شبیه سازی یک طرح ابتکاری مایع سازی هیدروژن برای استفاده از انرژی اتلافی نیروگاه های گازی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران

چکیده

با توجه به اهمیت مایع‌سازی هیدروژن و پایین بودن بازدهی واحدهای مایع‌سازی موجود، تحقیقات زیادی در زمینه توسعه یک طرح مایع‌سازی مناسب انجام شده است. بهره بردن از پیکربندی‌های ابتکاری، استفاده از انرژی زمین گرمایی و انرژی خورشیدی به عنوان منبع گرمایی برای سیستم پیش سرمایش جذبی، در تحقیقات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار طرحی ابتکاری برای مایع‌سازی هیدروژن با پیش سرمایش جذبی توسعه یافته و با کمک نرم‌افزار اسپن هایسیس نسخه 9 شبیه‌سازی شده که در آن از انرژی گرمایی موجود در دود خروجی از نیروگاه‌های گازی بهره برده شده است. استفاده از دو معادله حالت مجزا برای جریان‌های هیدروژن و مبردهای چند جزیی و فرضیات واقعی درباره مبدل‌های حرارتی و توربوماشین‌ها، ضمن افزایش دقت باعث عملی بودن اجرای چرخه شده است. نتایج شبیه-سازی نشان می‌دهند که طرح توسعه یافته از نظر توان ویژه مصرفی و ضریب عملکرد نسبت به سایر طرح‌های پیشنهادی عملکرد بهتری دارد، به طوری که توان ویژه مصرفی و ضریب عملکرد در آن به ترتیب برابر 4.55 kWh/kgLH2 و 27% است. در طرح پیشنهادی به دلیل لزوم نزدیک بودن واحد مایع‌سازی به نیروگاه، می‌توان از توان تولیدی نیروگاه به طور مستقیم در واحد مایع‌سازی استفاده کرد. این موضوع باعث حذف تلفات شبکه توزیع می‌شود. از دیگر قابلیت‌های کلیدی طرح پیشنهادی که آن را از سایر طرح‌ها متفاوت کرده، قابلیت استفاده برای ذخیره‌سازی انرژی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 مهر 1400

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار