پایان نامه تولید همزمان برق، حرارت و سرما CHP & CCHP

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه تولید همزمان برق، حرارت و سرما CHP & CCHP دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:53

پایان  نامه  کارشناسی
مهندسی شیمی – طراحی فرایندهای صنایع نفت

فهرست مطالب:

چکیده    1
تولید همزمان برق و حرارت (CHP)    4
Large scale CHP-small scale CHP-mini scale CHP    8
موارد کاربرد تولید مشترک برق و حرارت :    10
تولید مشترک برق و حرارت در مقیاس کوچک (Mini CHP) :    13
فواید تولید همزمان برق و حرارت :    15
موتور های رفت و برگشتی (Reciprocating Engines):    22
موتور دیزل / ژنراتور های اضطراری (Standby Generator):    24
موتور گازی (Gas Engine) :    25
موتور استرلینگ (Stirling Engine) :    25
ژنراتور ها (Generators) :    28
تولید همزمان برق ،حرارت و سرما (CCHP) در ساختمان های مسکونی :    30
جریان انرژی در سیستم های CCHP :    31
Eequipment الکتریسته مصرف شده توسط  تجهیزات  الکتریکی    31
(Following the Electric Load) :    32
(Following the Thermal Load) :    32
استراتژی آزاد برای تایین ظرفیت بهینه در CCHP :    33
بررسی و مقایسه سیستم های CHP,CCHP,GHP :    33
بررسی سیستم CCHP (Combined Cooling & Heating & Power) :    34
مشخصات فنی و اقتصادی سیستم :    36
منابع و مراجع:    51




