جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای امیر قائم پناه)
موضوع: بازیابی حرارتی ایستگاه تقویت فشار گاز دهق با استفاده از چرخه رنکین با سیال کاری ارگانیک
ارائه دهنده: امیر قائم‌پناه
استادان راهنما: دکتر ایمان چیت‌ساز
استادان داور: دکتر علی‌اکبر عالم‌رجبی، دکتر محسن دوازده امامی
چکیده:
در سالیان اخیر اجرای سامانه چرخه آلی رنکین (چار) به عنوان یک راهکار کارا در زمینه بازیابی حرارت اتلافی توربین‌های گازی موجود در ایستگاه‌های تقویت فشار گاز مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به بهره‌برداری از توربین‌های گازی در شرایط بار جزئی در ایستگاه‌های تقویت فشار، یکی از چالش‌های موجود در خصوص سامانه چار، پیش‌بینی عملکرد ترمودینامیکی آن در طول سال و در شرایط خارج از طرح است. در پژوهش حاضر، یک مدل صفر بعدی از عملکرد ترمودینامیکی توربین گاز در حال بهره‌برداری در ایستگاه تقویت فشار گاز منطقه دهق، به عنوان مورد مطالعه، در محیط نرم‌افزار ترموفلو ایجاد و نتایج آن با داده‌های تجربی صحه‌گذاری شده است. سامانه چار نیز در این نرم‌افزار طراحی و با توربین گاز مورد مطالعه یکپارچه گردید. با توسعه کد بهینه‌سازی در محیط نرم‌افزار متلب و برقراری ارتباط بین مدل ترمودینامیکی (در نرم‌افزار ترموفلو) و الگوریتم بهینه‌سازی (در نرم‌افزار متلب)، بهینه‌سازی چند هدفه سامانه یکپارچه جهت تعیین مقادیر بهینه توان تولیدی سامانه و هزینه تمام‌شده تولید برق انجام پذیرفت. در این مطالعه شرایط بهینه برای پنج سیال کاری مختلف تعیین و پس از مقایسه نتایج، سیکلوپنتان به عنوان سیال بهینه انتخاب گردید. بر مبنای تغییرات سالیانه درصد بار توربین گاز مورد مطالعه و تغییرات شرایط محیطی منطقه دهق، میزان حرارت گاز خروجی از توربین گاز به عنوان منبع حرارتی سامانه چار در طول سال محاسبه و بر مبنای آن عملکرد سامانه چار بهینه‌شده در شرایط خارج از طرح پیش‌بینی شد. در پایان، تحلیل حساسیت به منظور بررسی تأثیر تغییرات مفروضات اقتصادی بر شاخص‌های اقتصادی اجرای طرح انجام گرفت. بر اساس نتایج این مطالعه، توان خالص تولیدی و بازده خالص حرارتی سامانه یکپارچه بهینه‌شده در شرایط طراحی به ترتیب برابر 30760/6 کیلووات و 42/47 درصد است. میزان هزینه تمام‌شده تولید برق با اجرای سامانه چار نیز برابر 0/04744 دلار بر کیلووات‌ساعت برآورد شده است. نتایج حاصل از تحلیل سامانه چار در شرایط خارج از طرح نیز حاکی از تغییر توان تولیدی در محدوده 3143 تا 5645 کیلووات و تغییر بازده حرارتی از 19/38 تا 23/56 درصد در طول سال است.