تحلیل ترمودینامیکی و بهینه سازی چندهدفی سیستم هیبرید متشکل از فرآیند گازی سازی زیست توده، پیل سوختی اکسید جامد و میکرو توربین گاز

Authors

  • صبا قربانی دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت
Abstract:

در این مطالعه، مدلی عددی به منظور بررسی عملکرد سیستم هیبرید متشکل از بخش‌های؛ گازی‌سازی زیست‌توده، پیل‌سوختی و میکرو توربین‌گاز، ارائه شده و به روش الگوریتم ژنتیک نقاط بهینه عملکردی آن حاصل می‌شوند. زیست‌توده مورد استفاده زائدات جنگلی بوده و گازی‌سازی به روش ترمودینامیک تعادلی اصلاح‌شده مدل می‌شود. زیست‌گاز در پیل سوختی برای تولید توان الکتریکی به‌کار رفته و باقی-مانده‌ی سوخت پس از احتراق در یک محفظه احتراق کمکی وارد میکرو توربین‌گاز شده و در نهایت از حرارت موجود در خروجی سیستم در یک مولد بخار بازیافت حرارتی استفاده می‌شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک‌بعدی با امکان کنترل گرادیان‌های دما در راستای طولی بوده و اجزای دیگر سیستم به کمک مدل‌های صفربعدی بررسی می‌شوند. اثر پارامترهایی چون؛ مقدار هوا و بخارآب عامل گازی-سازی، شدت جریان میانگین الکتریکی، فاکتور مصرف سوخت بر خروجی‌های مهم سیستم، مانند؛ راندمان ‌تولید گاز ، گرادیان ‌دما، راندمان الکتریکی و الکتریکی-حرارتی و توان الکتریکی کل سیستم بررسی می‌شوند. پس از بررسی گسترده پارامتریک، بهینه‌سازی چندهدفی به روش الگوریتم ژنتیک و به منظور حصول نقاط بهینه عملکردی سیستم در دو مرحله انجام‌می‌گیرد. در سیستم هیبرید مورد بررسی، بیشینه مقدار توان الکتریکی کل معادل 81/206 کیلووات و راندمان الکتریکی کل 27/46 درصد حاصل می‌شوند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدل سازی ترمواکونومیکی و تحلیل پارامتری چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی

در این پژوهش با رویکرد توسعه پایدار، تحلیل ترمواکونومیکی چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی انجام شده است. در ابتدا با معرفی چرخه پیشنهادی و ارایه متدولوژی مدل‌ سازی، شبیه‌سازی چرخه با توسعه یک مدل ترمودینامیکی و با استفاده از کدنویسی در محیط نرم‌افزار EES صورت گرفته و معادله ‌های موازنه جرمی، انرژی و الکتروشیمی به ‌صورت هم ‌زمان حل شده‌اند. با معرفی ...

full text

تحلیل ترمودینامیکی یک میکرو چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گاز

در این مقاله یک چرخه هیبریدی از ترکیب دو  فناوری مدرن پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گازی به منظور تولید توان در مقیاس میکرو  پیشنهاد شده ­است. پیل سوختی مورد نظر از یک بهساز خارجی جهت تبدیل گاز متان به هیدروژن استفاده می­کند. گازهای خروجی از  پیل سوختی که دارای کیفیت بالایی هستند در میکروتوربین گازی استفاده می­شوند، تا ظرفیت تولید توان چرخه افزایش یابد. جهت تحلیل رفتار چرخه، مدل ترمودینامی...

full text

تحلیل انرژی و اکسرژی سیستم ترکیبی توربین گازی مجهز به پیل سوختی اکسید جامد

هدف از ارائه این مقاله، بررسی انرژی و اکسرژی سیستم ترکیبی توربین گاز مجهز به پیل سوختی اکسیدجامد لوله ای با سوخت هیدروژن است. کلیه اجزای سیستم، جداگانه به کمک روابط ترمودینامیکی مدل سازی شده و برای پیل سوختی به کار گرفته شده یک تحلیل الکتروشیمیایی مجزا انجام شده است. آثار پارامترهای مختلف بر راندمان حرارتی و اکسرژی سیستم و میزان نرخ نابودی اکسرژی کل سیستم و تک تک اجزا سیستم، مورد مطالعه قرار گر...

full text

مدل سازی دینامیکی و بهینه سازی سیستم هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی

با توجه به روند رو به رشد مصرف انرژی در جهان و آثار آن بر محیط زیست، امروزه به دست آوردن سیستم های تولید توان با راندمان بالا و میزان آلایندگی کم تر، بسیار حائز اهمیت می باشد. قابلیت پیل های سوختی در ترکیب با موتورهای حرارتی، سبب شده است که سیستم هیبرید حاصل به عنوان پیشنهادی برای سیستم های حرارتی جدید مد نظر باشد. از این رو در پایان نامه حاضر یک سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی ...

15 صفحه اول

مدل سازی ترمواکونومیکی و تحلیل پارامتری چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی

در این پژوهش با رویکرد توسعه پایدار، تحلیل ترمواکونومیکی چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی انجام شده است. در ابتدا با معرفی چرخه پیشنهادی و ارایه متدولوژی مدل­ سازی، شبیه سازی چرخه با توسعه یک مدل ترمودینامیکی و با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار ees صورت گرفته و معادله ­های موازنه جرمی، انرژی و الکتروشیمی به ­صورت هم ­زمان حل شده اند. با معرفی شاخص های بازده الکتریک...

full text

آنالیز انرژی و اگزرژی سیستم مجتمع گازی سازی زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد (قسمت اول): تکنولوژی تصفیه گاز دما پایین

در این مقاله، سیستم قدرت یکپارچه­ی جدیدی، بر پایه گازی­سازی زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد با سیستم تصفیه گاز دما پایین پیشنهاد شده و عملکرد آن به وسیله­ی محاسبات ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. سیستم پیشنهادی شامل واحد گازی­سازی، واحد تصفیه گاز، هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز و چرخه پایین دست آلی رانکین می­باشد. گاز سنتز قبل از استفاده در پیل سوختی اکسید جامد باید در واحد...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 7  issue 1

pages  113- 133

publication date 2017-03-21

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023