بهینه سازی سیکل توربین گاز با مبدل حرارتی صفحه ای فین دار جهت ارتقای عملکرد و کاهش آلاینده ها

هدف در این کار ارتقاء راندمان و کاهش تولید آلاینده های زیست محیطی توربوکمپرسور گازی با بازگردش حرارتی و جرمی گازهای حاصل از احتراق به کمک دو نوع مبدل حرارتی پوسته لوله ای و صفحه ای فین دار است. مدلسازی ترمودینامیکی با استفاده از آنالیز انرژی و اگزرژی انجام شده است. مدل ترموهیدرولیکی مبدل های بازیاب با استفاده از آنالیز انتقال حرارت بهبود یافته و روش -NTU ε برای تخمین سطح حرارتی مورد نیاز مبدل ها و افت فشار آن ها انجام گرفته است. بهینه سازی سه هدفه مبدل های بازیاب، با اهداف بیشینه سازی راندمان اگزرژی سیکل، کمینه سازی زمان بازگشت سرمایه و کمینه سازی میزان تولید آلودگی NOx هردو نوع مبدل حرارتی پوسته لوله ای و صفحه ای فین دار با استفاده از الگوریتم ژنتیک صورت پذیرفته و جبهه بهینه پارتو حاصل گردیده و نقطه بهینه نهایی از میان نقاط موجود بر روی جبهه با استفاده از سه روش تصمیم سازی بلمن- زاده، TOPSIS و LINMAP انتخاب و در نتیجه بهترین مبدل ها برای هریک از حالات قرارگیری مبدل حرارتی پوسته لوله ای و صفحه ای فین دار انتخاب شده است. در پایان با مقایسه ی مبدل های حرارتی پوسته لوله ای و صفحه ای فین دار بهینه، بهترین مبدل، برای بازگردش حرارتی توربوکمپرسورهای گازی برگزیده شده است. در نهایت طرح بهینه ی نهایی، منجر به افزایش ۱۹.۱ درصد در راندمان اگزرژی و کاهش ۱۷.۹۳ درصد در میزان آلاینده های NOx شده است.

کلیدواژه ها:

Turbo-Compressor Gas Engine ، multi-objective optimization ، heat Recirculation ، exergy efficiency ، توربوکمپرسور گازی ، بهینه سازی چند هدفه ، بازگردش حرارتی با مبدل حرارتی ، راندمان اگزرژی ، الگوریتم ژنتیک