و اگزرژي چرخه تركيبي پيشنهادي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهند كه براي حالت مورد بررسي در چرخه تركيبي پيشنهادي هيدروژن توليدي 1536كيلوگرم بر ساعت، توان خالص 12/83مگاوات، بازده انرژي 11/39% و بازده اگزرژي 43/64% به دست آمده است. همچنين نتايج نشان مي دهند كه افزايش فشار جداسازها در افزايش توليد هيدروژن بي تاثير بوده در حالي كه با افزايش فشارجداساز اول و افزايش فشار جداساز دوم تا فشار بهينه، بازده حرارتي و اگزرژي افزايش مي يابند. با افزايش دماي الكترولايزر غشاي پروتوني، دبي هيدروژن توليدي افزايش پيدا كرده و باعث مي شود ضمن ثابت ماندن كار خالص چرخه، بازده حرارتي و اگزرژي افزايش يابند، همچنين در يك نقطه بهينه براي فشار بالاي كالينا، بيشترين مقدار هيدروژن توليدي به دست آمده است. در اين بررسي بيشترين مقدار تخريب اگزرژي به ترتيب براي الكترولايزر غشاي پروتوني، اواپراتور و كندانسور 2 حاصل شد.
چكيده لاتين :
In the present study, a new combined cycle (including a two-step flash evaporation, the Kalina
cycle, and a proton-exchange membrane) for simultaneous power and hydrogen generation
from Sabalan geothermal wells has been proposed and analyzed from the viewpoints of
energy and exergy. The effects of important parameters including separators pressure of flash
evaporation, the minimum temperature difference in the pinch point, Kalian higher pressure,
superheated geothermal fluid, the ratio of consumed power for hydrogen production and dead
state temperature on the amount of produced hydrogen, the net generating power, thermal
and exergy efficiencies of the proposed combined cycle have been studied. The results show
that for the investigated case in the proposed combined cycle, the amount of the produced
hydrogen, net generating power and energy, and exergy efficiency were 1536kg/hr, 12.83MV,
11.39% and 43.64%, respectively. Increasing the pressure of the separators was not effective
in increasing hydrogen production, while with increasing the first separator pressure, as well
as, the second separator pressure to the optimum pressure, the thermal and exergy efficiency
increase. With increasing the temperature of the proton membrane electrolyzer, the produced
hydrogen discharge increases and while maintaining cycle net output power, thermal and
exergy efficiencies increase. Also, at the optimum point for high-pressure Kalina, the maximum
amount of hydrogen production is obtained. The highest amount of exergy degradation was
obtained for the protonated membrane electrolyzer, evaporator and condenser 2, respectively.