 
چکیده
معرفی فناوری های تولید همزمان برق و حرارت
درسه دهه اخیرپس ازافزایش عمده بهای سوخت،اهمیت بحث سوخت جایگزین ، افزایش کارآیی انرژی
و کاهش آلودگی زیست محیطی، تمایل به استفاده ازفنآوریهای جدید ازجمله تولید همزمان برق وحرارت
CHP(combined heat and power) افزایش یافته است. در روشهای معمول برای تامین نیازهای
الکتریکی وحرارتی، الکتریسته ازشبکه توزیع سراسری وحرارت بوسیله سوزاندن سوخت در بویلر ها
و تجهیزات گرمازا به روش تولید جداگانه تامین میگردد . دراین روش انرژی قابل توجهی به گونه ای  
متفاوت از طریق گازهای داغ خروجی دودکش ، برجهای خنک کن ، کندانسورها ، خنک کننده ها در
موتورهای احتراق داخلی و همچنین تلفات توزیع وانتقال الکتریسیته درشبکه سراسری به هدر می رود،
که بیشتر این حرارت قابل بازیافت است ومی تواند در تامین انرژی حرارتی مورد استفاده قرارگیرد .
ازطرفی الکتریسیته تولیدی به این روش به صورت متمرکز (نیروگاهی) بوده و تلفات انرژی زیادی را
در بر دارد . درمقابل این سیستم های متمرکز ، روش های تولید غیر متمرکز و مستقل با استفاده از
فناوری CHP با ترکیبی از تولید همزمان برق و حرارت قرار دارد . از لحاظ ترمودینامیکی این روش  
به معنی تولید همزمان دو شکل معمول انرژی یعنی الکتریکی وحرارتی ، با استفاده از یک منبع انرژی
اولیه می باشد . انرژی گرمائی از بازیافت تلفات حرارتی این مولدهای مستقل بدست می آید و این  
حرارت در بخش های مختلف صنعتی ، تجاری و مسکونی به کار گرفته می شود از طرفی الکتریسیته
تولیدی توسط این فنآوری به صورت محلی و مستقل و غیر متمرکز بوده که این دو ویژگی در کنار
یکدیگر کارآیی مولدهای تولید برق را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد . کارآیی سیستم های
معمول به روش متمرکز درحدود 27 تا 55 درصد می باشد که بیشترین کارآیی مربوط به نیروگاه های
سیکل ترکیبی می باشد در حالیکه با بهره گیری از فنآوری تولید همزمان برق وحرارت بصورت مستقل،
کارآیی انرژی این مولدها به حدود 90 درصد نیز خواهد رسید ، تا آنجا که دولت های اروپائی ، امریکا
وحتی در کشورهای آسیائی نظیر ژاپن سیاست ها و قوانینی را برای ترغیب به استفاده از سیستم های
تولید همزمان برق وحرارت وضع نموده اند . از مزایای سیستم های تولید همزمان می توان به حرکت به
سوی خصوصی سازی و تولید غیر متمرکز و مستقل برق و حرارت ، جلوگیری از تلفات توزیع وانتقال
در شبکه سراسری ، افزایش کارآیی تبدیل انرژی و استفاده از آن ، کاهش مصرف سوخت و افزایش
رقابت در تولید برق وتوان نیروگاهی و کاهش آلاینده های زیست محیطی بخصوص دی اکسید کربن و
گازهای گلخانه ائی اشاره نمود . CHP متشکل از یک محرک اولیه است که انرژی شیمیایی سوخت را
آزاد نموده و به توان مکانیکی در محور خروجی تبدیل می کند. در این موارد، محور محرک با یک
ژنراتور کوپل شده و توان الکتریکی تولید می شود. از طرف دیگر حداکثر راندمان موجود برای محرک
اولیه دستگاه و مولد کمتر از 50% است و این به معنی اتلاف بیش از نیمی از انرژی سوخت به صورت حرارت می باشد.در این نوع سیستم منابع اتلاف این حرارت که عبارتند از گازهای خروجی از محرک اولیه، سیکل خنک کن وروغن روغنکاری ، شناسایی شده و با قرار دادن مبدل های حرارتی ، گرمای اتلافی به شکل حرارت با دمای بالا (حرارت قابل استفاده) بازیافت می شود. با فراهم شدن امکان
استحصال حرارت اتلافی در سیستم تولید مشترک برق و حرارت خصوصیات منحصر به فرد این سیستم
به دست می آید. بدین صورت از توان الکتریکی حاصل از محرک اولیه برق مورد نیاز واحد تامین می شود و از حرارت بازیافت شده برای گرمایش و حتی سرمایش (در چیلر های جذبی ) مورد استفاده
قرار می گیرد. با استفاده از این فن آوری راندمان تولید بسیار بالا میرود و علاوه بر آن می توان با
فروش برق تولیدی مازاد کسب درامد نیز حاصل گردد. از مهمترین این محرک های اولیه می توان به
 توربین های گاز ،موتورها یپیستونی ،پیل های سوختی و میکروتوربین ها اشاره کرد. توربین های گاز
 قابلیت اطمینان بالا ، حرارت قابل استفاده با انرژی بالا ،هزینه سرمایه گذاری نسبتاً کم برای تولید واحد
 توان خروجی می باشند . توربین های گاز می توانند در بارهای کم به طوردائم کارکنند دراین سیستم ها
امکان استفاده از سوخت های  مختلف وجود دارد و حتی ممکن است یک واحد با چند سوخت کار کند اما
در صورتی که واحد گازسوز باشد لازم است فشار گاز مورد استفاده بالا باشد . از دیگر معایب این
سیستم ها محدود بودن ظرفیت تولیدی آنها و امکان نیاز به دوره های تعمیرات اساسی طولانی می باشد.
در موتورهای پیستونی مقداری از حرارت تولید شده در احتراق سوخت را به حرکت مکانیکی تبدیل و با
استفاده از یک ژنراتور توان الکتریکی تولید می گردد . همچنین این موتورها دارای مزیت هایی از قبیل
امکان کار با گازهای فشار پایین و عمل کردن یک واحد با چند نوع سوخت می باشند .
پیل سوختی یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریسیته است. این تبدیل مستقیم بوده و بنابراین از
بازدهی بالایی برخوردار است. در واقع می توان گفت که در این تبدیل از عمل عکس الکترولیز آب
استفاده می گردد. یعنی از واکنش بین هیدروژن و اکسیژن، آب، حرارت و الکتریسیته تولید می گردد.
هر سلول در پیلهای سوختی از سه جزء آنُد، کاتُد و الکترولیت تشکیل شده است .[1],[2]