مدلسازی و تحلیل ترمودینامیکی اثرات تزریق آب بر افزایش راندمان یک سیکل هیبریدی توربین گاز و پیل سوختی اکسید جامد در نیروگاه های حرارتی

با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی در دنیا، محدودیت منابع فسیلی و افزایش آلایندگی محیط زیست، نیاز به جایگزینی روشهای نو در استفاده از منابع انرژی امری ضروری به نظر می رسد. فن آوری پیل سوختی یکی از موارد قابل بررسی به عنوان تجهیز تولید توان با بازدهی بالا و آلایندگی کم می تواند انتخاب مناسبی باشد. پیل سوختی اکسید جامد، بدلیل راندمان مناسب در تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی سوختهای فسیلی به انرژی الکتریکی و انتشار ناچیز آلاینده ها، و همچنین محدوده دمایی عملکرد بالا به عنوان گزینه مناسبی جهت استفاده در سیکلهای ترکیبی با نیروگاههای حرارتی موجود می باشد. در این پایان نامه، ابتدا یک سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد در ترکیب با یک سیکل توربین گاز با بازیاب، به عنوان سیستم پایه، در نظر گرفته شده است. از آن جا که بازیافت گرما از گازهای خروجی توربین گاز جهت تولید بخار و تزریق آن به سیکل توربین گاز و همچنین سرمایش مرطوب با دو روش فاگ و مدیا روشهای شناخته شده ای برای افزایش بهره وری می باشند، در اینجا برای افزایش کارایی سیستم پایه به صورت مجزا و ترکیب با هم به کار رفته اند. با مدلسازی الکتروشیمیایی پیل سوختی و مشخص کردن اضافه ولتاژهای درون پیل سوختی، ولتاژ پیل سوختی در شرایط کاری متفاوت به دست می آید. سپس با انجام تحلیل انرژی سیستم در حالات مختلف، مزایای سرمایش مرطوب و همچنین تزریق بخار در محفظه احتراق بررسی شده است و نشان دهنده افزایش 19 درصدی را نسبت به حالت پایه می باشد. همچنین عملکرد سیستم نسبت به متغیرهای مهم فشار، چگالی جریان پیل سوختی و دبی جرمی سوخت در پیل، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.