تحلیل اگزرژی و اگزرژواکونومیک واحد تولید همزمان آب شیرین و برق قشم

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسنده

گروه مهندسی مکانیک، واحد علی آباد کتول، دانشگاه آزاد اسلامی، علی آباد کتول، ایران

چکیده

اگزرژواکونومیک یک شاخه از علم مهندسی است که تحلیل اگزرژی را با قید‌های اقتصادی ترکیب کرده تا بتواند اطلاعاتی جهت طراحی بهینه سیستم فراهم نماید بطوریکه نتایج بدست آمده به تنهایی و از طریق تحلیل اگزرژی و ارزیابی‌ اقتصادی به صورت مجزاء بدست نمی‌آید. در این مطالعه سیکل تولید همزمان آب و برق قشم تحلیل اگزرژواکونومیک شده است. نیروگاه قشم ظرفیت تولید همزمان 26 MW برق و 9000 m3/day آب شیرین را داراست. ابتدا با نوشتن معادلات بقاء جرم وانرژی برای هر جزء سیستم، کلیه خواص ترمودینامیکی سیستم مشخص می‌شود. آنگاه با استفاده از تحلیل اگزرژی، مقدار بازگشت ناپذیری هر جزء و سهم آن در بازگشت ناپذیری کل سیستم محاسبه می‌گردد. سپس با نوشتن معادله‌های بالانس هزینه برای هر جزء، هزینه محصول‌های نهایی سیستم تعیین می‌شود. نتایج تحلیل اگزرژی سیستم نشان می‌دهد که بیشترین بازگشت ناپذیری مربوط به محفظه احتراق با مقدار 11019.25 kW است و مبدل بخار بازیاب حرارت و آب شیرین‌کن به ترتیب با مقادیر 10305.43 kW و 9260.93 kW در رتبه‌های بعدی قرار دارند. همچنین نتایج نشان می‌دهد هرینه برق تولیدی 10 $/MWh و هزینه آب شیرین تولیدی تقریباً 2 $/m3 می‌باشد. در انتها هزینه محصول‌ها در سیستم تولید همزمان قشم با دیگر مطالعه‌ها مقایسه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- مراجع

[1] H. Jafari, S.A. Behbahaninia,  A. Engarnevis, Two-objective optimization of using combined cycle power plants waste for heating application, Modares Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 4, pp. 120-132, 2012 (in Persian).

[2] M. Zamen, M. Amidpour, S.M. Soufari, Cost optimization of a solar humidification–dehumidification desalination unit using mathematical programming, Desalination, Vol. 239, No. 1-3, pp. 92-99, 2009.

[3] F. Al-Juwayhel, H. El-Dessouky, H. Ettouney, Analysis of single-effect evaporator desalination systems combined with vapor compression heat pumps, Desalination, Vol. 114, No. 3, pp. 253-275, 1997.

[4] H. El-Dessouky, H. Ettouney, I. Alatiq, Qualifying of manpower for the desalination industry,  Desalination, Vol. 123, No. 1, pp. 55-70, 1999.

[5] S. Tadros, A new look at dual purpose, water and power, plants -economy and design features, Desalination, Vol. 30, No. 1, pp. 613,  1979.

[6] F.N. Alasfour, M.A. Darwish, A.O. Bin Amer, Thermal analysis of ME-TVC+MEE desalination systems, Desalination, Vol. 174, No. 1, pp. 39-61, 2005.

[7] N. Kahraman, Y.A. Cengel, B.Wood,Y. Cerci, Exergy analysis of a combined RO, NF, and EDR desalination plant, Desalination, Vol. 171, No. 3,  pp. 217-232, 2005.

[8] H. Shih, Evaluating the technologies of thermal desalination using low-grade heat, Desalination, Vol. 182, No. 1-3, pp. 461-469, 2005.

[9] R.K. Kamali, S. Mohebinia, Experience of design and optimization of multi-effects desalination systems in Iran, Desalination, Vol. 222, No. 1-3, pp. 639-645, 2008.

[10] M. Ameri, S. Seif Mohammadi, M. Hosseini, Ma. Seifi, Effect of design parameters on multi-effect desalinationsystem specifications, Desalination, Vol. 245, No. 1-3, pp. 266-283, 2009.

 [11] P. Fiorini, E. Sciubba, Thermoeconomic analysis of a MSF desalination plant, Desalination, Vol. 182, No. 1-3, pp. 39-51, 2005.

[12] H. Sayyaadi, A. Saffari, Thermoeconomic optimization of multi effect distillation desalination systems, Applied Energy, Vol. 87, No. 4, pp. 1122-1133, 2010.

[13] Y. Wang, N. Lior, Performance analysis of combined humidified gas turbine power generation and multi-effect thermal vapor compression desalination systems: Part 2: The evaporative gas turbine based system and some discussions, Desalination, Vol.  207, No. 1-3, pp. 243-256, 2007.

[14] R. Chacartegui, D. Sánchez, N. di Gregorio,  F.J. Jiménez-Espadafor, A. Muñoz, T. Sánchez, Feasibility analysis of a MED desalination plant in a combined cycle based cogeneration facility, Applied Thermal Engineering, Vo. 29, No. 2-3, pp. 412-417, 2009.

[15] O.A. Hamed, Thermal assessment of a multiple effect boiling (MEB) desalination system, Desalination, Vol. 86, No. 3, pp. 325-339, 1992.

[16] N.M. Al-Najem, M.A. Darwish, F.A. Youssef, Thermovapor compression desalters: energy and availability - Analysis of single- and multi-effect systems, Desalination, Vol. 110, No. 3, pp. 223-238, 1997.

[17] S.E. Shakib, M. Amidpour, C. Aghanajafi, Simulation and optimization of multi effect desalination coupled to a gas turbine plant with HRSG consideration, Desalination, Vol. 285, pp. 366-376, 2012.

[18] S.E. Shakib, S.R. Hosseini, M. Amidpour, C. Aghanajafi, Multi-objective optimization of a cogeneration plant for supplying given amount of power and fresh water, Desalination, Vol. 286, pp. 225-234, 2012.

[19] T.J. Kotas, The exergy method of thermal plant analysis, Florida, Krieger Publishing Company, 1995.

[20] A. Bejan, G.Tsatsaronis, M. Moran, Thermal design and optimization, New York: John Wiley and Sons, 1996.

[21] Y.M. El.Sayed, Designing desalination systems for higher productively, Desalination, Vol. 134, No. 1-3,  pp. 129-158 , 2001.