بهینه سازی ترمودینامیکی و ترمواکونومیک چرخه ی رانکین آلی برای بازیافت گرمایی از کارخانه ی سیمان

در این پژوهش از یک چرخه رانکین آلی (ORC) به منظور بازیافت گرمایی از کارخانه سیمان تهران بهره گرفته شد. همچنین با ارایه بهینه سازی­ های هم ­زمان ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی از بین سه سیال مورد بررسی، سیال مناسب با بالاترین بازده انتخاب و معرفی شد. به منظور طراحی چرخه رانکین آلی دو روش که یکی شامل مبدل احیاکننده و دیگری بدون مبدل می ­باشد، در نظر گرفته شد. با مطالعهیی مقاله ­های گذشته و بررسی سیال ­های استفاده شده، تصمیم گرفته شد که از بین سیال­ هایی که از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی در مقاله ­های گذشته، بهترین سیال معرفی شده اند، سه نوع سیال آلی R۲۴۵fa، R۱۲۳ و نرمال پنتان در تحلیل­ های ترمودینامیکی و ترمواکونومیک مورد بحث و مقایسه قرار بگیرند. نتیجه­ ها نشان داد که در بهینه ­سازی ترمودینامیکی با مبدل احیاکننده سیال R۱۲۳ با ۷۶/۱۷ درصد بیش­ ترین بازده را نسبت به دو سیال دیگر دارا است و بدون مبدل احیاکننده دوباره سیال R۱۲۳ با بازده ۲۰ درصد، بالاترین نرخ بازده اول را دارا است. همچنین نتیجه ­های بهینه ­سازی اقتصادی بیانگر آن است که سیال R۱۲۳ با هزینه­ ی کل تولید توان برابر با ۱۹۹/۰ و  ۳۱۵/۰ به ترتیب در چرخه بدون احیاکننده و چرخه با احیاکننده کم­ ترین هزینه ی تولید را نسبت به دو سیال دیگر دارد. در کل می توان نتیجه گرفت به منظور بازیافت گرمایی از منابع دما متوسط، چه از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی و چه از نظر بهینه­ سازی ترمواکونومیک سیال R۱۲۳ می تواند انتخاب مناسبی برای چرخه ­هی ORC باشد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ترمودینامیکی ، بهینه سازی ترمواکونومیک ، چرخه ی رانکین آلی ، کارخانه ی سیمان