ارائه یک روش جدید هدفگذاری برای سامانه تولید همزمان حرارت و توان

چکیده مصرف بخار که در سیستم یوتیلیتی واحد های شیمیایی تولید می گردد، یکی از نقاط پر مصرف انرژی در واحد هاست، که اصلاح سیستم تولید و مصرف آن، می تواند تا حد زیادی صرفه جویی انرژی به دنبال داشته باشد. حرارت و توان بوسیله یک سیستم یوتیلیتی مرکزی تامین شده و طراحی می بایست قادر باشد تا بگونه ای بهینه تقاضای حرارت و توان را متعادل نماید. تحلیل سامانه تولید همزمان را میتوان به کمک روشهای اگسرژی، ترکیبی پینچ – اگسرژی، روش سایت جامع و ترمواکونمیک انجام داد. شایان ذکر است که روشهای ذکر شده معمولا به طور منفرد برای تحلیل سیستمها به وفور استفاده شده است. هدف از این رساله، ارائه روشهای جدید هدفگذاری در سیستمهای تولید همزمان حرارت و توان می باشد که با توجه به نقاط قوت روشهای تحلیلی سیستمهای حرارتی حاصل می گردد. در این رساله سعی شده است تا با یک کار تحقیقاتی جامع، روشی جدید در هدفگذاری ارائه شود تا به کمک تکنیکهای دیگر در تحلیل و بهینه سازی سیستمهای تولید توان حرارت به نحو سودمندی استفاده گردد. حال آنکه درک عمیق از نحوه تبادلات در فرآیند مورد نظر کمک زیادی به بررسی رفتار سیستم می کند. در ابتدا با اصلاح فرضیات مورد استفاده در روشهای پیشین، بکارگیری فرضیات جدید و ارائه الگوریتم جدید محاسباتی با در نظر گرفتن دمای فوق گرم تمامی سطوح، لحاظ نمودن راندمان سطوح و اصلاح آن و همچنین با محاسبه دمای بویلر به کمک چرخه تکرار شونده، هدفگذاری حرارت و توان با دقت بالا انجام شده است به نحوی که نتایج هدفگذاری با نتایج شبیه سازی مشابه می گردد. در ادامه با در نظر گرفتن پارامترهای اقتصادی، هدفگذاری هزینه های سالیانه به عنوان رویکردی جدید در هدفگذاری معرفی شده است. همچنین روابط جدیدی به منظور ارزیابی چرخه زندگی سیستم یوتیلیتی سایت جامع ارائه گردیده است که به کمک آن هدفگذاری جدید به عنوان هدفگذاری پارامترهای زیست محیطی معرفی گردیده است. در ادامه هدفگذاری اگسرژتیک، اگسرژواکونمیک و اگسرژومحیط زیستی با توجه به اهمیت تحلیلهای مربوطه، معرفی شده است. با توجه به امکان استفاده ازحرارت درجه پایین به منظور تولید آب شیرین در سایت جامع، یکپارچه سازی سایت جامع با آب شیرین کنهای حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا الگوریتم جدید هدفگذاری حرارت، توان و آب شیرین ارائه شده است. همچنین یکپارچه سازی نیروگاه بخار و یوتیلیتی سایت جامع با ارائه الگوریتم توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از روشهای هدفگذاری جدید، تحلیلهای توسعه یافته r به منظور بررسی سناریوهای مختلف معرفی گردیده است. در نهایت با توجه به روشهای هدفگذاری ارائه شده، الگوریتم جدیدی به منظور طراحی بهینه یوتیلیتی سایت جامع به عنوان سامانه تولید همزمان حرارت و توان در واحدهای فرآیندی معرفی و مورد ارزیابی و استفاده قرارگرفته است. نتایج الگوریتم بهینه سازی ارائه شده بر مبنای هدفگذاری جدید با نتایج حاصل شده از روش برنامه ریزی ریاضی مشابه می باشد. کلمات کلیدی: هدفگذاری، تولید همزمان حرارت و توان، طراحی بهینه، یوتیلیتی سایت جامع