شماره ركورد
34548
پديد آورنده
نرگس شامرادي ساماني
عنوان
ارزيابي رسوب جامدات در كارخانه هاي انرژي زمين گرمايي بر پايه مدل ترموديناميكي ترسيب و شبيه سازي فرآيند
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
طراحي فرايند
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
مهدي عصاره
استاد مشاور
مهدي عصاره
دانشكده
مهندسي شيمي
چكيده
با توجه به اثرات مخرب پديده رسوبگذاري بر راندمان و اقتصاد نيروگاههاي زمين گرمايي، مدلسازي دقيق اين پديده به يك ضرورت انكارناپذير تبديل شده است. رسوباتي همچون كلسيت، كربناتها، سيليكاتها و سولفيدهاي فلزي به فراواني در بخشهاي مختلف سيستمهاي زمين گرمايي مشاهده ميشوند. اين پديده در نيروگاههاي چندمرحلهاي (فلاش و باينري) كه فرآيند جداسازي بخار پيچيدهتري دارند، اهميت بيشتري پيدا ميكند. اين پژوهش با هدف پيشبيني كمي نرخ رسوبگذاري املاح در چند نيروگاه نمونه به انجام شده¬است. در اين راستا، ابتدا شبيهسازي ترموديناميكي چرخه نيروگاه در نرمافزار Aspen HYSYS و با بهكارگيري مدل NRTL براي محاسبات فاز مايع و SRK براي فاز گازي صورت گرفته¬است. به منظور مدلسازي سينتيكي تشكيل كانيهاي كليدي شامل كلسيت (CaCO₃)، سيليس آمورف (SiO₂) و باريت (BaSO₄)، دادههاي خروجي از شبيهسازي شامل دما، فشار، دبي جريان هاي كليدي، به عنوان ورودي به نرمافزار تخصصي ژئوشيمي PHREEQC منتقل گرديده¬است. نتايج حاصل از مدل توسعهيافته، الگوهاي متمايز رسوبگذاري و تجهيزات حائز اهميت در هر نيروگاه زمين¬ گرمايي را در يك بازه پيشبيني 5 ساله نشان مي¬دهد. در نيروگاه تكفلش، جداكننده تجهيز مهم بود كه با تجمع 5.46 كيلوگرم رسوب (عمدتاً كلسيت) مواجه شد. در نيروگاه دابلفلش، جداكننده فشار بالا، با تجمع 2.96 كيلوگرم دولوميت و حضور همزمان باريت با شاخص اشباع بسيار بالا (3.96SI ≈ )، تجهيز مورد مطالعه قرار گرفته¬است. در مقابل، براي نيروگاه باينري، اگرچه مدار سيال عامل كاملاً عاري از رسوب بود، اما اتصال TEE-100 با تجمع 1.086 كيلوگرم دولوميت نقطه¬ي مهم براي بررسي نيروگاه قرار گرفته-است. اين مدل يكپارچه، ابزاري قدرتمند براي پيشبيني رفتار رسوبگذاري و اتخاذ راهبردهاي كنترلي بهينه و خاص براي هر نوع نيروگاهي فراهم ميآورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/28
عنوان به انگليسي
Assessment of Solid Deposition in Geothermal Power Plants Based on Thermodynamic Precipitation Modeling and Process Simulation
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
نرگس شامرادي ساماني
چكيده به لاتين
Given the detrimental impacts of mineral scaling on the efficiency and economic performance of geothermal power plants, precise modeling of this phenomenon has become an undeniable necessity. Deposits such as calcite, carbonates, silicates, and metal sulfides are commonly encountered in different sections of geothermal systems. This issue is particularly critical in multi-stage power plants (flash and binary), where steam separation processes are more complex. This research aims to quantitatively predict the rate of salt deposition in several representative geothermal power plants. Accordingly, a thermodynamic simulation of the plant cycle was performed using Aspen HYSYS, applying the NRTL model for the liquid phase and the SRK model for the gaseous phase. To simulate the kinetic formation of key minerals, including calcite (CaCO₃), amorphous silica (SiO₂), and barite (BaSO₄), output data from the thermodynamic model—such as temperature, pressure, and key flow rates—were transferred into the specialized geochemical software PHREEQC.The developed integrated model revealed distinct scaling patterns and identified the critical equipment in each geothermal power plant over a five-year prediction period. In the single-flash plant, the separator was found to be the most critical component, accumulating 5.46 kg of scale, predominantly composed of calcite. In the double-flash plant, the high-pressure separator exhibited an accumulation of 2.96 kg of dolomite, with the simultaneous presence of barite (saturation index SI ≈ 3.96). Conversely, in the binary plant, although the working fluid circuit remained entirely free of scale, the TEE-100 connection, with 1.086 kg of dolomite deposition, was identified as the most critical point for analysis. This integrated thermodynamic–kinetic modeling framework provides a powerful tool for predicting scaling behavior and developing optimized, plant-specific control and mitigation strategies.
كليدواژه هاي فارسي
انرژي زمين گرمايي , رسوبگذاري معدني , نرخ تجمع رسوبات , شاخص اشباع (SI)
كليدواژه هاي لاتين
Geothermal energy , mineral scaling , scale deposition rate , saturation index (SI)
Author
Narges Shamoradi samani
SuperVisor
Mehdi Asareh