آناليز انرژي، اگزرژي، اقتصاد و محيط زيستي دو روش خنك كاري هواي ورودي توربين گاز (نمونه موردي: پالايشگاه خانگيران)

Energy, Exergy, Economic & Environmental Analysis for Two Methods of Inlet air Cooling for Gas Turbine (Case Study: Khangiran Refinery)

چرخه­ ي اصلي توربين گاز راندمان حرارتي پاييني دارد به همين علت بهبود راندمان توربين­ هاي گازي حائز اهميت است. قدرت توربين گاز متاثر از شرايط جوي و دماي محيط است. در اين پژوهش دو روش مه پاشي هواي ورودي و سيستم چيلر مكانيكي جهت خنك كاري هواي ورودي به كمپرسور با استفاده از روش تحليل چهارگانه ­ي (4E) انرژي، اگزرژي، اقتصادي و محيط زيستي مورد مطالعه قرار مي­ گيرد. نتايج نشان مي­ دهد سيستم سرمايشي چيلر مكانيكي دماي هواي ورودي را تا ºC28 و سيستم مه پاش تا ºC18 كاهش مي ­دهد. همچنين با استفاده از خنك كننده­ ي چيلر مكانيكي اگزرژي تخريبي كمپرسور در حدود %75 كاهش مي­ يابد. راندمان چرخه با سرمايش چيلر مكانيكي و مه پاش ورودي به ترتيب در حدود %5 و %2 افزايش داشته است. هزينه ­ي كربن دي اكسيد كاهش يافته براي خنك كاري با چيلر مكانيكي در حدود $ 15457 و براي خنك كاري با مه پاشي $ 7492 است. ارزش حاضر خالص نشان مي ­دهد براي مه پاش ورودي و چيلر مكانيكي به ترتيب سود­دهي پس از 4 و 5 سال آغاز مي ­شود.

The basic gas turbine cycle has low thermal efficiency so improved efficiency of gas turbine is important. The gas turbine power is affected by atmospheric conditions and ambient temperature. In this article, two methods including fogging and mechanical chiller for inlet air cooling to the compressor by means of energy, exergy, economic and environmental (4E) analysis are studied. The results show that cooling by mechanical chiller system decrease inlet air temperature to 28 ºC and fogging system to 18 ºC. Also by using mechanical chiller cooling method, the exergy destruction in compressor about 75% reduced. By using Mechanical chiller and fogging systems the gas turbine cycle efficiency increase 5% and 2% respectively. The cost of reduced carbon dioxide is 15457$ for cooling with mechanical chiller and is 7492 $ for cooling with fogging. Net present value shows for fogging and mechanical chiller the profitability begin after 4 and 5 years respectively.