شماره ركورد
34811
پديد آورنده
سيدرضا سيدعظيمي
عنوان
بهينه ساز ي چندهدفه و تحليل 4E يك چرخه هيبريدي بر پايه كربن گير ي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك-تبديل انرژي
سال تحصيل
1404-1405
تاريخ دفاع
1404/12/26
استاد راهنما
مهدي مقيمي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
باتوجهبه رشد روزافزون جمعيت جهاني و افزايش همزمان تقاضا براي مصرف برق، نياز به سيستمهاي توليد توان بهينه بيش از پيش احساس ميشود. علاوه بر اين، تغييرات اقليمي و افزايش ميانگين دماي جهاني، ضرورت استفاده از سيستمهاي نوآورانه با بازدهي بالاتر و انتشار كمتر گازهاي گلخانهاي را مطرح ميسازد. اين پژوهش به ارزيابي يك سيستم بهينه براي توليد توان، جذب و مايعسازي كربندياكسيد، و توليد همزمان گرمايش و برق پرداخته است. اين سيستم بر پايه يك نيروگاه تركيبي طراحي شده كه بهمنظور كاهش اثر گازهاي گلخانهاي، در تركيب با سيستمهاي كربنگيري موردمطالعه قرار گرفته است. در اين تحقيق، تحليلهاي پارامتريك و حساسيت از جمله تحليلهاي انرژي، اگزرژي، اقتصادي و محيطزيستي انجام شده است. خروجيهاي سيستم پايه شامل توان خالص خروجي نيروگاه تركيبي به ميزان 232 مگاوات و مقدار توليد كربندياكسيد برابر با 19.7 كيلوگرم بر ثانيه ميباشد. تحليل واحد رانكين ارگانيك نشاندهنده بيشينه بازدهي در استفاده از سيال عامل R245fa است كه موجب توليد كار خالص به ميزان 3.4 مگاوات و بازدهي انرژي 17.3 درصد در واحد مذكور گرديده است. همچنين با استفاده فعال از حلالهاي متيل دياتانول آمين (MDEA) و پايپرازين (PZ)، مقدار گرماي مصرفي برج جداساز بهازاي هر كيلوگرم كربندياكسيد به ميزان 2.38 مگاژول بر كيلوگرم كاهشيافته است. بر اساس آناليز اقتصادي و مزيت فروش كربندياكسيد، هزينه همسطح شده برق معادل 38 دلار بهازاي هر مگاوات ساعت و زمان بازگشت سرمايه در شرايط بهينه به 7.33 سال رسيده است. بهينهسازي سيستم با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي و الگوريتم تكاملي ژنتيك موجب كاهش هزينه همسطح شده برق و افزايش بازدهي انرژي و اگزرژي شده است. در نهايت، بازدهي انرژي سيستم بهينه شده برابر با 58.6 درصد و بازدهي اگزرژي برابر با 54 درصد بوده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/26
عنوان به انگليسي
Multi-Objective Optimization and Comprehensive 4E Analysis of a Hybrid Cycle
تاريخ بهره برداري
4/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سيدرضا سيدعظيمي
چكيده به لاتين
With the increasing global population and the simultaneous growth in electricity demand, the need for efficient power generation systems has become more pressing. In addition, climate change and the rise in the global average temperature highlight the need for innovative systems with higher efficiency and lower greenhouse gas emissions. This study evaluates an optimal system for power generation, carbon dioxide absorption and liquefaction, and simultaneous heating and cooling. The system is based on a combined cycle power plant integrated with carbon capture units to reduce greenhouse gas emissions. Parametric and sensitivity analyses, including energy, exergy, economic, and environmental assessments, were conducted. The base system delivers a net combined cycle power output of 232 MW and a carbon dioxide production rate of 19.7 kg/s. Analysis of the organic Rankine unit shows that using R245fa as the working fluid yields the maximum efficiency, producing a net power output of 3.4 MW and an energy efficiency of %17.3 in this unit. Furthermore, by actively employing methyl diethanolamine (MDEA) and piperazine (PZ) solvents, the heat consumption of the separation tower has been reduced by 2.38 megajoules per kilogram of captured carbon dioxide. Based on the economic analysis and the revenue from selling carbon dioxide, the levelized cost of electricity is $38 per megawatt-hour, and the payback time under optimal conditions is 7.33 years. System optimization using artificial neural networks and genetic evolutionary algorithms reduces the levelized cost of electricity and increases both energy and exergy efficiencies. In the optimized system, the energy efficiency is %58.6 and the exergy efficiency is %54.
كليدواژه هاي فارسي
انرژي , اگزرژي , اقتصادي , نيروگاه تركيبي , كربن گيري
كليدواژه هاي لاتين
energy , exergy , economic , Combined Cycle , Carbon Capture
Author
Seyed Reza Seyed Azimi
SuperVisor
Mahdi Moghimi