بهینه‌سازی ترمواکونومیکی چرخۀ کالینای مافوق گرم برای دماهای مختلف منابع زمین‌گرمایی در ایران

منابع زمین‌گرمایی یکی از منابع حرارتی تجدیدپذیر هستند. در مطالعة حاضر، ابتدا به امکان‌سنجی استفاده از یک چرخة کالینای مافوق گرم برای تولید توان از منابع زمین‌گرمایی در ایران پرداخته شده‌است. بااستفاده از تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی، تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل فشار توربین و غلظت آب آمونیاک بر عملکرد چرخة کالینای مافوق گرم در دمای منبع حرارتی ˚c170 بررسی شده‌است. نتایج نشان می دهد در دمای منبع حرارتی ˚c170 و غلظت 65%، بیشترین کار خالص چرخه در فشار توربین  bar28.33 و کمترین هزینة اگزرژی تولید توان در فشار  bar19.44 اتفاق می افتد. هم‌چنین در فشار ثابت bar22، بیشینة کار خالص و کمینة هزینة اگزرژی تولید توان به‌ترتیب در غلظت %66 و غلظت %70.33 اتفاق می افتند. نهایتاً کمینه کردن هزینة اگزرژی تولید توان به‌عنوان تابع هدف انتخاب شد و بااستفاده از الگوریتم ژنتیک مقادیر فشار توربین و غلظت آب آمونیاک به‌طور هم‌زمان بهینه گردید. سرانجام، به‌منظور دست‌یابی به حداکثر عملکرد، برای دماهای مختلف منابع زمین‌گرمایی در ایران مقادیر بهینة فشار و غلظت در جدولی معرفی شد.

Thermoeconomic Optimization of a Superheated Kalina Cycle for Various Geothermal Source Temperatures in Iran

Geothermal sources are one of the renewable heat sources. In the present study, at first, the feasibility of using a superheated Kalina cycle to generate power by geothermal sources in Iran has been investigated. Using thermodynamic and thermoeconomic analyses, the effect of operating parameters including turbine pressure and waterammonia concentration on the performance of the superheated Kalina cycle at a heat source temperature of 170˚C has been investigated. The results show that at a heat source temperature of 170˚C and a concentration of 65%, the highest net power of cycle occurs at turbine pressure of 28.33 bar and the lowest exergy cost of power generation happens at the pressure of 19.44bar. Also, at a constant pressure of 22 bar, the maximum net power and minimum exergy cost of power generation occur at the concentration of 66% and 70.33%, respectively. Finally, minimizing the exergy cost of power generation was selected as the objective function and the values of turbine pressure and waterammonia concentration were optimized simultaneously using a genetic algorithm. Eventually, in order to achieve maximum performance, for different temperatures of geothermal sources in Iran optimal values of pressure and concentration were introduced in a table.