ترکیب بهینه واحدهای آب شیرین کن ترکیبی (med+ro) و سیکل توربین گاز با هدف تولید توان، آب و حرارت

پژوهش حاضر به منظور شناخت ترکیب بهینه ی آب شیرین کن های ترکیبی med+ro و سیکل توربین گاز انجام شده است. برای نیل به هدف غایی پژوهش، ابتدا مدلی جامع برای بخشهای مختلف سیکل توسعه یافت و سپس با استفاده از روش ترمواکونومیک وضعیت اقتصادی سیستم مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام تحلیل ترمواکونومیک، دو رویکرد مورد مطالعه قرار گرفته است. در رویکرد اول که آب شیرین کن med به عنوان یک جزء واحد در نظر گرفته شد و در رویکرد دوم که یک رویکرد تجزیه ای بوده برای هریک از اجزای داخلی یک معادله ی توازن هزینه نوشته شد. بخش اول، نتایج مربوط به شبیه سازی و بهینه سازی ترکیب آب شیرین کن med و سیکل توربین گاز است. در این قسمت برای انجام بهینه سازی سه هدف تعیین شد: کمینه سازی قیمت آب شیرین، بیشینه سازی ضریب عملکرد، بیشینه سازی راندمان اکسرژی. به منظور نیل به حل بهینه، روش های مانند الگوریتم ژنتیک (ga)، الگوریتم اجتماع پرندگان (pso) و sqp مورد توجه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که روش بهینه سازی pso در مسأله مورد مطالعه، جواب های بهینه تری را نسبت به روش ga و sqp ارائه می دهد. بخش دوم نتایج که بخش مهم و اصلی پژوهش حاضر را تشکیل می دهد شامل نتایج به دست آمده از حل بهینه چیدمان های مختلف آب شیرین کن ترکیبی med+ro است. در این بخش در بدو امر شش چیدمان برای ترکیب واحد ro با med تعریف شد. چیدمان ششم حالتی است که دو آب شیرین کن med و ro مستقل از یکدیگر و بدون هیچگونه اتصال مکانیکی و یا حرارتی آب شیرین مورد نیاز را تولید می کنند. در واقع یکی از اهداف مهم پژوهش حاضر این است که آیا از نقطه نظر اقتصادی و نیز ترمودینامیکی اتصال این دو آب شیرین کن با یکدیگر منجر به منافعی می شود یا اینکه بهتر است با استفاده کاملا مستقل و موازی از هر یک (چیدمان ششم) اقدام به تولید آب شیرین کرد. دو رویکرد در بهینه سازی مورد توجه قرار گرفت. در رویکرد اول تولید آب شیرین کن med ثابت و در مقدار70000 متر مکعب در روز نگهداشته می شود و تولید آب شیرین کن ro به صورت کسری از آن و در مقادیر 50%، 75% و 100% از تولید med در نظر گرفته می شود. هدف اصلی این رویکرد، استفاده از آب شیرین کن med به گونه ای است که بتوان درصد بالایی از آب شیرین مورد نیاز را از این آب شیرین کن تولید کرد. در رویکرد دوم تولید آب شیرین کن med ثابت نبوده و به منظور دستیابی به یک ارزیابی جامع و مطالعه بهتر اثر میزان تولید آب شیرین هر آب شیرین کن بر جنبه های ترمودینامیکی و اقتصادی سیستم ترکیبی med+ro، قیود مسأله بر تولید کل آب شیرین اعمال می گردد. به عبارت دیگر میزان تولید آب شیرین توسط دو آب شیرین کن مورد نظر به مقادیر 105000، 122500 و 140000 مترمکعب در روز محدود می شود. بنابراین می بایست مجموعا سی و شش فرایند بهینه سازی انجام شود که انتظار می رود که با انجام این دو رویکرد بتوان به ارزیابی جامعی از وضعیت سیستم های ترکیبی med+ro دست یافت. نتایج نهایی نشان می دهد که می توان چیدمان اول را به عنوان مطلوب ترین چیدمان انتخاب نمود. این چیدمان چه در رویکرد اول و چه در رویکرد دوم بالاترین میزان راندمان اکسرژی و کمترین هزینه تولید محصول را دارد. چیدمان هفتم که در ادامه پژوهش تعریف شد و ترکیبی از چیدمان اول و چهارم است، بالاخص در رویکرد دوم بهینه سازی به لحاظ هزینه تولید آب شیرین می تواند با چیدمان اول رقابت کند. چیدمان دوم نیز به لحاظ قیمت محصول تولیدی چه در رویکرد اول و چه در رویکرد دوم وضعیت مطلوبی دارد هر چند که از حیث راندمان اکسرژی پایین ترین مقدار را در بین چیدمان های مختلف به خود اختصاص داده است.