پایان نامه بهینه­ سازی ترمواکونومیک و اگزرژو اکونومیک بویلربازیاب حرارت سیکل ترکیبی و سیستم تولید همزمان توان و آب شیرین در نیروگاه نکا با استفاده از الگوریتم ژنتیک


پردیس  فنی و مهندسی دانشگاه شهید بهشتی (پردیس فنی شهید عباسپور)

دانشکده مکانیک و انرژی

 

پایان­نامه کارشناسی ارشد مکانیک سیستم ­های انرژی

بهینه­ سازی ترمواکونومیک و اگزرژو اکونومیک بویلربازیاب حرارت سیکل ترکیبی و سیستم تولید همزمان توان و آب شیرین در نیروگاه نکا با استفاده از الگوریتم ژنتیک

 

استاد راهنما:

آقای دکتر محمد عامری

 

 

دی ماه 1392

 

فهرست مطالب

عنوانصفحه
فصل 1 : کلیاتی در مورد نیروگاه­های سیکل ترکیبی، بویلرهای بازیاب و روشهای مختلف شیرین سازی آب1
1-1 مقدمه2
1-2 کلیات نیروگاه سیکل ترکیبی و بویلرهای بازیاب حرارت3
1-2-1  انواع نیروگا­های سیکل ترکیبی3
1-2-2 چرخه­های بالایی و پایینی در سیکل ترکیبی3
1-2-3 بررسی بیشتر نیروگاههای سیکل ترکیبی توربین­گاز / توربین بخار4
1-2-4  طبقه بندی بویلرهای بازیاب5
1-2-5  طبقه بندی انواع بویلرها بر اساس چگونگی گردش سیال عامل6
1-2-5-1 سیستم گردش طبیعی6
1-2-5-2 سیستم گردش اجباری6
1-2-5-3  بویلرهای یکبار گذر (فوق بحرانی)(Once Through Boiler):6
1-2-6 طبقه بندی بویلرهای سیکل ترکیبی بر اساس سیستم آتش زایی7
1-2-6-1 بویلر بازیاب حرارت بدون احتراق اضافی7
1-2-6-2 بویلرهای بازیاب حرارت با احتراق اضافی8
1-2-6-2-1 بویلرهای با مشعل اضافی محدود شده9
1-2-6-2-2 استفاده از توربین گاز جهت پیش گرم کردن هوای دم بویلر9
1-2-6-2-3 بویلرهای با حداکثر احتراق اضافی9
1-2-7  طبقه بندی بویلرهای بازیاب حرارت بر اساس سطوح فشار بخار9
1-2-7-1 بویلرهای بازیاب حرارت تک فشاره10
1-2-7-2 بویلرهای بازیاب حرارت چند فشاره11
1-2-8 تأثیر پذیری کارایی سیکل ترکیبی از شرایط کاری13
1-2-8-1 تأثیر دمای هوای محیط بر قدرت و راندمان سیکل ترکیبی13
1-2-8-2 تأثیر بار توربین گاز بر راندمان سیکل ترکیبی13
1-2-8-3 تأثیر فشار بخار بر راندمان سیکل ترکیبی13
1-2-9 مزایا و معایب سیکل­های ترکیبی13
1-2-10 راندمان کلی نیروگاه­های سیکل ترکیبی15
1-3 کلیات شیرین سازی آب16
1-3-1 تعریف نمک­زدایی16
1-3-2 روشهای آب شیرین کنی16
1-3-2-1 تقطیر چند مرحلهای (MED)17
1-3-2-2 اسمز معکوس (RO)17
1-3-2-3 متراکم سازی مکانیکی بخار آب (MVC)18
1-3-2-4 تبخیر ناگهانی چند مرحلهای (MSF)18
1-3-2-5 تقطیر چند مرحله ای چگالش-  گرمایی بخار(MED-TVC)19
1-3-3 ارزیابی معیارها19
1-3-3-1  مقدار انرژی مورد نیاز19
1-3-3-2 هزینه تولید20
1-3-3-3 محیط زیست20
1-3-3-4 کدورت آب تولیدی20
