ОПТИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ, ЭКСЕРГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКСЕРГО-СРЕДЫ ГАЗОТУРБИННОЙ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-141-6-414-423Ключевые слова:
газовая турбина, эксэргоэкономика, энергия, выбросы, оптимизацияАннотация
В данной статье рассмотрен энергетический, эксергетический и эксэргоэкономический анализ газотурбинной электростанции Montazer Gaem и проведено математическое моделирование. Результаты настоящего исследования показали, что наибольшая эксергетическая деструкция происходит в камере сгорания (КС), где большая разница температур является основным источником необратимости. Кроме того, исследуется влияние изменения нагрузки газовой турбины и температуры окружающей среды, чтобы увидеть, как изменяются характеристики системы: на газовую турбину существенно влияет температура окружающей среды, что приводит к снижению полезной выходной мощности. В этом исследовании всесторонне оцениваются две комбинированные системы охлаждения, отопления и электроснабжения на базе газовых турбин с использованием эксергоэкономических и экологических оценок. С помощью программы MATLAB исследования в основном проводят тщательный анализ производительности интегрированных систем. Результаты базового варианта учитывают превосходство первой системы над второй по различным аспектам. Эксергетический анализ указывает на то, что камера сгорания является основным источником необратимости, на которую приходится более 70% рассеяния эксергии в обеих системах, и учитывается необходимость устранения неэффективности, связанной со сгоранием. Как эксергетические, так и эксэргоэкономические системы используются для выполнения многокритериальной оптимизации, получения норм затрат и нормированных выбросов CO2. Результаты изменения нагрузки ГТУ показывают, что уменьшение нагрузки ГТУ приводит к снижению эксергетического КПД как цикла, так и всех компонентов. В результате повышение температуры окружающей среды отрицательно влияет на эксергетический КПД цикла, поэтому его можно устранить применением методов охлаждения воздухозаборника газовой турбины. Кроме того, проводится эксергоэкономический анализ для определения стоимости устранения эксергии в каждом компоненте и определения стоимости топлива. Результаты показывают, что камера сгорания имеет наибольшую стоимость удаления эксергии, что согласуется с эксергетическим анализом.
Библиографические ссылки
[1] Z. Liu, P. Ciais, Z. Deng, R. Lei, S.J. Davis, S. Feng, et al. Near-real-time monitoring of global CO2 emissions reveals the effects of the COVID-19 pandemic. Nat. Commun., 11 (2020), pp. 1-12, 10.1038/s41467-020-18922-7
[2] P. Ahmadi, Pouria. Modeling, Analysis and Optimization of Integrated Energy Systems for Multigeneration Purposes University of Ontario Institute of Technology (2013).
[3] R. Spahni, J. Chappellaz, T.F. Stocker, L. Loulergue, G. Hausammann, K. Kawamura, et al. Atmospheric science: atmospheric methane and nitrous oxide of the late pleistocene from Antarctic Ice Cores Science (1979), 310 (2005), pp. 1317-1321, 10.1126/SCIENCE.1120132/SUPPL_FILE/SPAHNI_SOM.PDF
[4] P. Ahmadi, M. A. Rosen, I. Dincer, Greenhouse gas emission and exergo-environmental analyses of atrigeneration energy system, International Journal of Greenhouse Gas Control 5 (6) (2011) 1540–1549.doi:10.1016/j.ijggc.2011.08.011
[5] H. Sayyaadi. Multi-objective approach in thermoenvironomic optimization of a benchmark cogeneration system. Appl. Energy, 86 (2009), pp. 867-879, 10.1016/J.APENERGY.2008.08.017
[6] T. Hai, S. Alsubai, R.O. Yahya, E. Gemeay, K. Sharma, A. Alqahtani, et al. Multiobjective optimization of a cogeneration system based on gas turbine, organic rankine cycle and double-effect absorbtion chiller. Chemosphere, 338 (2023), Article 139371, 10.1016/J.CHEMOSPHERE.2023.139371.
[7] P. Ahmadi, M. A. Rosen, I. Dincer, Greenhousegas emission and exergo-environmental analyses of atrigeneration energy system, International Journal of Greenhouse Gas Control 5(6) (2011) 1540–1549. doi:10.1016/j.ijggc.2011.08.011
(PDF) Exergy and exergo-economic based analysis of a gas turbine power generation system. Available from: https://www.researchgate.net/publication/264786378_Exergy_and_exergoconomic_based_analysis_of_a_gas_turbine_power_generation_system [accessed Jan 09 2026].
[8] P. Talebizadehsardari, et al.Energy, exergy, economic, exergoeconomic, and exergoenvironmental (5E) analyses of a triple cycle with carbon capture J. CO2 Util., 41 (Oct. 2020), 10.1016/j.jcou.2020.101258
[9] M. Shamoushaki, M. Aliehyaei, M.A. Rosen. Energy, exergy, exergoeconomic and exergoenvironmental impact analyses and optimization of various geothermal power cycle configurations Entropy, 23 (11) (Nov. 2021), p. 1483, 10.3390/e23111483
[10] H.S.A. Turgut, I. Dincer. An enhanced exergoenvironmental assessment of an integrated hydrogen generating system. Energy, 322 (Mar. 2025), Article 135492, 10.1016/j.energy.2025.135492
[11] Rahadian Zainul, et al. Exergy, exergoeconomic optimization and exergoenvironmental analysis of a hybrid solar, wind, and marine energy power system: a strategy for Carbon-Free electrical production e35171-e35171 Heliyon, 10 (16) (Aug. 2024), 10.1016/j.heliyon.2024.e35171
[12] V. Adebayo, M. Abid, M. Adedeji, A. Hussain. Energy, exergy and exergo-environmental impact assessment of a solid oxide fuel cell coupled with absorption chiller & cascaded closed loop ORC for multi-generation. Int. J. Hydrog. Energy, 47 (5) (Jan. 2022), pp. 3248-3265, 10.1016/j.ijhydene.2021.02.222
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Bulbul Ongar
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
