آنالیز انرژی و اگزرژی چرخه توان زباله سوز با استفاده از بازیافت انرژی سرد گاز طبیعی مایع شده به همراه استفاده از گاز طبیعی حاصله به عنوان سوخت اضافی زباله سوز

چکیده
اهداف اين پروژه در بر گیرنده ارائه راهکاری برای محاسبه ارزش حرارتی زباله بر اساس آگاهی از
ترکیب زباله و همچنین پیشنهاد يک چرخه ترکیبی تولید توان زباله سوز با استفاده از بازيافت
انرژی سرد گاز طبیعی مايع شده به همراه استفاده از گاز طبیعی حاصله به عنوان سوخت اضافی
زباله سوز و انجام تحلیل پارامتری به منظور بررسی تاثیرات پارامترهای کلیدی بر روی راندمانهای
انرژی و اگزرژی میباشد.
چرخه ترکیبی متشکل از يک چرخه رانکین محلول آمونیاکی است که با يک زباله سوز پسماندها و
يک چرخه انرژی سرد گاز طبیعی مايع شده همراه شده است. اين چرخه ترکیبی با چرخه رانکین
بخار رايج مقايسه میشود. هدف يافتن نقاطی با راندمانهای بیشتر نسبت به چرخه رايج است و
میتوان از طريق نمودارهای ترسیم شده اين نقاط را يافت. در چرخه ترکیبی دمای تقطیر محلول
آمونیاکی و فشارهای ورودی و خروجی توربین شماره 2 به عنوان پارامترهای کلیدی در نظر گرفته
میشوند. با کاهش دمای تقطیر محلول آمونیاکی راندمانهای انرژی و اگزرژی هر دو افزايش می-
يابند. راندمانهای انرژی و اگزرژی با افزايش فشار ورودی توربین شماره 2 افزايش میيابند. با
افزايش فشار خروجی توربین شماره 2، راندمان انرژی چرخه ترکیبی کاهش میيابد در حالی که
راندمان اکزرژی افزايش میيابد.

 

