مدلسازي ترموديناميكي و ارزيابي عملكرد چرخه توليد همزمان سه گانه با استفاده از منابع انرژي زمين گرمايي و گاز طبيعي

Thermodynamic modeling and performance analysis of a CCHP cycle employing geothermal and natural gas fuel energies

امروزه چرخه هاي توليد همزمان به دليل بازدهي بيشتر و آلودگي كمتر، مورد توجه قرار گرفته اند. در همين راستا يك چرخه توليد همزمان سه گانه ي جديد ارائه شده است. چرخه پيشنهادي از چرخه هاي توربين گاز، رانكين آلي، تبريد جذبي تك اثره، دو اثره موازي و مولد بخار تشكيل شده است كه چرخه رانكين آلي از انرژي زمين گرمايي و چرخه تبريد جذبي تك اثره از اتلافات آن تغذيه ميكند. همچنين چرخه توربين‌ گاز با سوخت گاز طبيعي كار ميكند كه اتلافات آن، منبع تغذيه‌ي مولد بخار و تبريد جذبي دو اثره موازي مي‌باشد. هدف از ارائه چنين چرخه‌اي، كاهش وابستگي به گاز طبيعي بهمراه افزايش يا ثابت ماندن قدرت خالص توليدي چرخه است. براي مدلسازي، كدي در نرم افزار EES توسعه و صحه‌گذاري شده است. در چرخه فوق 8/32 مگاوات قدرت، 6/4 مگاوات توان سرمايشي و 1/37 مگاوات توان گرمايشي توليد و ضريب بهرهبرداري انرژي، 5/60 % ميباشد. بعلاوه، مصرف سوخت چرخه توربين گاز با حفظ قدرت، 20/1% كاهش داشته است. همچنين مطالعات پارامتري نشان مي‌دهد كه دماي ورودي توربين گازي بيشترين تأثير را بر روي ضريب بهره برداري انرژي ميگذارد.

Nowadays, CCHP cycles receive more attention due to high efficiency and low pollution. In this regard, a novel CCHP cycle has been proposed. This cycle combines gas turbine, ORC, HRSG, single effect, and double effect absorption refrigeration cycles. The prime mover of the ORC is the geothermal energy and the waste energy of this is used to run the single effect absorption cycle. The gas turbine cycle is fueled by natural gas and the exhaust gases of this provide energy to operate HRSG and the double effect absorption cycle. The purpose of this CCHP is to reduce dependence on natural gas while increasing (or constant) power production. For thermodynamic modeling and validation, a code has been developed in the EES software. This cycle has 32.8 MW power production, 37.1MW heat generation, and 4.6 MW cooling capacity and the EUF of the cycle is 60.5%. In addition, the fuel consumed by the gas turbine cycle is reduced by 1.20% while keeping constant power production. Also, parametric studies show that the inlet temperature of the gas turbine has the most influence on the EUF.