تحلیل اگزرژی چرخه‌ی ترکیبی پیشنهادی دی‌اکسید کربن فوق بحرانی و رانکین آلی از منبع زمین گرمایی سبلان

استفاده از انرژی‌های نو از جمله انرژی زمین گرمایی به سرعت در جهان در حال گسترش می‌باشد، منطقه سبلان در ایران پتانسیل بسیار خوبی برای تولید توان از منابع انرژی زمین گرمایی را دارا می‌باشد. در این مقاله یک چرخه‌ی ترکیبی تولید توان جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی با چرخه دی‌اکسید کربن فوق بحرانی و رانکین آلی) با توجه به دو چاه با دما و فشار متفاوت برای منابع زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده است. برای چرخه رانکین آلی چهار سیال عامل مناسب در نظر گرفته شده و سپس چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار می‌گیرد. در این مطالعه برای مبدل‌های چرخه‌ی دی‌اکسید کربن یک روش برای پیدا کردن محل نقطه تنگش پیشنهاد شده و در انتها چرخه پیشنهادی نسبت به فشار جداسازها، دمای اواپراتور دوم و نسبت فشار چرخه دی‌اکسید‌کربن مورد بهینه سازی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که سیال ان‌بوتان مناسبترین سیال برای چرخه رانکین می‌باشد، که در حالت بهینه برای چرخه پیشنهادی توان خالص 19934 کیلووات، بازده انرژی %17.05 و بازده اگزرژی %65.38 محاسبه شده است. طبق نتایج تحلیل اگزرژی توربین فشار پایین زمین گرمایی دارای بیشترین تخریب اگزرژی می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که برای چرخه‌ی پیشنهادی در این مقاله توان خالص تولیدی %15.29، بازده حرارتی %17.06 و بازده اگزرژی %18.35 نسبت به مطالعات قبلی بهبود یافته اند.

Exergy analysis of a new proposal combined cycle from Sabalan geothermal source

The use of new energies, including geothermal energy, is rapidly devoloping in the world. In Iran, the Sabalan area has a great potential for generating energy from geothermal energy sources. In this paper, a new power generation combined cycle (flash combined cycle with supercritical carbon dioxide and organic Rankine cycle) is proposed with respect to two wells with different temperatures and pressures for Sabalan geothermal sources. For the organic Rankine cycle, four fluids are considered appropriately and then proposed combination cycle is investigated by energy and exergy analysis. In this study, a new method proposed for the determination of Pinch point for carbon dioxide heat exchangers. In the end the proposed cycle has been optimized relative to seprators pressure, the second evaporator temperature and the carbon dioxide cycle pressure ratio. The results show that the nbutane agent has been selected as the most suitable fluid for the Rankine cycle. For the optimal condition, the net power of the proposed cycle is 19934 kW, the cycle efficiency will be 17.05% and the exergy efficiency will be65.38 %.The results of exergy analysis show that the low pressure turbine in geothermal have the highest value of exergy destruction. The results show that net power output, energy and exergy efficiencies of the proposed cycle in this paper is 15.29 %, 17.06% and 18.35% higher than the corresponding values obtained for the previously proposed system.