تحليل الطاقة الاتاحية لمحطة توليد مركبة تعمل باحتراق الغاز الطبيعي
الشريط الجانبي للمقالة
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
نفذت الدراسة الحالية تحليلاً للطاقة والطاقة الاتاحية في محطة توليد طاقة ذات دورة مركبة بسعة 750 ميجاواط . CCPPs اعتمد البحث على عملية محاكاة باستخدام نموذج حاسوبي تم تطويره في بيئة MATLAB. اعتمد النموذج على اساس مفهوم احتراق الغاز الطبيعي ، موازنة الطاقة ، موازنة المحتوى الحراري ، وتغيرات الانتروبيا ، ونقل الحرارة CCPPs. تم التحقق من صحة النموذج من خلال دراسة حالة CCPP في محطة Tuanku Ja'afar Power Station ، Port Dickson. أظهرت النتائج أن كفاءات الطاقة والطاقة المتاحة لدى CCPP كانت 56٪ و 51٪ على التوالي. علاوة على ذلك ، أظهر تطبيق تحليل الاتاحية أن غرفة الاحتراق لديها مصدر مهم لمعدل تدمير الطاقة ، أي 224.58 ميجاوات ، والتي تكافئ نسبة 67.48 ٪ من إجمالي تدمير الطاقة في CCPP ، يليها ضاغط الهواء 7.53 ٪ ، والتوربينات البخارية. 7.07٪. وفي الوقت نفسه ، أدت زيادة درجة حرارة الدخول الى التوربين (TIT) إلى تقليل معدل تدمير الطاقة في غرفة الاحتراق لدورة التوربينات الغازية. كان الأداء الأمثل الذي تم الحصول عليه في TIT أعلى من 1262 درجة مئوية ، حيث انخفض تدمير الطاقة في CCPP. علاوة على ذلك ، في CCPP ، كانت غرفة الاحتراق هي أعلى معدل تدمير للطاقة ، أي 225 ميجاوات ، من بين المكونات الرئيسية لنظام الطاقة. يمكن إدراك أن النموذج التكيفي الحالي لاحتراق الغاز الطبيعي هو أداة قوية للتنبؤ بالأداء العام لـ CCPPs بناءً على تحليل الاتاحية.
المقاييس
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
THIS IS AN OPEN ACCESS ARTICLE UNDER THE CC BY LICENSE http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
##plugins.generic.plaudit.displayName##
المراجع
EA, Electricity Market Report-January 2022, in, IEA Paris, France, 2022.
Dincer, I., Rosen, M.A Chapter 13 - Exergy analyses of cogeneration and district energy systems, in: Dincer, I. & Rosen, M.A. (eds.) Exergy (Third Edition), Elsevier, 2021, pp. 285-302. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2004.05.008
Salih WA, Alkumait AA, Khalaf HJ. Energy and Exergy Assessment of North Refineries Company (NRC) Steam Cycle Based on Air Mass Flowrate of Main Condenser. Tikrit Journal of Engineering Sciences 2021; 28 (3): 61-70. doi: 10.25130/tjes.28.3.05.
Shireef LT, Ibrahim TK. Influence of Operating Parameters on the Performance of Combined Cycle Based on Exergy Analysis. Case Studies in Thermal Engineering 2022; 40, 102506. doi: 10.1016/j.csite.2022.102506
Ibrahim TK, Mohammed MK, Awad OI, et al. A Comprehensive Review on the Exergy Analysis of Combined Cycle Power Plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018; 90: 835-850. doi: 10.1016/j.rser.2018.03.072
Altarawneh, O. R., Alsarayreh, A. A., Ala'a, M., Al-Kheetan, M. J., & Alrwashdeh, S. S. Energy and Exergy Analyses for a Combined Cycle Power Plant in Jordan, Case Studies in Thermal Engineering 2022; 31: 101852. doi: 10.1016/j.csite.2022.101852
Bataineh K, Khaleel BA. Thermodynamic Analysis of a Combined Cycle Power Plant Located in Jordan: A Case Study, Archives of Thermodynamics 2020; 41(1): 95-123. doi: 10.24425/ather.2020.132951
Param HK, Jianu OA. Exergy Analysis of Heat Recovery Steam Generator: Effects of Supplementary Firing and Desuperheater, ASME Journal of Energy Resources Technology 2020; 142(5): 050908 (10 pages). doi:10.1115/1.4046084
Maruf MH, Rabbani M, Ashique RH, et al. Exergy Based Evaluation of Power Plants for Sustainability and Economic Performance Identification. Case Studies in Thermal Engineering 2021; 28(December): 101393.
