19803

۱۹۸۰۳

مدل‌سازي و بهينه‌سازي سيستم توليد همزمان برق و حرارت با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي موجود در محرك اوليه

كارشناسي ‌ارشد

مهندسي صنايع

۹۷-۹۸

۱۳۹۷/۷/۱۱

دكتر محمد سعيدي مهرآباد

دكتر رسول نورالسنا

صنايع

تدوين برنامه بلندمدت بهينه‌سازي بخش عرضه انرژي، تاثير مثبتي بر اقتصاد كشور و ارتقاي نقش كشور در بازارهاي جهاني انرژي دارد. از جمله نتايج حاصل از برنامه بهينه‌سازي بخش عرضه انرژي، بهبود راندمان و كاهش توليد آلاينده‌هاي ‌زيست محيطي ناشي از توليد انرژي است. معمولاً برق مورد نياز واحدهاي صنعتي، ساختمان¬هاي تجاري و ساختمان¬هاي مسكوني از نيروگاه¬هاي عمده كشور تأمين مي¬شود. در حالي¬كه نياز حرارتي تمام آن¬ها در همان محل توليد مي¬گردد. اما روش ديگري كه از ديرباز وجود داشته و امروزه به دليل مزاياي قابل توجه آن، توجه بيشتري را معطوف خود كرده، توليد همزمان برق و حرارت است. توليد همزمان يكي از راهكارهاي بهينه‌سازي در بخش عرضه انرژي مي¬باشد، كه منجر به بهبود راندمان و كاهش توليد آلاينده‌هاي زيست‌محيطي ناشي از توليد انرژي مي¬شود. در سيستم¬هاي توليد همزمان يك محرك اوليه انرژي شيميايي سوخت را آزاد نموده، و به توان مكانيكي در محور خروجي تبديل مي¬كند. در اين موارد، محور محرك با يك ژنراتور كوپل شده، و توان الكتريكي توليد مي¬شود. بايد توجه داشت كه محرك¬هاي اوليه با توجه به انواع مختلف آن، پس از روشن شدن بلافاصله قابليت خاموش‌شدن را ندارند. همچنين پس از خاموش‌شدن نيز، نيازمند مدت زماني هستند تا دوباره راه¬اندازي، و قادر به توليد برق شوند. همچنين عوامل متعددي از جمله بالابودن هزينه راه‌اندازي سيستم، افزايش نرخ استهلاك و افزايش هزينه‌هاي نگهداري و تعميرات در پي ازدياد دفعات روشن و خاموش‌شدن سيستم، و ... در تمايل به حداقل زمان روشن‌ماندن سيستم پس از راه‌اندازي و نيز حداقل زمان خاموش‌ماندن سيستم پس از خاموش كردن آن، تاثير بسزايي دارد. در نظر¬گرفتن اين موضوع در بهينه¬سازي اين مسائل نقش مهمي خواهد‌داشت. هدف اين پژوهش نيز، ارائه يك مدل نوآورانه با در نظر‌گرفتن اين مهم، به همراه فاكتورهاي تاثير‌گذار ديگر، به منظور بهينه‌سازي اين گونه مسائل مي‌باشد. واژگان كليدي: توليد همزمان، توليد برق و حرارت، محرك اوليه، بهينه‌سازي.

1397/09/19

optimization of the system for producing electricity and heat simultaneously, taking into account the limitations of the initial stimulus

12/11/2018 12:00:00 AM

Developing a long-term program for optimizing the energy supply sector positively influences the country's economy and contributes to promoting the role of the country in the global energy markets. The results obtained from the energy optimization program in the energy supply sector include the efficiency improvement and reduced production of environmental pollutants due to energy production. The electricity required by industrial units, commercial buildings, and residential buildings are usually provided by the major power plants of the country, while all their thermal requirements are produced in the same place. However, another long existed method that has drawn more attention nowadays due its remarkable advantages is the simultaneous production of electricity and heat. Cogeneration or combined heat and power (CHP) is one of the optimization strategies in the energy sector, which leads to improved efficiency and reduced production of environmental pollutants resulting from energy generation. In the cogeneration (CHP) systems, a primary motive (driving force) releases the fuel chemical energy and converts it to mechanical power in the output axis. In these cases, the drive axis (drive shaft) is coupled to a generator to generate the electric power. It should be noted that the initial stimuli (driving forces), depending on their different types, cannot be immediately turned off after being turned on. Also, after shutting down, they need time for re-starting and becoming able to generate electricity. In addition, several factors such as system set-up costs, increased depreciation rates, increased maintenance and repair costs due to the increased number of the system's turns on and off, etc. have a significant impact on the tendency to minimize the system's running time after launching as well as the minimum time of the system's off after shutting down. This will play a major role in optimizing these issues. The aim of this research was to provide an innovative model by considering this important issue along with other influential factors to optimize these issues. Keywords: Combined Heat and Power, Generation of electricity and heat, initial stimulus, optimization.