کاربرد آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی در بهینه‌سازی انرژی و آلاینده‌ها در نیروگاه‌های حرارتی بخار

زمینه و هدف: توانایی تکنولوژی پینچ در ارایه یک روش کلی در طراحی و تحلیل فرایندها می‌باشد، ولی این تکنولوژی در تحلیل سیستم‌هایی که علاوه بر حرارت شامل توان نیز هستند ناتوان است. از طرف دیگر، آنالیز اگزرژی علاوه بر توانایی تحلیل سیستم‌های شامل حرارت و توان، این توانایی را دارد که قسمت های غیرموثر سیستم را شناسایی و بیش ترین اصلاحات ممکن سیستم را تعیین کند.روش بررسی: محدودیت اصلی آنالیز اگزرژی عدم ارایه یک روش جامع در طراحی سیستم است. آنالیز ترکیبی پنچ و اگزرژی، که از ترکیب دو روش ذکر شده به دست می‌آید با استفاده از توانایی هر دو روش، محدودیت‌های هر دو روش را رفع می‌کند. در این مقاله سعی شده است، با معرفی نیروگاه رامین اهواز به عنوان نیروگاه مورد مطالعه، با استفاده از روش cpea اصلاحات موثر شناسایی و مورد بررسی قرار گیرد.  یافته ها:سه سناریو اصلاحی پیشنهادی  به منظور بهینه سازی نیروگاه مورد نظر استفاده شده است که عبارتند از :1نزدیک کردن پینچ ها، 2افزایش بخار در بویلر 3کاهش فشار کندانسور.بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد امکان افزایش بازده نیروگاه مورد مطالعه در حدود 1.7 درصد افزایش با به کار بردن این روش وجود دارد. هم چنین میزان مصرف سوخت1569متر مکعب در ساعت و تولید گازهای خروجی در حدود 1.7 درصد (معادل 20 تن بر ساعت) کاهش می یابد. لذا تولید آلاینده ها به نحو چشم گیری کاهش می یابد. برای شبیه سازی نیروگاه از نرم افزار(steam pro) thermoflow و برای تحلیل cpea از نرم افزار aspen pinch استفاده شده است.

Application of Combined Pinch and Exergy Analysis for Energy and Emissions Optimization of Steam Power Plants

Background and Objective: The ability of Pinch Technology is related to design and analysis of processes; however, it can’t be used individually for heat and power system. In the other words, exergy analysis can apply for evaluation of heat and power systems. It can determine unavoidable parts of energy systems and specify the maximum potential of optimization.Method: The main limitation of exergy analysis is the lake of general and clear method for design of system. The combined pinch and exergy analysis that using the advantages of both methods satisfy the limitations. In this paper, the RAMIN Ahvaz thermal power plant as a case study is defined. Furthermore, using CPEA the potential of optimization has been determined and evaluated.Findings: Three proposed modification scenarios have been used for optimization of Power Plant as follows: 1. approaching pinch temperatures 2. Increasing steam in boiler and 3.Decreasing pressure of condenser.Discussion and Conclusion: With employing both methods the efficiency of power plant has been increased by 1.7%. In addition, the fuel consumption is about 1569 m3/h and flue gases have been reduced by 1.7% (20t/h). So, the emissions have been reduced by 1.7%. The Thermoflow (Steam Pro) software has been applied for simulation of case study. In addition, Aspen Pinch Software has been employed for CPEA.