- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
1. IntroductionIn recent times, sol
1. Introduction
In recent times, solar thermal power plants (STPPs) have attracted interest as a large scale, commercially viable way to generate electricity [1]. In an STPP, the heat transfer fluid (HTF) and the working fluid play an important role as the carriers of energy from the collector/receiver to the turbine. This is commonly done in two stages for a plant operating with a Rankine cycle. The HTF (e.g. synthetic oil, molten salt, etc.) first collects the energy from the incident solar radiation. This energy is then passed on to the working fluid (water/steam) which carries it to the steam turbine. The main disadvantage of such two-fluid systems is that the maximum operating temperature of the HTF is limited by the fluid stability concerns (e.g. approximately 400 o C for the synthetic oil), thus resulting in a low turbine inlet temperature and consequently a low cycle efficiency.
Application of direct steam generation (DSG) in STPPs presents the prospect of improving the overall plant efficiency, while simultaneously decreasing the cost of electricity generation [2]. The pressurized steam is generated directly in the receiver and trans- ported to the steam turbine. The advantages of DSG include a higher live steam temperature and the use of one fluid as both the HTF and the working fluid, possibly resulting in a simplified oper- ation. The main disadvantage of using DSG for STPPs is that it requires a very complex storage system for uninterrupted plant operation [3]. The motivation behind the current study is that the exergy losses during a heat transfer process can be reduced by using a suitable multi-component working fluid which can evap- orate or condense at a varying temperature, contrary to the con- stant evaporating or condensing temperature for a pure substance [4]. One such multi-component working fluid is the ammonia- water zeotropic mixture, as used in a Kalina cycle (KC). There have been discussions regarding the feasibility of using ammonia-water mixtures at high temperatures due to the nitridation effect resulting in corrosion of the equipment. However, the use of an ammonia-water mixture as the working fluid at high temperature has been successfully demonstrated in Canoga Park with turbine
inlet conditions of 515 o C and 110 bar [5]. Moreover, a patent by
Kalina [6] claims the stability of ammonia-water mixtures along with prevention of nitridation for plant operation preferably up to
2000 o F (1093 o C) for temperature and 10,000 psia (689.5 bar) for
pressure using suitable additives. It should be noted that the term direct steam generation is used here for both water and ammonia- water mixtures.
There were proposals to incorporate the KC for waste heat re- covery plants, geothermal power plants or solar energy driven power plants. Such plants operate with low or medium range temperatures at the turbine inlet. Bombarda et al. [7] presented a thermodynamic comparison between the KC and an organic Rankine cycle (ORC) for heat recovery from diesel engines. They concluded that although the obtained electrical power outputs are nearly equal, the KC requires a much higher turbine inlet pressure to attain the same, thereby making it unjustified for such use. Singh and Kaushik [8] presented energy and exergy analysis and opti- misation of a KC coupled with a coal-fired steam power plant for exhaust heat recovery. They found out that at a turbine inlet pressure of 40 bar, an ammonia mass fraction of 0.8 gives the maximum cycle efficiency and that the highest exergy destruction occurs in the evaporator. Campos Rodríguez et al. [9] presented an exergetic and economic comparison between a KC and an ORC for a low temperature geothermal power plant. They found that the KC produces 18 % more power than the ORC with 37 % less mass flow rate. In addition, the KC had 17.8 % lower levelized electricity costs than the ORC. Wang et al. [10] presented a parametric analysis and optimisation of a KC driven by solar energy. They found that the net power output and the system efficiency are less sensitive to the turbine inlet temperature under given conditions and that there exists an optimal turbine inlet pressure which results in maximum net power output. Coskun et al. [11] presented a comparison be- tween different power cycles for a medium temperature geothermal resource. They found that the KC and the double flash cycle provided the least levelized cost of electricity and hence the lowest payback periods.
With regards to using the KC with high turbine inlet tempera- tures, Ibrahim and Kovach [12] studied the effect of varying the ammonia mass fraction and the separator temperature on the cycle efficiency for a Kalina bottoming cycle using gas turbine exhaust as the heat source. The KC turbine inlet conditions were 482 o C and
59.6 bar. The authors found that the KC is 10e20 % more efficient than the Rankine cycle with the same boundary conditions. Nag and Gupta [13] performed an exergy analysis of a KC with gas turbine exhaust as the heat source with a turbine inlet temperature between 475 o C and 525 o C, and a turbine inlet pressure of 100 bar. They concluded that the important parameters affecting the cycle efficiency are the turbine inlet temperature, composition and the
separator temperature. Dejfors et al. [14] presented an analysis of using ammonia-water power cycles for direct fired cogeneration plants with a maximum temperature of 540 o C. They concluded that for a cogeneration configuration, the Rankine cycle performs better than the KC whereas for the conventional condensing power application, the performance of the KC is better. Knudsen et al. [15] presented the results from the simulation and exergy analysis of a KC for an STPP having a turbine inlet temperature of 550 o C when the heat input is from a solar receiver, and 480 o C when the heat input is from a molten-salt storage system. The authors varied the heat input to the cycle so as to maintain the turbine inlet conditions while assuming the same mass flow rate for all the cases. Modi et al. [16] presented a comparison between a Rankine cycle and an ammonia-water cycle for STPPs with a turbine inlet temperature of
450 o C. The cycle energy efficiency and the storage size requirement
were used as the comparison parameters. With regards to the analysis of central receiver STPPs, Xu et al. [17] presented the en- ergy and exergy analysis of a central receiver STPP operating with a Rankine cycle. They concluded that the efficiency of the plant can be increased by focussing on reducing the losses in the receiver and by using advanced power cycles.
A recent review of research on the KC by Zhang et al. [18] highlights the use of KC for various applications like bottoming cycle, low temperature geothermal, industrial waste, etc. In the review [18], and to the authors’ knowledge, there were no studies on using the KC for high temperature STPPs with DSG. The purposes of the current study are to assess the potential benefits of using a KC for a central receiver STPP with DSG using exergy analysis, analyse the trend of the rate of exergy destruction in different components of the plant with respect to the pressure and the ammonia mass fraction at the turbine inlet, and compare the performance with a simple Rankine cycle (SRC). To attain these objectives, the KC was modelled and optimised for maximum work output for the assumed boundary conditions and analysed for operation when the heat input was only from the solar receiver, or when the primary source of heat input was a two-tank molten-salt storage system. The ammonia mass fraction is defined here as the mass of ammonia in the ammonia-water mixture to the total mass of the mixture. The paper is structured as follows: Section 2 presents the assumptions and the modelling procedure, Section 3 presents the results from the exergy analysis and the operation from molten-salt storage system, Section 4 discusses the results and Section 5 concludes the paper.
In recent times, solar thermal power plants (STPPs) have attracted interest as a large scale, commercially viable way to generate electricity [1]. In an STPP, the heat transfer fluid (HTF) and the working fluid play an important role as the carriers of energy from the collector/receiver to the turbine. This is commonly done in two stages for a plant operating with a Rankine cycle. The HTF (e.g. synthetic oil, molten salt, etc.) first collects the energy from the incident solar radiation. This energy is then passed on to the working fluid (water/steam) which carries it to the steam turbine. The main disadvantage of such two-fluid systems is that the maximum operating temperature of the HTF is limited by the fluid stability concerns (e.g. approximately 400 o C for the synthetic oil), thus resulting in a low turbine inlet temperature and consequently a low cycle efficiency.
Application of direct steam generation (DSG) in STPPs presents the prospect of improving the overall plant efficiency, while simultaneously decreasing the cost of electricity generation [2]. The pressurized steam is generated directly in the receiver and trans- ported to the steam turbine. The advantages of DSG include a higher live steam temperature and the use of one fluid as both the HTF and the working fluid, possibly resulting in a simplified oper- ation. The main disadvantage of using DSG for STPPs is that it requires a very complex storage system for uninterrupted plant operation [3]. The motivation behind the current study is that the exergy losses during a heat transfer process can be reduced by using a suitable multi-component working fluid which can evap- orate or condense at a varying temperature, contrary to the con- stant evaporating or condensing temperature for a pure substance [4]. One such multi-component working fluid is the ammonia- water zeotropic mixture, as used in a Kalina cycle (KC). There have been discussions regarding the feasibility of using ammonia-water mixtures at high temperatures due to the nitridation effect resulting in corrosion of the equipment. However, the use of an ammonia-water mixture as the working fluid at high temperature has been successfully demonstrated in Canoga Park with turbine
inlet conditions of 515 o C and 110 bar [5]. Moreover, a patent by
Kalina [6] claims the stability of ammonia-water mixtures along with prevention of nitridation for plant operation preferably up to
2000 o F (1093 o C) for temperature and 10,000 psia (689.5 bar) for
pressure using suitable additives. It should be noted that the term direct steam generation is used here for both water and ammonia- water mixtures.
There were proposals to incorporate the KC for waste heat re- covery plants, geothermal power plants or solar energy driven power plants. Such plants operate with low or medium range temperatures at the turbine inlet. Bombarda et al. [7] presented a thermodynamic comparison between the KC and an organic Rankine cycle (ORC) for heat recovery from diesel engines. They concluded that although the obtained electrical power outputs are nearly equal, the KC requires a much higher turbine inlet pressure to attain the same, thereby making it unjustified for such use. Singh and Kaushik [8] presented energy and exergy analysis and opti- misation of a KC coupled with a coal-fired steam power plant for exhaust heat recovery. They found out that at a turbine inlet pressure of 40 bar, an ammonia mass fraction of 0.8 gives the maximum cycle efficiency and that the highest exergy destruction occurs in the evaporator. Campos Rodríguez et al. [9] presented an exergetic and economic comparison between a KC and an ORC for a low temperature geothermal power plant. They found that the KC produces 18 % more power than the ORC with 37 % less mass flow rate. In addition, the KC had 17.8 % lower levelized electricity costs than the ORC. Wang et al. [10] presented a parametric analysis and optimisation of a KC driven by solar energy. They found that the net power output and the system efficiency are less sensitive to the turbine inlet temperature under given conditions and that there exists an optimal turbine inlet pressure which results in maximum net power output. Coskun et al. [11] presented a comparison be- tween different power cycles for a medium temperature geothermal resource. They found that the KC and the double flash cycle provided the least levelized cost of electricity and hence the lowest payback periods.
With regards to using the KC with high turbine inlet tempera- tures, Ibrahim and Kovach [12] studied the effect of varying the ammonia mass fraction and the separator temperature on the cycle efficiency for a Kalina bottoming cycle using gas turbine exhaust as the heat source. The KC turbine inlet conditions were 482 o C and
59.6 bar. The authors found that the KC is 10e20 % more efficient than the Rankine cycle with the same boundary conditions. Nag and Gupta [13] performed an exergy analysis of a KC with gas turbine exhaust as the heat source with a turbine inlet temperature between 475 o C and 525 o C, and a turbine inlet pressure of 100 bar. They concluded that the important parameters affecting the cycle efficiency are the turbine inlet temperature, composition and the
separator temperature. Dejfors et al. [14] presented an analysis of using ammonia-water power cycles for direct fired cogeneration plants with a maximum temperature of 540 o C. They concluded that for a cogeneration configuration, the Rankine cycle performs better than the KC whereas for the conventional condensing power application, the performance of the KC is better. Knudsen et al. [15] presented the results from the simulation and exergy analysis of a KC for an STPP having a turbine inlet temperature of 550 o C when the heat input is from a solar receiver, and 480 o C when the heat input is from a molten-salt storage system. The authors varied the heat input to the cycle so as to maintain the turbine inlet conditions while assuming the same mass flow rate for all the cases. Modi et al. [16] presented a comparison between a Rankine cycle and an ammonia-water cycle for STPPs with a turbine inlet temperature of
450 o C. The cycle energy efficiency and the storage size requirement
were used as the comparison parameters. With regards to the analysis of central receiver STPPs, Xu et al. [17] presented the en- ergy and exergy analysis of a central receiver STPP operating with a Rankine cycle. They concluded that the efficiency of the plant can be increased by focussing on reducing the losses in the receiver and by using advanced power cycles.
A recent review of research on the KC by Zhang et al. [18] highlights the use of KC for various applications like bottoming cycle, low temperature geothermal, industrial waste, etc. In the review [18], and to the authors’ knowledge, there were no studies on using the KC for high temperature STPPs with DSG. The purposes of the current study are to assess the potential benefits of using a KC for a central receiver STPP with DSG using exergy analysis, analyse the trend of the rate of exergy destruction in different components of the plant with respect to the pressure and the ammonia mass fraction at the turbine inlet, and compare the performance with a simple Rankine cycle (SRC). To attain these objectives, the KC was modelled and optimised for maximum work output for the assumed boundary conditions and analysed for operation when the heat input was only from the solar receiver, or when the primary source of heat input was a two-tank molten-salt storage system. The ammonia mass fraction is defined here as the mass of ammonia in the ammonia-water mixture to the total mass of the mixture. The paper is structured as follows: Section 2 presents the assumptions and the modelling procedure, Section 3 presents the results from the exergy analysis and the operation from molten-salt storage system, Section 4 discusses the results and Section 5 concludes the paper.
0/5000
1. บทนำในครั้งล่าสุด พลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนไฟฟ้า (STPPs) ได้ดึงดูดความสนใจเป็นขนาดใหญ่ วิธีทำงานได้ในเชิงพาณิชย์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า [1] ใน STPP, fluid การถ่ายโอนความร้อน (HTF) และ fluid ทำงานเล่นมีบทบาทสำคัญเป็นพาหะของพลังงานจากตัวเก็บรวบรวม/รับกังหัน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วในขั้นตอนที่สองสำหรับโรงงานที่ดำเนินงาน ด้วยวงจรอย่างไร Rankine first HTF (น้ำมันสังเคราะห์เช่น เกลือหลอมละลาย ฯลฯ) รวบรวมพลังงานจากรังสีแสงอาทิตย์ที่เกิดเหตุ จากนั้นผ่านการพลังงานนี้ในการ fluid ทำงาน (น้ำอบไอน้ำ) ซึ่งดำเนินการกังหันไอน้ำ ข้อเสียหลักของระบบสอง fluid เป็นที่อุณหภูมิของ HTF สูงสุดถูกจำกัด โดยความกังวลเสถียรภาพ fluid (เช่นประมาณ 400 o C น้ำมันสังเคราะห์), ดังนั้นผลลัพธ์ในอุณหภูมิทางเข้าของกังหันต่ำ และดังนั้น efficiency รอบต่ำแอพลิเคชันของไอน้ำโดยตรงรุ่น(ดีเอสจี) ใน STPPs นำเสนอโอกาสของ efficiency โดยรวมของพืช การปรับปรุงขณะพร้อมลดต้นทุนไฟฟ้า [2] ไอน้ำทางหนีถูกสร้างขึ้นโดยตรงในการรับสัญญาณ และทรานส์ - ส่งกับกังหันไอน้ำ ข้อดีของดีเอสจีได้แก่อุณหภูมิไอน้ำสดสูงและใช้ของ fluid หนึ่ง HTF และ fluid ทำงาน อาจเกิดใน ation-oper ที่ simplified ข้อเสียหลักของการใช้ดีเอสจีใน STPPs เป็นที่ต้องการระบบจัดเก็บข้อมูลที่ซับซ้อนมากสำหรับการดำเนินงานโรงงานอย่างต่อเนื่อง [3] เป็นแรงจูงใจที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาปัจจุบันที่ขาดทุน exergy ในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนความร้อนจะลดลงโดย fluid ทำงานหลายส่วนประกอบที่เหมาะสมซึ่งสามารถ evap - orate หรือบีบที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ขัดกับคอน-stant