تحلیل اگزرژی - اقتصادی چرخه های رانکین آلی برای جبران گرمای اتلافی با سیالهای آلی مختلف

چرخه های رانکین آلی (ORC) تکنولوژی مناسبی برای تبدیل انرژی گرمایی با کیفیت پایین به الکتریسیته هستند. همچنین با بهره گیری از این چرخه ها از اتلاف حرارت به محیط جلوگیری می شود. در این مقاله به بررسی یک چرخه ی تولید توان رانکین آلی (ORC) از منظر اگزرژی - اقتصادی پرداخته شده است . سیالهای آلی در نظر گرفته شده R۱۲۳، R۲۴۵fa و R۶۰۰ هستند که استفاده از آنها در چرخه -های رانکین آلی معمول است . چرخه رانکین آلی پیشنهادی برای جبران انرژی گازهای خروجی از توربین گاز با دمای ۴۲۵ کلوین استفاده شده است که این چرخه ها برای تولید توان از منابع انرژی با کیفیت پایین مناسب هستند.در این مقاله ابتدا سیستم از دیدگاه قانون دوم ترمودینامیک تحلیل شده تا سیال آلی بهینه با بالاترین بازده اگزرژی مشخص شود. سپس سیستم از منظر اگزرژی - اقتصادی و با در نظر گرفتن نرخ هزینه نهایی سیستم به عنوان تابع هدف تحلیل شده است . نتایج نشان می -دهد که در بین سه سیال پیشنهادی R۱۲۳ کمترین هزینه نابودی اگزرژی و بالاترین بازده اگزرژی را دارد که به ترتیب برابر ۹/۲۰۰ دلار بر ساعت و ۸۴/۳۷ % است . همچنین ضریب اگزرژی - اقتصادی چرخه برای هر سه سیال تقریبا برابر ۸/۶% است . این مقدار کم ضریب اگزرژی - اقتصادی نشان دهنده این است که افزایش هزینه های سرمایه گذاری سیستم منجر به بهبود عملکرد اگزرژی - اقتصادی سیستم خواهد شد. نتایج مطالعه پارامتری نشان می دهد که افزایش دمای تبخیرکن ابتدا باعث کاهش و سپس افزایش نرخ هزینه نهایی سیستم خواهد شد. همچنین افزایش اختلاف دمای پینچ تبخیرکن منجر به افزایش نرخ هزینه نهایی سیستم خواهد شد.

کلیدواژه ها:

چرخه رانکین آلی (ORC) ، اگزرژی - اقتصادی