پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 426 |
| تعداد مقالات | 5,554 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,692,589 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,657,830 |
تحلیل ترمودینامیکی یک آرایش جدید تولید همزمان توان، برودت، هیدروژن و اکسیژن با استفاده از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 11، دوره 53، شماره 1، فروردین 1400، صفحه 135-154 اصل مقاله (3.19 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2019.15500.6138 | ||
| نویسندگان | ||
| مهران عبدالعلی پورعدل1؛ شهرام خلیل آریا* 2؛ فرزاد محمدخانی3 | ||
| 1گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2صنعتی ارومیه*مهندسی مکانیک | ||
| 3گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| چکیده | ||
| استفاده از سیستم‌های تولید همزمان به سرعت در جهان در حال گسترش می‌باشد. باوجوداینکه منطقه زمین‌گرمایی سبلان یکی از مهم‌ترین مناطق زمین‌گرمایی ایران می‌باشد، مطالعه‌ای در خصوص امکان‌سنجی سیستم‌های تولیدهمزمان در این منطقه انجام نگرفته است. با هدف پر کردن خلأ موجود در این زمینه، در این مقاله امکان استفاده از یک چرخه ترکیبی جدید برای تولیدهمزمان توان، هیدروژن، اکسیژن و برودت از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان پیشنهاد و مورد مطالعه قرار گرفته است. چرخه پیشنهادی، ترکیبی از تبخیر آنی دومرحله‌ای از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان به‌عنوان منبع حرارتی، چرخه‌ی رانکین آلی به عنوان مولد انرژی برای تولید هیدروژن از الکترولایزر غشاء پروتونی و سیستم تبرید جذبی تکاثره به عنوان قسمت تولید سرمایش می‌باشد. ابتدا شبیه‌سازی ترمودینامیکی چرخه تولیدهمزمان با استفاده از نرم‌افزار حل معادلات مهندسی انجام شده و سپس تأثیر پارامترهای مؤثر همانند فشار جداساز اول و دوم، دمای اواپراتور رانکین، اختلاف دمای نقطه‌ی تنگش، دمای ژنراتور، نسبت کار ورودی به سیستم غشایی و دمای محیط بر عملکرد سیستم بررسی شده است. طبق بررسی پارامتریک با افزایش فشار جداساز اول و دوم مقدار بازده حرارتی و برودت افزایش می‌یابند. طبق نتایج حاصله، توان خالص تولیدی، تولید هیدروژن، سرمایش، بازده حرارتی و بازده اگزرژی به ترتیب 14749 کیلووات، 25/13 کیلوگرم بر ساعت، 10925 کیلووات، 34/22 درصد و 62/50 درصد حاصل شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تحلیل ترمودینامیکی؛ نیروگاه زمین‌گرمایی سبلان؛ الکترولایزر غشاء پروتونی؛ تبرید جذبی؛ چرخه‌ی رانکین آلی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Thermodynamic Analysis of a Novel Power, Cooling, Hydrogen and Oxygen Multi-Generation Combined Cycle Based on the Sabalan Geothermal Wells | ||
| نویسندگان [English] | ||
| mehran abdolalipouradl1؛ Shahram Khalilarya2؛ Farzad Mohammadkhani3 | ||
| 1Mechanical Engineering Department, Faculty of engineering, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 3Department of Mechanical Engineering, Mechanical Engineering Faculty, University of Tabriz, Tabriz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| The use of multi-generation systems is rapidly developing in the world. Although Sabalan geothermal field is one of the important geothermal fields of Iran, the possibility of using the multi-generation systems has not yet been performed. As an attempt to fulfill the gap in the field, a new cooling, hydrogen, oxygen, and power multi-generation cycle for using Sabalan geothermal wells is proposed and analyzed. In the proposed system, the double flash configuration from the Sabalan geothermal wells as the heat source is used. An organic Rankine cycle is used to generate power for the proton exchange membrane for hydrogen production and a LiBr-H2O absorption refrigeration system is used for cooling production. First, a simulation was done by Engineering Equation Solver software and then the effects of some design parameters, such as separators pressures, evaporator temperature, pinch point temperature difference in the Rankine evaporator, generator temperature and ambient temperature on the integrated system performance are studied. A parametric study shows that the value of the thermal efficiency and cooling continuously increases with separators' pressures. According to the results, the value of the net output power, hydrogen production, cooling and thermal and exergy efficiencies of the cogeneration system are obtained as 14739 kW, 13.25 kg/hr, 10925 kW, 22.34% and 50.62% respectively. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Thermodynamic analysis, Sabalan geothermal power plant, Proton exchange membrane electrolysis, Absorption refrigeration, Organic Rankine cycle | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. Coskun, A. Bolatturk, M. Kanoglu, Thermodynamic and economic analysis and optimization of power cycles for a medium temperature geothermal resource, Energy conversion and management, 78 (2014) 39-49. [2] A.D. Pasek, T.F. Soelaiman, C. Gunawan, Thermodynamics study of flash–binary cycle in geothermal power plant, Renewable and sustainable energy reviews, 15(9) (2011) 5218-5223. [3] M.F. Orhan, B.S. Babu, Investigation of an integrated hydrogen production system based on nuclear and renewable energy sources: Comparative evaluation of hydrogen production options with a regenerative fuel cell system, Energy, 88 (2015) 801-820. [4] T. Özgür, A.C. Yakaryılmaz, A review: Exergy analysis of