26863

مدلسازي و بهينه سازي سيكل تركيبي نيروگاه زباله سوز

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

ورودي 1398

1401/3/3

دكتر سپهر صنايع

مهندسي مكانيك

مدلسازي و بهينهسازي كوره زبالهسوز با بازيابي حرارت براي توليد الكتريسيته در اين تحقيق ارائه شده است. همچنين تجهيزات تصفيه گاز و جدايش خاكستر معلق در گازها در مدلسازي در نظر گرفته شده و شبيهسازي كامل برجهاي جاذب و جداكننده، صورت گرفته است. مدلسازي و بهينه سازي كامل زبالهسوز با مشخصات معمول زباله در كشور ايران با انتخاب توابع هدف هزينه وبازده اگزرژي كه با هم ادغام شده اند ، صورت گرفت. براساس روش تحليل اگزرژي-اقتصادي، شرايط بهينه براي عملكرد نيروگاه يافته شد. به دليل ميزان بالاي رطوبت زبالهي ايران از يك خشككن استفاده ميشود تا قبل از ورود زباله به كوره، رطوبت كاهش يابد. اين فرآيند باعث افزايش دماي گازهاي احتراق و بهبود عملكرد بخش توليد بخار و الكتريسيته ميشود. نرخ جرمي زباله ورودي به نيروگاه، 30 تن در ساعت ميباشد. پس از بهينهسازي بخش سيكل رانكين، با بهينه سازي سيستم بر مبناي هزينهي تجهيزات به تنهايي به عنوان تابع هدف ، هزينهي تجهيزات $/year 2,716,791 بدست آمد. درحالي كه با بهينه سازي سيستم بر مبناي مجموع هزينهي تخريب اگزرژي و تجهيزات به عنوان تابع هدف ، هزينهي تجهيزات به مقدار 98/4% افزايش يافت و به $/year 2,852,264 رسيد در حالي كه بازده اگزرژي كل 37/1% افزايش يافت و از 84/24% به 21/26% رسيد. بعلاوه، ميزان توان توليدي سيكل 32/20% افزايش يافت و از kW 7474 به kW 8993 رسيد. همچنين درحالت جدايش دياكسيدكربن از محصولات احتراق، مطالعه اقتصادي نشان داد كه سود خالص ساليانه نيروگاه از مقدار $/year 2,584,577 به $/year 10,998,331 ارتقاء يافت.

1401/05/29

Modeling and optimizing of a municipal solid waste incineration plant

5/24/2023 12:00:00 AM

In this paper, the modeling and optimizing of a municipal solid waste incinerator with heat recovery for power generation is presented. Also, the flue gas cleaning and fly ash removal systems have been considered along with complete simulation of absorber/stripper towers. The modeling and optimization is performed based on Iran’s municipal solid waste (MSW) composition. Objective functions such as cost rate and exergy efficiency have been selected and combined using an exergoeconomic analysis, resulting in efficient operating conditions with respect to both exergy efficiency and cost rate. Because of high moisture content of Iran’s MSW, a dryer is used to reduce MSW moisture, increasing the efficiency of the incinerator and flue gas temperatures. The inlet MSW mass flow rate is assumed to be 30 ton/hr. After the optimization in the rankine cycle section, by considering only the sum of equipment cost rates as the objective function, the total equipment cost rate amounts to 2,716,791.4 $/year. Whereas If the sum of both equipment and exergy destruction cost rates is considered as the objective function, the total equipment cost rate amounts to 2,852,264.8 $/year, resulting in an increase of 4.98%. However the total exergy efficiency will increase from 24.84% to 26.21%, an increase of 1.37%. In addition, the net power generation will increase from 7474 kW to 8993 kW, an increase of 20.32%. A comparison is also made between two cases of considering or neglecting CO_2 separation from the flue gases based on an economic perspective. The results showed that removing CO_2 from the flue gases and considering it as a product will increase the annual net profit of the plant from 2,584,577.1 $/year to 10,998,331.4 $/year, an increase of 325.53%.

زباله سوز , زباله شهري , بازيابي حرارت , تصفيه گاز , بهينه سازي

Incinerator , Municipal solid waste , Heat recovery , Flue gas cleaning , Optimization

Armin Haddadzadeh hendo

Dr. Sepehr Sanaye