تحلیل اگزرژواکونومیک یک سیستم تولید همزمان و پیشنهاد یک راهبرد جدید برای بهینه سازی مبتنی بر روش ساختاری
چکیده
بهینه سازی یکی از موضوعات مورد علاقه و ضروری در طراحی سیستم های انرژی می باشد. در سیستم های حرارتی بزرگ، که متغیرهای طراحی زیادی دارند، روش های مرسوم بهینه سازی ریاضی کارآمد نیستند. بنابراین، تحلیل اگزرژواکونومیک می تواند برای کمک به بهینه سازی در این سیستم ها استفاده شود. در قسمت اول این پایان نامه، یک روش جدید برای بهینه سازی نیروگاه های حرارتی پیچیده مبتنی بر تحلیل اگزرژواکونومیک و روش بهینه سازی ساختاری پیشنهاد می شود. تحلیل اگزرژواکونومیک برای تعیین مجموع نرخ جریان های هزینه اجزاء و تخریب اگزرژی برای هر جزء استفاده می شود. به منظور تعیین اهمیت هر متغیر تصمیم گیری، یک تحلیل حساسیت عددی انجام می شود و با استفاده از روش بهینه سازی ساختاری نرخ جریان هزینه کل کمینه می شود. امتیازات این روش عبارتند از: (الف) این روش می تواند به سیستم های حرارتی پیچیده واقعی به کار برده شود، (ب) فرآیند بهینه سازی بدون دخالت کاربر انجام می شود، و (ج) چون یک تحلیل حساسیت عددی استفاده می شود، همگرایی بهبود می یابد. روش پیشنهاد شده به سیستم تولید همزمان cgam به کار برده می شود تا نشان داده شود این روش چطور نرخ جریان هزینه کل را کمینه می نماید. نتایج با مساله اصلی cgam مقایسه می شوند. در هر سیستم انرژی که کار، حرارت و ... تولید می نماید، جریان های باقی مانده ناخواسته ای از ماده یا انرژی ظاهر می شوند که باقیمانده نامیده می شوند. در تحلیل اگزرژواکونومیک این سیستم ها، یکی از مسائل پیچیده تخصیص هزینه باقیمانده ها در یک روش منطقی است. دو معیار مهمتر تخصیص هزینه باقیمانده ها، توزیع هزینه باقیمانده ها متناسب با اگزرژی و همچنین متناسب با تغییر آنتروپی در امتداد فرآیند هستند. در قسمت دوم این پایان نامه، یک معیار جدید برای تخصیص هزینه باقیمانده ها پیشنهاد می شود که بر توزیع آنتروپی در اجزاء و نه بر تغییر آنتروپی در امتداد فرآیند مبتنی است. این معیار جدید از جدول سوخت-محصول (fp)، یک نمایش ریاضی از مدل ترمواکونومیک، به عنوان داده ورودی استفاده می نماید. مشخصه مهم این معیار جدید، استفاده از یک جدول fp جدید(fp?s? table) است که با استفاده از انرژی و اگزرژی جریان ها ساخته می شود. معیار پیشنهاد شده به یک سیکل ترکیبی و یک سیکل تولید همزمان به کار برده می شود و نتایج با دو معیار دیگر مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که این معیار مناسب تر و منطقی تر از دو معیار دیگر است.