فهرست مطالب

فصل 1 : مقدمه ای بر آنالیز انرژی و اگزرژی 9

مقدمه 9

1-1 چرا آنالیز انرژی و اگزرژی؟ 10

1-2 بالانس جرم، انرژی و آنتروپی 12

1-3 معادلات دقیق بالانس 13

1-4 اگزرژی سیستم بسته 16

1-5 اگزرژی جريان ها 17

1-5-1 اگزرژی جريان يک ماده 17

1-5-2 اگزرژی انرژی گرمايی 18

1-5-3 اگزرژی کار 19

1-5-4 اگزرژی الکتريکی 20

1-6 اتلاف اگزرژی 20

1-7 بالانس اگزرژی 21

1-8 محیط مرجع 22

1-8-1 مشخصات تئوری محیط مرجع 22

1-8-2 مدل های محیط مرجع 23

1-9 راندمان ها و ديگر مقیاس های مورد اهمیت 24

1-10 فرآيند آنالیز انرژی و اگزرژی 27

1-11 خواص انرژی و اگزرژی 27

1-12 مفاهیم نتايج آنالیز اگزرژی 28

فصل 2 : مقدمه ای بر تولید همزمان کار و حرارت 30

مقدمه 30

2-1 انواع کاربردهای عمومی تولید همزمان 32

2-2 انواع سیستم های تولید همزمان 32

2-2-1 چرخه بالايی 32

2-2-2 چرخه پايینی 33

2-3 مزايای استفاده از تولید همزمان 33

2-4 روش های تولید همزمان 34

2-5 بازده نیروگاه تولید همزمان 35

2-6 نسبت توان به گرمای يک مجموعه 37

2-7 تحلیل نسبت توان به گرمای يک مجموعه 37

فصل 3 : زباله سوزها و محاسبات پایه مربوط به بازیافت انرژی از زباله 40

مقدمه 40

3-1 انواع زباله سوزها 42

3-1-1 زباله سوز با آتشدان متحرک 42

3-1-2 زباله سوز با آتشدان ثابت 42

3-1-3 زباله سوز با آتشدان دوار 43

3-1-4 زباله سوز با بستر روان 43

3-2 گرمای احتراق 44

3-3 ارزش حرارتی 44

3-4 محاسبات پايه مربوط به بازيافت انرژی از زباله 47

3-5 ارائه يک برنامه کامپیوتری جهت محاسبه ارزش حرارتی زباله 52

فصل 4 : مقدمه ای بر گاز طبیعی مایع شده 60

مقدمه 60

4-1 آيا LNG يک منبع قابل رقابت با گاز طبیعی می باشد؟ 62

4-2 تاريخچه مختصری از LNG 63

4-3 ترکیبات گاز طبیعی و LNG 65

4-4 زنجیره ارزشی LNG 67

4-5 آيا LNG يک سوخت ايمن است؟ 70

4-6 استفاده از انرژی سرد LNG 71

4-7 اصطلاحات علمی سوخت های ديگر 75

4-7-1 ترکیبات LNG 75

4-7-2 ترکیبات میعانات گاز طبیعی 75

4-7-3 ترکیبات LPG 76

فصل 5 : آنالیز انرژی و اگزرژی چرخه توان زباله سوز با استفاده از بازیافت انرژی سرد گاز طبیعی مایع

شده به همراه استفاده از گاز طبیعی حاصله به عنوان سوخت اضافی زباله سوز 78

مقدمه 78

5-1 مختصری در مورد نرم افزار HYSIS 80

5-2 تحلیل انرژی حرارتی 81

5-3 تحلیل اگزرژی 81

5-4 توصیف چرخه توان رايج با استفاده از زباله سوز 82

5-4-1 مختصری در مورد زباله سوز 84

5-4-2 چگونگی تبديل زباله سوز به يک مبدل حرارتی 85

5-5 توصیف چرخه توان ترکیبی با استفاده از زباله سوز به همراه بازيابی انرژی سرد LNG 87

5-6 توصیف چرخه توان ترکیبی با استفاده از زباله سوز به همراه بازيابی انرژی سرد LNG و استفاده از گاز شهری

تولید شده به عنوان سوخت اضافی در زباله سوز 92

5-6-1 معادلات بالانس انرژی 93

5-6-1-1 زباله سوز 93

5-6-1-2 مبدل حرارتی شماره 1 93

5-6-1-3 توربین شماره 1 93

5-6-1-4 توربین شماره 2 93

5-6-1-5 مبدل حرارتی شماره 2 93

5-6-1-6 پمپ شماره 1 93

5-6-1-7 پمپ شماره 2 94

5-6-1-8 گاز شهری 94

5-6-1-9 بالانس انرژی کلی 94

5-6-1-10 راندمان انرژی 94

5-6-2 معادلات بالانس اگزرژی 94

5-6-2-1 اگزرژی هوا 94

5-6-2-2 اگزرژی مخلوط آمونیاکی 95

5-6-2-3 اگزرژی ورودی به چرخه 95

5-6-2-4 اگزرژی خروجی از چرخه 95

5-6-2-5 بالانس اگزرژی کلی 95

5-6-2-6 راندمان اگزرژی 95

5-7 تحلیل حساسیت 102

5-7-1 تحلیل نمودارهای اگزرژی و انرژی در حالت تغییر دمای جريان شماره 1 104

5-7-2 تحلیل نمودارهای اگزرژی و انرژی در حالت تغییر فشار جريان شماره 7 106

5-7-3 تحلیل نمودارهای اگزرژی و انرژی در حالت تغییر فشار جريان شماره 8 108

فصل 6 : نتیجه گیری 109

1-6 پیشنهادها 110

فهرست شکلها