تحليل اگزرژي چرخه‌ي جديد پيشنهادي براي توليد توان از چاه هاي زمين گرمايي سبلان

Exergy Analysis of a New Proposed Cycle for Power Generation from Sabalan Geothermal Wells

در اين مقاله يك چرخه تركيبي جديد بر مبناي سيستم تبخير آني و سيستم باينري براي توليد توان از چاه هاي زمين گرمايي منطقه سبلان در ايران پيشنهاد شده است. چرخه جديد به گونه ­اي طراحي شده است كه قابليت جذب انرژي گرمايي با در نظر گرفتن اختلاف فشار و دماي چاه هاي زمين گرمايي موجود در منطقه را داشته باشد. سه سيال آلي مناسب براي سيستم باينري در نظر گرفته شده و چرخه پيشنهادي با استفاده از داده هاي واقعي سيال خروجي از چاهها از ديدگاه قانون اول و دوم ترموديناميك تحليل شده است. نتايج نشان مي­دهد براي دو مخزن تبخير آني مقادير فشار بهينه وجود دارد به طوري كه عملكرد چرخه به ازاي آن مقادير بهينه سازي مي گردد (توان و بازده بيشينه مي­شود). براي سيال R141b، به عنوان مناسب ترين سيال براي چرخه باينري، توان خالص توليدي، راندمان انرژي و اگزرژي چرخه پيشنهادي به ترتيب برابر با 17/11 مگاوات، 14/35 % و 53/38 % به دست آمده است. نتايج تحليل اگزرژي نشان مي‌دهد كه كندانسور قسمت باينري داراي بيشترين تخريب اگزرژي مي باشد. با مقايسه عملكرد چرخه پيشنهادي با چرخه پيشنهاد شده در پژوهش‌هاي قبلي براي منابع زمين گرمايي سبلان، با در نظر گرفتن شرايط يكسان براي چاه ها، نتيجه شده است كه توان خالص توليدي چرخه پيشنهادي در اين مقاله 26/3%، راندمان حرارتي 31/8% و راندمان اگزرژي 23% بهبود يافته‌اند.

In this paper a new combined flash-binary cycle is proposed for power generation from geothermal wells of Sabalan region in Iran, considering the temperature and pressure differences of wells. Using the real data of these wells, the proposed cycle is analyzed from the viewpoints of the first and second law and the optimum pressure values are calculated for two flash chambers. The results indicate that for R141b, as the best working fluid for the binary cycle the net output power, energy and exergy efficiencies of the proposed cycle are calculated as 17.11 MW, 14.35% and 53.38% respectively. The results of exergy analysis show that the condenser of binary cycle has the highest value of exergy destruction. The performance of the proposed cycle in the present work is compared with the previously proposed system for geothermal sources of Sabalan, and the results show that the net output power, energy and exergy efficiencies of the proposed cycle in this paper is 26.3 %, 31.8% and 23% higher than the corresponding values obtained for the previously proposed system.