تحلیل اگزرژی- اقتصادی سیستم تولید همزمان توان و گرما از بیوگاز تصفیه خانه فاضلاب (مطالعه موردی تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران)

در سال‌های اخیر با توجه به افزایش جمعیت شهری و نیاز به توسعه تصفیه خانه‌های فاضلاب از یک سو و بحران انرژی از سوی دیگر، بیوگاز حاصل از لجن تصفیه خانه‌های فاضلاب به یک منیع مهم جهت تولید انرژی تبدبل شده‌است. بنابراین طراحی، ساخت و بهره برداری واحدهای تولید توان و گرما در تصفیه خانه‌های فاضلاب ضروری به نظر می‌رسد. هدف این پژوهش تحلیل اگزرژی اقتصادی سیستم تولید همزمان توان و گرما از بیوگاز تولیدی در تصفیه خانه فاضلاب می‌باشد. برای این منظور نیروگاه تولید توان و گرمای تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران به صورت موردی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. معادلات اگزرژی و اقتصادی برای اجزای سیستم استخراج و سپس یا استفاده از نرم افزار ees حل شده‌اند. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین تخریب اگزرژی سیستم در مخرن ذخیره گاز اتفاق می‌افتد. توان خالص تولیدی سیستم برابر 1452 کیلووات و بازده انرژی آن حدود 53% است. نرخ هزینه سیستم برابر 117.7 دلار بر ساعت و دوره بازگشت سرمایه آن برابر 4.2 سال و وابسته به حالت بهره برداری است.  

exergoeconomic analysis of power and heat cogeneration system from biogas of waste water treatment plant (case study: south tehran waste water treatment plant)

in recent years, due to the increase in the urban population and the need to develop sewage treatment plants on the one hand and the energy crisis on the other hand, biogas obtained from the sludge of wastewater treatment plants has become an essential resource for energy production. therefore, the design, construction, and operation of power and heat production units in wastewater treatment plants are essential. this research aims to analyze the exergoeconomic of a system of combined heat and power production (chp) from biogas produced in the wastewater treatment plant. for this purpose, the power and heat generation plant of a sewage treatment plant in the south of tehran has been studied as a case study. the exergy and economic equations for the system's components are extracted and solved using ees software. this research showed that the system's most exergy destruction occurs in the gas storage tank. the system's net production power is 1452 kw, and its energy efficiency is about 53%. the cost rate of the system is 117.7($/h), and its return period is 4.2 years, which means that the system's payback depending on the operating mode.