Tang, Y., Chong, C. T., Li, J., Ng, J. H., & Herraiz, L. Analysis of a Natural Gas-Fired Gas Turbine Combined Cycle Power Plant with Post-Combustion Carbon Capture. Chemical Engineering Transactions 2021; 83: 529-534. doi: 10.3303/CET2183089
Khaleel, O. J., Ismail, F. B., Ibrahim, T. K., & bin Abu Hassan, S. H. Energy and Exergy Analysis of the Steam Power Plants: A Comprehensive Review on the Classification, Development, Improvements, and Configurations. Ain Shams Engineering Journal 2022; 13(3): 101640. doi: 10.1016/j.asej.2021.11.009
Khaleel OJ, Ismail FB, Ibrahim TK, Al-Sammarraie AT. Developing an Analytical Model to Predict the Energy and Exergy Based Performances of a Coal-Fired Thermal Power Plant. Case Studies in Thermal Engineering 2021; 28: 101519. doi: 10.1016/j.csite.2021.101519
Dincer I, Cengel YA. Energy, Entropy and Exergy Concepts and their Roles in Thermal Engineering. Entropy 2001; 3(3): 116-149. doi: 10.3390/e3030116
Cai, L., Fu, Y., Cheng, Z., Xiang, Y., & Guan, Y. Advanced Exergy and Exergoeconomic Analyses to Evaluate the Economy of LNG Oxy-fuel Combined Cycle Power Plant. Journal of Environmental Chemical Engineering 2022; 10(5): 108387. doi: 10.1016/j.jece.2022.108387
Yağlı H., Koç Y., Kalay H., Optimisation and Exergy Analysis of an Organic Rankine Cycle (ORC) Used as a Bottoming Cycle in a Cogeneration System Producing Steam and Power. Sustainable Energy Technologies and Assessments 2021; 44(10): 100985. doi: 10.1016/j.seta.2020.100985
Soltani, S., Yari, M., Mahmoudi, S. M. S., Morosuk, T., & Rosen, M. A. Advanced Exergy Analysis Applied to an Externally-Fired Combined-Cycle Power Plant Integrated with a Biomass Gasification Unit. Energy 2013; 59: 775-780. doi: 10.1016/j.energy.2013.07.038
Medellín AA, Papayanopoulos EM, Millares CR. Diagnosis and Redesign of Power Plants Using Combined Pinch and Exergy Analysis. Energy, 2014; 72(1): 643-651. doi: 10.1016/j.energy.2014.05.090
Cihan A, Hacıhafızogˇlu O, Kahveci K. Energy–Exergy Analysis and Modernization Suggestions for a Combined-Cycle Power Plant. International Journal of Energy Research 2006; 30(2): 115-126, doi: 10.1002/er.1133
Reddy BV, Mohamed K. Exergy Analysis of a Natural Gas Fired Combined Cycle Power Generation Unit. International Journal of Exergy 2007; 4(2): 180 – 196. doi: 10.1504/IJEX.2007.012065
Ameri M, Ahmadi P, Khanmohammadi S. Exergy Analysis of a 420 MW Combined Cycle Power Plant. International Journal of Energy Research, 2008; 32(2): 175–183. doi: 10.1002/er.1351
Açıkkalp E, Arasb H, Hepbasli A. Advanced Exergy Analysis of an Electricity-Generating Facility Using Natural Gas. Energy Conversion and Management 2014; 82: 146-153. doi: 10.1016/j.enconman.2014.03.006
Dincer I, Rosen MA. Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development, 2nd ed., Newnes, 2012.
Bejan A, Tsatsaronis G, Moran M. Thermal design and optimization. John Wiley & Sons, 1995.
Pal R. Chemical Exergy of Ideal and Non-Ideal Gas Mixtures and Liquid Solutions with Applications. International Journal of Mechanical Engineering Education 2019; 47(1): 44-72. doi: 10.1177/0306419017749581.
Jimenez-Navarro, J. P., Kavvadias, K., Filippidou, F., Pavičević, M., & Quoilin, S. Coupling the Heating and Power Sectors: The Role of Centralised Combined Heat and Power Plants and District Heat in a European Decarbonised Power System. Applied Energy, 2020; 270: 115134. doi: 10.1016/j.apenergy.2020.115134.
Mollenhauer E, Christidis A, Tsatsaronis G. Evaluation of an Energy-and Exergy-Based Generic Modeling Approach of Combined Heat and Power Plants. International Journal of Energy and Environmental Engineering 2016; 7(2): 167-176. doi: 10.1007/s40095-016-0204-6
Doury RRJA, Mengüç MP. Static and Dynamic Analyses for the Exergetic, Exergoeconomic and Environmental Assessment of a High-Performance Building. International Journal of Exergy 2018; 27(3): 393-418. doi: 10.1504/IJEX.2018.095409