PEM and PEM fuel cell based CHP systems, International Journal of Hydrogen Energy, 43(38) (2018) 17993-18000. [5] A.T. Pham, T. Baba, T. Shudo, Efficient hydrogen production from aqueous methanol in a PEM electrolyzer with porous metal flow field: influence of change in grain diameter and material of porous metal flow field, International Journal of Hydrogen Energy, 38(24) (2013) 9945-9953. [6] R. García-Valverde, N. Espinosa, A. Urbina, Simple PEM water electrolyser model and experimental validation, International Journal of Hydrogen Energy, 37(2) (2012) 1927-1938. [7] M. Ni, M.K. Leung, D.Y. Leung, Energy and exergy analysis of hydrogen production by a proton exchange membrane (PEM) electrolyzer plant, Energy conversion and management, 49(10) (2008) 2748-2756. [8] R. Gomri, Second law comparison of single effect and double effect vapour absorption refrigeration systems, Energy Conversion and Management, 50(5) (2009) 1279-1287. [9] M. Jradi, S. Riffat, Tri-generation systems: Energy policies, prime movers, cooling technologies, configurations and operation strategies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32 (2014) 396-415. [10] V. Zare, A comparative thermodynamic analysis of two tri-generation systems utilizing low-grade geothermal energy, Energy Conversion and Management, 118 (2016) 264-274. [11] H. Ghaebi, A.S. Namin, H. Rostamzadeh, Performance assessment and optimization of a novel multi-generation system from thermodynamic and thermoeconomic viewpoints, Energy Conversion and Management, 165 (2018) 419-439. [12] H. Ghaebi, T. Parikhani, H. Rostamzadeh, B. Farhang, Proposal and assessment of a novel geothermal combined cooling and power cycle based on Kalina and ejector refrigeration cycles, Applied Thermal Engineering, 130 (2018) 767-781. [13] Y.E. Yuksel, M. Ozturk, I. Dincer, Analysis and performance assessment of a combined geothermal power-based hydrogen production and liquefaction system, International Journal of Hydrogen Energy, 43(22) (2018) 10268-10280. [14] P. Ahmadi, I. Dincer, M.A. Rosen, Thermodynamic modeling and multi-objective evolutionary-based optimization of a new multigeneration energy system, Energy Conversion and Management, 76 (2013) 282-300. [15] P. Ahmadi, I. Dincer, M.A. Rosen, Development and assessment of an integrated biomass-based multi-generation energy system, Energy, 56 (2013) 155-166. [16] I. Dincer, C. Zamfirescu, Renewable‐energy‐based multigeneration systems, International Journal of Energy Research, 36(15) (2012) 1403-1415. [17] M. Ameri, S. Amanpour, S. Amanpour, Energy and exergy analysis and optimization of a double flash power plant for Meshkin Shahr region, in: World Renewable Energy Congress-Sweden; 8-13 May; 2011; Linköping; Sweden, Linköping University Electronic Press, 2011, pp. 1297-1304. [18] S. Jalilinasrabady, R. Itoi, P. Valdimarsson, G. Saevarsdottir, H. Fujii, Flash cycle optimization of Sabalan geothermal power plant employing exergy concept, Geothermics, 43 (2012) 75-82. [19] S.M. Bina, S. Jalilinasrabady, H. Fujii, Thermo-economic evaluation of various bottoming ORCs for geothermal power plant, determination of optimum cycle for Sabalan power plant exhaust, Geothermics, 70 (2017) 181-191. [20] A. Aali, N. Pourmahmoud, V. Zare, Proposal and Analysis of a New Cycle for Power Generation from Sabalan Geothermal Wells, Journal of Mechanical Engineering University of Tabriz, 47(3) (2017) 139-147. (in Persian). [21] A. Aali, N. Pourmahmoud, V. Zare, Exergy Analysis of a New Proposed Cycle for Power Generation from Sabalan Geothermal Wells,, Journal of Mechanical Engineering University of Tabriz, 48(1) (2018) 251-260. (in Persian). [22] A. Aali, N. Pourmahmoud, V. Zare, Exergoeconomic analysis and multi-objective optimization of a novel combined flash-binary cycle for Sabalan geothermal power plant in Iran, Energy Conversion and Management, 143 (2017) 377-390. [23] m. abdolalipouradl, S. Khalilarya, s. jafarmadar, Exergy analysis of a new proposal combined cycle from Sabalan geothermal source, Modares Mechanical Engineering, 18(4) (2018) 11-22. (in Persian). [24] M. Abdolalipouradl, S. Khalilarya, S. Jafarmadar, The thermodynamic analysis of a novel integrated transcritical CO2 with Kalina 11 cycles from Sabalan geothermal wells, Modares Mechanical Engineering, 19(2) (2018) 335-346. (in Persian). [25] F. Mohammadkhani, F. Ranjbar, M. Yari, A comparative study on the ammonia–water based bottoming power cycles: The exergoeconomic viewpoint, Energy, 87 (2015) 425-434. [26] A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, Thermal design and optimization, John Wiley & Sons, 1996. [27] J. Ahrendts, Reference states, Energy, 5(8-9) (1980) 666-677. [28] S. Klein, F. Alvarado, EES—Engineering Equation Solver. F-Chart Software. 2002. [29] M. Yari, A. Mehr, V. Zare, S. Mahmoudi, M. Rosen, Exergoeconomic comparison of TLC (trilateral Rankine cycle), ORC (organic Rankine cycle) and Kalina cycle using a low grade heat source, Energy, 83 (2015) 712-722. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 817 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,176 |
||