تحلیل انرژی و اگزرژی یک سیستم تولید چندگانه برق و آب شیرین با کاربرد آب شیرین کن های اسمز معکوس و چند اثره با سوخت گاز و انرژی خورشیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.22034/ijmt.2021.531526.1687

چکیده

در این مقاله سیستم تولید همزمان برق و آب شیرین ازدیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی شده است. این سیکل از ترکیب همزمان یک سیکل ترکیبی (CHP) ، دریافت کننده انرژی خورشیدی با استفاده از پنل‌های هلیوستات، سیکل رانکین ارگانیک (ORC)، سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس (RO) و سیستم آب شیرین کن MED مدل سازی شده است. تاثیر پارامترهای مهم طراحی مانند پارامترهای سیکل برایتون و فشار بخار بویلر بازیاب در ورودی و خروجی از توربین بخار بر میزان برق و آب شیرین تولیدی و راندمان سیکل بررسی شده است. در این تحقیق دمای هوا به صورت ساعتی برای شهر بندر عباس استفاده شده است. این تحقیق تحلیل گذرا را برای ساعت های مختلف سال ارانه می‌دهد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش فشار خروجی از توربین بخار کارخالص خروجی از توربین بخار کاهش می‌یابد اما با استفاده از این انرژی در سیستم آب شیرین کن MED راندمان سیکل تا 75 درصد افزایش می‌یابد. این سیستم با استفاده از 1100 پنل هلیوستات و مصرف حدود 10 کیلوگرم بر ثانیه گاز طبیعی قابلیت تولید 220 مگاوات توان و690 کیلوگرم بر ثانیه آب شیرین برای سیکل‌های ترکیبی موجود در کشور ایران را دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Energy and exergy analysis of cogeneration of power and fresh water using RO and MED desalination with gas and solar energy

نویسندگان [English]

  • Khosrow Hemmatpour
  • Ramin Ghasemiasl
  • Mehrdad Malekzadehdirin
Department of Mechanical Engineering,West Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, energy and exergy analysis of cogeneration electricity and fresh water system is studied. This cycle is a combination of a CHP cycle, a solar energy receiver using heliostat panels, an organic (ORC) cycle, a reverse osmosis (RO) and MED desalination. The effect of important design parameters such as the parameters of Bryton cycle, steam boiler pressure of HRSG, type of ORC cycle fluid, number of effects of MED system and power required for RO system pump on the amount of electricity and fresh water produced and cycle efficiency have been investigated. The results are presented for the city. In this research, the air temperature has been used hourly for Bandar Abbas city. This research provides transient analysis for different hours of the year. The results of this study show that with increasing the output pressure of the steam turbine, the net output of the steam turbine decreases, but using this energy in the MED desalination system, the cycle efficiency increases sharply. This system is capable of generating 220 MW of electricity and 690 kg / s of fresh water for common combined cycles in Iran using 1100 heliostat panels and consuming about 10 kg/s natural gas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • energy
  • Exergy
  • CHP cycle
  • Solar Heliostat
  • Central Receiver
  • RO Deasalination