عنوان
بهينه‌سازي اگزرژي- اقتصادي نيروگاه زباله‌سوز پسماند جامد به انرژي با استفاده از الگوريتم تكامل يافته تجمع ذرات
نويسنده اصلي
فربد اسماعليون
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
با رشد جمعيت و افزايش شهرنشيني، تقاضاي روزافزوني براي استفاده از منابع انرژي و پيشبرد زندگي شهري به وجود آمده است. از ديگر سو، رشد استفاده از مواد مصرفي موجب توليد پسماند جامد شهري مي‌شود. زيست توده‌ها كه پسماند جامد شهري نيز جزئي از آنها محسوب مي‌شود، منبع بالقوه‌اي از انرژي جهت توليد انرژي الكتريكي مي‌باشند. يكي از اهداف اوليه بهره‌برداري از يك نيروگاه پسماند به انرژي به حداكثر رساندن كارايي در عين كاهش هزينه‌ها مي‌باشد. با اين‌حال اين امر مي‌تواند موجب نقض برخي از محدوديت‌هاي عملياتي و تشديد بارگذاري بر روي سيستم تميزكننده گاز دودكش شود كه از طرفي افزايش هزينه‌ها براي مرتفع سازي آلودگي توليدي و تعمير و نگهداري را به دنبال خواهد داشت. ديگر عامل تحت تأثير، پارامترهاي زيست‌محيطي هستند كه بيانگر خسارات زيست‌محيطي حاصل از عملكرد سيستم موردنظر است. از سويي ديگر اگزرژي يك معيار مهم در جهت اندازه‌گيري درجه عدم تعادل بين ماده و محيط پيرامون آن مي‌باشد، لذا با توجه به ارتباط مستقيم اگزرژي توليدي نيروگاه با كارايي آن، بهينه‌سازي سه هدفه نيروگاه در موارد اگزرژي، اقتصادي و زيست‌محيطي مدنظر مي‌باشد.
الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي موجود بهترين ابزار براي دستيابي به حداكثر توان خروجي در عين حداقل‌سازي هزينه‌ها و اثرات زيست‌محيطي با توجه به تغيير در مقادير متغير مي‌باشد كه يكي از بهترين و نوين‌ترين الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي، الگوريتم تجمع ذرات است. هدف، آناليز اگزرژي، اگزرژي-اقتصادي و زيست‌محيطي يك نيروگاه زباله‌سوز شهري باقابليت تبديل انرژي شيميايي پسماند به حرارت و درنهايت الكتريسيته است. نتايج حاصل از آناليز اگزرژي نشان‌دهنده سهم 57 درصدي تخريب اگزرژي در كوره زباله‌سوز دارد. به دنبال آن بهينه‌سازي نيروگاه براي كاهش هزينه واحد اگزرژي توليدي و زيست‌محيطي و افزايش توان خروجي صورت مي‌گيرد. در نهايت پس از بهينه‌سازي مجموعه به كمك روند تاپسيس بهترين نقطه جهت عملكرد مطلوب نيروگاه معرفي مي‌شود. نتايج حاصل نشان‌دهنده آن است كه در مرز بهينه پارتو، تغييرات راندمان اگزرژي در بازه‌اي 10 درصدي تغييرات دارد، در حاليكه نرخ هزينه كل تغييراتي در حدود 100 دلار بر ساعت دارد. نقطه موردنظر داراي راندمان اگزرژي 931/38 درصد و نرخ هزينه كل نيز 046/5188 دلار بر ساعت است. اثرات زيست‌محيطي نيز با تغيير نرخ پسماند ورودي به كوره از مقدار 07/19 كيلوگرم بر ثانيه به 163/18 كيلوگرم بر ثانيه كاهش پيدا مي‌كند.
شماره ركورد
192528
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
دكتر رضا دشتي
رشته تحصيلي
مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست
استاد راهنما
دكتر ابوالفضل احمدي