1-3-3-5 نگهداری20
1-3-4 مبدل نمک زدای حرارتی چند مرحله­ای MED-TVC20
1-3-4-1  آرایش تغذیه پیشرو21
1-3-4-2 آرایش تغذیه موازی22
1-3-4-3 آرایش تغذیه موازی – متقاطع23
فصل2: روابط مربوط به بویلرهای بازیاب و آب شیرین­کن های MED-TVC و تشریح الگوریتم ژنتیک25
2-1 مقدمه26
2-2 روابط مهم در طراحی بویلرهای بازیاب حرارت26
2-2-1 پارامترهای مهم در طراحی بویلر بازیاب حرارت27
2-2-1-1  اختلاف دمای نهایی27
2-2-1-2  نقطه­ی پینچ27
2-2-1-3 نقطه­ی نزدیکی28
2-2-2 استخراج روابط سیکل تک فشاره29
2-2-3  استخراج روابط سیکل دو فشاره در آرایش مرسوم مبدل­های حرارتی30
2-2-4 سیکل ترکیبی سه فشار ساده31
2-2-4-1 استخراج روابط32
2-2-4-2 رابطه کار پمپ ها33
2-2-4-3 دبی جرمی بخار33
2-2-4-4  تلفات سرعت در خروجی توربین35
2-3 روابط مربوط به نمک­زدای چندمرحله­ای حرارتی35
2-3-1 معادلات تعادل هر افکت36
2-3-2 معادلات تعادل کوندانسور38
2-3-3 بررسی ضرایب انتقال حرارت39
2-3-4 طراحی ترموکمپرسور (کمپرسور حرارتی بخار)44
2-4 روابط ترمودینامیکی استفاده شده برای آب ، بخار و محصولات حاصل از احتراق47
2-4-1 روابط ترمودینامیکی استفاده شده برای آب ، بخار47
2-4-2 روابط ترمودینامیکی استفاده شده برای مخلوط دود ورودی به بویلر بازیاب حرارت49
2-5 الگوریتم ژنتیک49
2-5-1 مفاهیم الگوریتم ژنتیک50
2-5-2  الگوریتم ژنتیکی ساده52
2-5-3 عملگرهای انتخاب، برش و جهش53
فصل 3: روابط اگزرژواکونومیک و هزینه­ی تجهیزات در نیروگاه های چند منظوره تولید همزمان توان و آب شیرین56
3-1 مقدمه57
3-2  تحلیل اگزرژی58
3-2-1 اجزای اگزرژی58
3-2-2 بالانس اگزرژی و تخریب اگزرژی62
3-2-2-1 بالانس اگزرژی در یک سیستم بسته62
3-2-2-2 بالانس اگزرژی برای حجم کنترل63
3-2-2-3 تخریب اگزرژی64
3-2-3 متغیرهای اگزرژتیک67
3-3 تحلیل اقتصادی68
3-3-1 تخمین هزینه­ی سرمایه گذاری68
3-3-2 محاسبه نیازهای درآمدی70
3-3-3  هزینه­های همسطح شده70
3-3-4  تحلیل حساسیّت72
3-4 تحلیل ترمواکونومیک72
3-4-1 هزینه گذاری اگزرژی73
3-4-2 بالانس هزینه73
3-4-3 معادلات کمکی تعیین هزینه74
3-5 ارزیابی ترمواکونومیکی78
3-5-1 متغیرهای ترمواکونومیکی78
3-5-2 ارزیابی طراحی81
3-6 تحلیل اقتصادی و محیطی82
3-6-1 هزینه­های سرمایه گذاری سالیانه82
3-6-2 محاسبه بازگشت سرمایه و درآمد کل83
3-7 تشریح روشTOPSIS در یافتن نزدیک ترین حل در معادلات چند معیاره84
فصل 4: بهینه­سازی چند منظوره ترمودینامیکی، اگزرژتیک، اگزرژواکونومیک، بهینه سازی درآمدی و بازگشت سرمایه و هزینه های کلی سالانه در نیروگاه سیکل ترکیبی نکا87

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد