تحلیل پارامتریک و بهینه‌سازی سیستم تولید سه‌گانه بر پایه پیل سوختی اکسید جامد لوله‌ای

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 ارومیه*مهندسی مکانیک

3 دانشکده فنی گروه مکانیک دانشگاه ارومیه

4 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه ارومیه عضو هیئت علمی

doi
10.22060/mej.2018.14139.5807
چکیده

در این تحقیق، مطالعه پارامتریک و بهینه‌سازی سیستم تولید سه‌گانه جدید پیل سوختی اکسید جامد ، توربین گاز، مولد بخار بازیافت حرارت، چرخه تبرید جذبی گکس و مبدل بازیافت حرارت جهت تولید توان، سرمایش و گرمایش موردبررسی قرارگرفته است. در این تحقیق به‌منظور مدیریت گرمای هدر رفت، مولد بخار بازیافت حرارت در بالادست چرخه تبرید قرار داده‌شده و درنهایت از حرارت موجود در خروجی سیستم در یک مبدل بازیافت حرارت استفاده می‌شود. با توجه به اهمیت نقش پیل سوختی در سیستم معرفی‌شده تحلیل الکتروشیمیایی کاملی در پیل انجام‌ می‌شود. در ادامه، بامطالعه پارامتریک سیستم ترکیبی اشاره‌شده، تأثیرات چگالی جریان، ضریب مصرف سوخت، نسبت فشار کمپرسور و ضریب بهره‌برداری هوا بر روی پارامترهای عملکردی سیستم، بررسی‌شده است. پس از بررسی پارامتریک، بهینه‌سازی سیستم به روش الگوریتم ژنتیک به‌منظور تعیین نقاط بهینه عملکردی انجام‌گرفته است. با توجه به نتایج بهینه‌سازی و اگزرژواکونومیکی سیستم بهینه ، کمینه مجموع هزینه واحد اگزرژی محصولات، نرخ هزینه تخریب اگزرژی و ضریب اگزرژواکونومیکی کل سیستم بهینه به ترتیب 277/2 دالر بر گیگا ژول، 40/8 دالر بر ساعت و 27/8 درصد حاصل شدند؛ بنابراین افزایش هزینه سرمایه‌گذاری اولیه اجزا می‌تواند عملکرد اگزرژواکونومیکی سیستم را بهبود بخشد.