ارزیابی فنی و اقتصادی نیروگاه تک فاز زمین گرمایی سیکل کالینا

محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

صادق حاتمی پور ¹ , نوید بزرگان ² , نادیا جلالی فر ³

1 - گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اروندان خرمشهر
2 - گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آبادان
3 - گروه مهندسی شیمی، واحد آبادان، دانشگاه آزاد اسلامی، آبادان، ایران

تاریخ دریافت : 1400/06/10 تاریخ پذیرش : 1400/06/27 تاریخ انتشار : 1400/06/01

کلید واژه: سیکل کالینا, تخریب اکسرژی, نیروگاه زمین گرمایی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش یک نیروگاه زمین گرمایی تک فاز که در آن از سیکل کالینا استفاده شده است مورد ارزیابی فنی و اقتصادی قرار می‌گیرد. در این گونه سیستم‎های تولید توان که در آن سیال خارج شده از زمین دارای یک فاز می‎باشد، نیروگاه تک فاز گویند. سیکل تولید توان در این نیروگاه‎، سیکل کالینا می‎باشد. نرم افزار شبیه‎ساز هایسیس جهت کسب شرایط عملیاتی نیروگاه‎ طراحی شده، مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور کسب اطلاعاتی نظیر میزان انحراف تجهیزات از حالت ایده‎آل، از تحلیل اکسرژی استفاده شده است. نتایج نشان می‎دهند که مبدل‎های حرارتی در نیروگاه تک فاز، بیشترین انحراف را از حالت ایده‎آل دارند. مبحثی که می‌توان آن را تا حدودی نوآوری این پژوهش دانست، بدست آوردن هزینه محصول در نیروگاه با استفاده از ابزار اقتصادی به نام هزینه سالانه سیستم می‎باشد. این روش یکی از به روزترین تکنیک‎های اقتصادی در تحلیل سیسم‎های ترمودینامیکی می‎باشد. این تحلیل نشان می‎دهد که توربین‎ها به دلیل داشتن هزینه خرید بالا در مقایسه با دیگر تجهیزات در نیروگاه ذکر شده نقش بسزایی در هزینه سرمایه‎گذاری نیروگاهای‎ زمین گرمایی بازی می‎کنند. به همین دلیل هست که باید در انتخاب آنها متناسب با سیستم طراحی شده دقت زیادی نمود. از دیگر نتایج بدست آمده از تحلیل اقتصادی نیروگاه می‎توان به این نکته اشاره کرد که تنها راه کاهش هزینه تولید محصول، افزایش تولید محصول می‎باشد.

منابع و مأخذ:

[1] Li, Y., Liu, Y., Hu, B., & Dong, J., (2020), Numerical investigation of a novel approach to coupling    compressed air energy storage in aquifers with geothermal energy, Applied Energy 279, pp 115-781.

[2] Chen, S., Zhang, Q., Andrews-Speed, P., & Mclellan, B., (2020), Quantitative assessment of the environmental risks of geothermal energy: A review, Journal of Environmental Management 276, pp 111-287.

[3]  Habibollahzade, A., Houshfar, E., Ashjaee, M., & Ekradi, K., (2020), Continuous Power Generation through a Novel Solar/Geothermal Chimney System: Technical/Cost Analyses and Multi-Objective Particle Swarm Optimization, Journal of Cleaner Production, pp 124666.

[4]  Rubio-Maya C., Martínez E., Romero C., Díaz V., Pacheco-Ibarra J., (2016), Techno-economic assessment for the integration into a multi-product plant based on cascade utilization of geothermal energy, Applied Thermal Engineering 108, pp 84–92. 

[5]  Ratlamwala T., Dincer I., (2013), Comparative efficiency assessment of a multi-flash integrated system based on three efficiency definitions, International Journal of Low-Carbon Technologies 8, pp 238-244.

[6]  Shokati N., Ranjbar F., Yari M., (2015), Comparative and parametric study of double flash and single flash/ORC combined cycles based on exergoeconomic criteria, Applied Thermal Engineering 91, pp 479-495.

[7]  Ghaebi H., Namin A., Rostamzadeh H., (2018), Exergoeconomic optimization of a novelcascade Kalina/Kalina cycle using geothermal heat source and LNG cold energy recovery, Journal of Cleaner Production 189, pp 279-296. 

[8]  Smith, R. and Smith R., (1995), Chemical process design . New York McGraw-Hill, pp 8-13.

[9]  Cengel Y.A., Boles M.A., (2005),Thermodynamics an engineering approach: 5th ed. New York, McGraw-Hill Science.

[10]   Liora, Noam., Zhangb, N., Energy0, (2007), exergy, and Second Law performance criteria, Energy 32, pp 281-296.

[11]  Timo B., Morosuk T., Tsatsaronis G., (2017), Exergy-based evaluation of methanol production from natural gas with CO2 utilization, Energy141, pp 2528-2539.

[12]   Ansarinasab H., Mehrpooya M., (2017), Evaluation of novel process configurations for coproduction of LNG and NGL using advanced exergoeconomic analysis, Applied Thermal Engineering 115, pp 885-898.