بیا تو پروژه

فصل اول - بهینه سـازی

مقدمه .......................................................................................................................... ..................2

1-1- فرمول بندی مساله به منظور بهینه سازی ............................................................... ..................2

1-2- تاریخچه اگزرژی ................................................................................................. ..................4

فصـل دوم - سیکلـها

2-1- اساس کار توربین گاز .......................................................................................... ..................6

2-2- اصول ترمودینامیکی توربین گاز ............................................................................. ..................6

2-3- نیروگاه گازی  سیکل ساده ................................................................................... ..................8

2-4- سیکل های توربین گاز با تزریق بخار ..................................................................... ..................8

2-4-1- اساس فرآیند تزریق بخار .................................................................................. ..................8

2-5- آلودگی های ناشی از سیستم تزریق بخار................................................................. ..................8

2-6- کلیات ................................................................................................................ ..................9

2-7- راندمان کلی نیروگاهای سیکل ترکیبی ................................................................... ................10

2-8- سیکل های ترکیبی با دیگ بازیافت گرما ............................................................... ................11

2-9- سیکل های ترکیبی با فشار چند گانه برای بخار ........................................................ ................11

2-10- پارامتر های مهم در طراحی بویلر  بازیافت سیکل ترکیبی  .................................... ................13

فصـل سوم - مبانی و مفاهیم اگزرژی

3-1- وجه تمايز انرژي واگزرژي................................................................................... ................16

3-2-  مباني نظري مفهوم اگزرژي................................................................................. ................16

3-3- تركيب قوانين اول ودوم ترموديناميك (اگزرژي)....................................................... ................17

3-4- محاسبه اگزرژی یک حجم کنترل ......................................................................... ................19

3- 5- روش واحدی....................................................................................................... ................20

3-6- روش کاربرد آنالیز اگزرژی برای سیستمهای فرآیندی............................................... ................20

3-7- آنالیز اگزرژی فرایند های ساده............................................................................... ................21

3-7-1- فرآیند های انبساط در نیروگاه ها........................................................................ ................21

3-8- محاسبۀ اگزرژی شکلهای مختلف انرژی ................................................................. ................22

3-8-1- اجزاء اگزرژی فیزیکی ...................................................................................... ................24

3-9- تلفات اگزرژی اجتناب پذیر و تلفات اگزرژی اجتناب ناپذیر ..................................... ................24

3-10- روشهای محاسبۀ اتلاف اگزرژی ........................................................................ ................25

3-10-1- رو ش جریانی ............................................................................................... ................25

3-10-2- روش واحدی ................................................................................................. ................26

3-10-3- روش کاربرد آنالیز اگزرژی برای سیستمهای فرآیندی ........................................ ................26

3-11- موازنۀ اگزرژی یک دیاگرام جریانی .................................................................... ................27

فصـل چهارم - تحلیل سیکل ترکیبی براساس آنالیز اگزرژی

4-1- معرفی سیکل مورد مطالعه .................................................................................... ................30

4-2- فرضیات مورد استفاده ......................................................................................... ................30

4-3- روابط اجزاء سیکل ............................................................................................. ................31

4-3-1-  کمپرسور هوا ................................................................................................ ................32

4-3-2- کمپرسور سوخت ............................................................................................. ................33

4-3-3- محفظه احتراق ................................................................................................. ................3

4-3-4- توربین گاز ...................................................................................................... ................34

4-3-5- مولد بخار بازیافت حرارت ( HRSG ) .............................................................. ................35

4-3-6- توربین بخار .................................................................................................... ................36

4-3-7- پمپ ها ........................................................................................................... ................36

4-4- روابط کلی سیکل ................................................................................................ ................36

فصـل پنجم -نتایج و نمودارها

مقدمه .......................................................................................................................... ................39

5-1- بررسی تاثیر پارامترها روی سیکل برایتون ......................................................... ................39

5-2- اثر راندمان کمپرسور............................................................................................. ................45

5-3- اثر راندمان توربین گاز...................................................................................... ................46

5-4- اثر راندمان محفظه احتراق................................................................................. ................47

5-5- اثر راندمان .......................................................................................................... ................47

52-6- اثر دمای محیط................................................................................................... ................49

5-7- اثر تزریق بخار محفظه احتراق................................................................................ ................51

5-8- اثر درما ورودی  به توربین گاز(TIT ) همراه اثر تزریق بخار...................................... ................60

5-9- جمع بندی  .......................................................................................................... ................62

5-10-  بررسی سیکل ترکیبی با یک سطح فشار .............................................................. ................63

5-11- اثر راندمان کمپرسور..................................................................................... ................63

5-12- اثر راندمان توربین گاز ...................................................................................... ................67

5-13- جمع بندی ......................................................................................................... ................72

منابع و مآخذ ................................................................................................................ ................73

چکیده :

به منظور افزایش کارایی سیکل توربین گاز ( برایتون ) و سیکل بخار ( رنکین ) از سیکل ترکیبی استفاده می شود . در این پروژه تحلیل ترمودینامیکی سیکل ( برایتون – رنکین ) براساس مفهوم اگزرژی انجام شده و بازگشت ناپذیری کل سیکل محاسبه گردیده است . اثر راندمان اجزاء و پارامترهای مهم سیکل مانند : نسبت فشار کمپرسور ، ضریب هوای اضافی ، فشار ماکزیمم سیکل بخار ، Pinch point  و Approach روی بازگشت ناپذیری اجزاء و بازگشت ناپذیری کل سیکل تعیین شده است . برای این منظور برنامه کامپیوتری به زبان MATLAB نوشته شده که توسط آن بازگشت ناپذیری اجزاء و سهم آن در بازگشت ناپذیری کل محاسبه شده و نمودارهای مربوطه رسم می شوند . در مورد مقدار بخار تزریقی به محفظه احتراق در دمای ورودی توربین گاز ثابت ، نتایج مقایشه شد و نتایج مورد قبول بود . از تحلیل نمودارها بطور خلاصه نتایج زیر بدست آمد :

1-  بیشترین تولید بازگشت ناپذیری در محفظه احتراق اتفاق می افتد که در حدود 85 درصد بازگشت ناپذیری سیکل برایتون است . که این مقدار با افزایش rp کاهش می یابد .

2-  با افزایش نسبت فشار کمپرسور ، بازگشت ناپذیری سیکل ترکیبی ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد ، پس یک مقدار بهینه برای rp  ( بسته به دیگر پارامترها ) بدست می آید .

3- با افزایش ضریب هوای اضافی بازگشت ناپذیری سیکل ترکیبی افزایش می یابد .

4- تزریق بخار به محفظه احتراق باعث کاهش بازگشت ناپذیری و افزایش کارایی سیکل و افزایش کار خالص می گردد .

5- به منظور کاهش بازگشت ناپذیری سیکل ترکیبی ، افزایش راندمان اجزاء بخصوص توربین گاز ضروری است .