جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 37 1 2018 05 22 Thermodynamic and Thermoeconomic Optimization of an Organic Rankine Cycle for Heat Recovery from a Cement Plant بهینه سازی ترمودینامیکی و ترمواکونومیک چرخه ی رانکین آلی برای بازیافت گرمایی از کارخانه‌ی سیمان 219 235 28226 FA احسان کرمی دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران محمد رضا جعفری نصر دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران سهیل پرخیال سازمان انرژی های نو، تهران، ایران Journal Article 2015 07 12 In this study, optimization of a waste heat recovery system (WHRS) that works by an organic Rankine cycle (ORC) from a cement plant is investigated. Energy and economic models of the system are presented. The energy model and thermo-economic model are developed according to the first law of thermodynamics and specific exergy costing method respectively. To design ORC, there are two major issue that are considered here. One issue with recperator and another without that. The first law of thermodynamic as an objective function to maximize the efficiency and economic objective function to minimize the total cost of electricity produced are used. Optimization methodology is based on genetic algorithm and performed by EES software. Also in order to determine the effect of the fluids on the cycle, three fluid included R245fa, R123 and n-pentene are examined and their results is discussed. The results showed that in the case of thermodynamics optimization without recuperator, R123 with 17.76% has the highest efficiency compared with the other fluids and with recuperator versus R123 with 20% is the best fluid. Moreover in thermoeconomic optimization R123 has the lowest total production cost compared with the other fluids with 0.199€/hr and 0.315€/hr in cycle without recuperator and with recuperator respectively. Here, it can be concluded that for the thermal recovery of medium-temperature sources, in thermodynamic optimization and thermoe-conomic optimization, R123 can be identified as a good choice for ORC cycles. <em>در این پژوهش از یک چرخه رانکین آلی (ORC) به منظور بازیافت گرمایی از کارخانه سیمان تهران بهره گرفته شد. همچنین با ارایه بهینه سازی­ های هم ­زمان ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی از بین سه سیال مورد بررسی، سیال مناسب با بالاترین بازده انتخاب و معرفی شد. به منظور طراحی چرخه رانکین آلی دو روش که یکی شامل مبدل احیاکننده و دیگری بدون مبدل می ­باشد، در نظر گرفته شد. با مطالعهیی مقاله ­های گذشته و بررسی سیال ­های استفاده شده، تصمیم گرفته شد که از بین سیال­ هایی که از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی در مقاله ­های گذشته، بهترین سیال معرفی شده اند، سه نوع سیال آلی R245fa، R123 و نرمال پنتان در تحلیل­ های ترمودینامیکی و ترمواکونومیک مورد بحث و مقایسه قرار بگیرند. نتیجه­ ها نشان داد که در بهینه ­سازی ترمودینامیکی با مبدل احیاکننده سیال R123 با 76<sub>/</sub>17 درصد بیش­ ترین بازده را نسبت به دو سیال دیگر دارا است و بدون مبدل احیاکننده دوباره سیال R123 با بازده 20 درصد، بالاترین نرخ بازده اول را دارا است. همچنین نتیجه ­های بهینه ­سازی اقتصادی بیانگر آن است که سیال R123 با هزینه­ ی کل تولید توان برابر با 199<sub>/</sub>0 و  315<sub>/</sub>0 به ترتیب در چرخه بدون احیاکننده و چرخه با احیاکننده کم­ ترین هزینه ی تولید را نسبت به دو سیال دیگر دارد. در کل می توان نتیجه گرفت به منظور بازیافت گرمایی از منابع دما متوسط، چه از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی و چه از نظر بهینه­ سازی ترمواکونومیک سیال R123 می تواند انتخاب مناسبی برای چرخه ­هی ORC باشد.</em> بهینه سازی ترمودینامیکی بهینه سازی ترمواکونومیک چرخه ی رانکین آلی کارخانه ی سیمان https://www.nsmsi.ir/article_28226_68ab14b322fecf44196cc1186f167857.pdf