ระเหย หรือกลั่นตัวอุณหภูมิสำหรับสารบริสุทธิ์ [4] หนึ่งดังกล่าวหลายส่วนประกอบทำงาน fluid เป็นส่วนผสม zeotropic แอมโมเนียน้ำที่ใช้ในวงจรโคา (KC) ได้มีการสนทนาเกี่ยวกับความหมายของการใช้น้ำยาผสมน้ำแอมโมเนียที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากผล nitridation ในกัดกร่อนอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม ใช้เป็นส่วนผสมของน้ำแอมโมเนียเป็น fluid ทำงานที่อุณหภูมิสูงได้แล้วสำเร็จสาธิต Canoga สวนกับกังหันทางเข้าของเงื่อนไขของ 515 o C และ 110 บาร์ [5] นอกจากนี้ สิทธิบัตรโดยโคา [6] อ้างความมั่นคงของน้ำยาผสมแอมโมเนียน้ำพร้อมป้องกัน nitridation สำหรับการดำเนินงานของโรงงานควรถึง2000 o F (1093 o C) อุณหภูมิและ psia 10000 (689.5 บาร์) สำหรับความดันที่ใช้สารที่เหมาะสม มันควรจดบันทึกว่า สร้างไอน้ำโดยตรงระยะใช้สำหรับน้ำยาผสมน้ำและแอมโมเนียน้ำมีข้อเสนอให้รวม KC ร้อนเสียใหม่ covery พืช พืชพลังงานใต้พิภพ หรือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขับเคลื่อน มีพืชดังกล่าว มีอุณหภูมิต่ำ หรือปานกลางช่วงที่ทางเข้าของกังหัน Bombarda et al. [7] นำเสนอเปรียบเทียบขอบระหว่าง KC มีอินทรีย์อย่างไร Rankine วงจร (ORC) สำหรับการกู้คืนความร้อนจากเครื่องยนต์ดีเซล พวกเขาสรุปว่า แม้ว่าเอาท์พุตได้รับไฟฟ้าเกือบเท่า KC ที่ต้องความมากสูงกว่ากังหันทางเข้าของดันบรรลุเดียว จึงทำให้ unjustified งานดังกล่าว สิงห์ และพลังงาน Kaushik [8] แสดง และการวิเคราะห์ exergy และ opti-misation ของ KC ควบคู่กับโรงไฟฟ้าพลังงานไอน้ำถ่านหิน-fired สำหรับการกู้คืนความร้อนไอเสีย พวกเขาพบว่า ที่ทางเข้าของกังหันความดัน 40 แถบ มวลมีแอมโมเนียเศษ 0.8 ให้ efficiency รอบสูง และทำลาย exergy สูงสุดเกิดขึ้นใน evaporator ที่ Campos Rodríguez et al. [9] แสดงเป็น exergetic และเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจระหว่าง KC เป็น ORC สำหรับอุณหภูมิต่ำความร้อนใต้พิภพพลังงานพืช พวกเขาพบว่า KC ที่ก่อให้เกิดพลังงานมากกว่า 18% กว่า ORC มีอัตราโดยรวม flow % 37 นอกจากนี้ KC ที่มี 17.8% ล่าง levelized ค่าไฟฟ้ากว่า ORC วัง al. ร้อยเอ็ด [10] แสดงพาราเมตริกวิเคราะห์และเพิ่มประสิทธิภาพของ KC ที่ขับเคลื่อน ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ พวกเขาพบว่า การแสดงผลพลังงานสุทธิและ efficiency ระบบจะน้อยตรงตามอุณหภูมิทางเข้าของกังหันใต้ได้รับเงื่อนไข และที่มีความดันทางเข้าของกังหันเหมาะสมที่สุดซึ่งผลผลผลิตพลังงานสุทธิสูงสุด Coskun et al. [11] แสดงรอบใช้พลังงานอื่น tween จะเปรียบเทียบกับทรัพยากรใต้พิภพอุณหภูมิปานกลาง พวกเขาพบว่า KC และวงจรคู่ flash ให้ต้นทุนน้อยที่สุด levelized ไฟฟ้า และดังนั้นระยะเวลาคืนทุนต่ำที่สุดเกี่ยวกับใช้ KC ที่มีทางเข้าของกังหันสูงอุณหภูมิ-tures อิบรอฮีมและ Kovach [12] ศึกษาผลของการแตกต่างกันเศษส่วนแอมโมเนียมวลและอุณหภูมิแยกบน efficiency วงจรสำหรับโคาการ bottoming วงจรใช้ไอเสียกังหันก๊าซเป็นแหล่งความร้อน เงื่อนไขทางเข้าของกังหัน KC 482 o C และบาร์ 59.6 ผู้เขียนพบว่า KC 10e20% efficient เพิ่มมากขึ้นกว่าอย่างไร Rankine วงจร มีเงื่อนไขขอบเขตเดียวกัน Nag และกุปตา [13] ดำเนินการวิเคราะห์ exergy KC กับกังหันก๊าซไอเสียเป็นแหล่งความร้อนกับอุณหภูมิทางเข้าของกังหันระหว่าง 475 o C และ 525 o C และความดันทางเข้าของกังหันของบาร์ 100 พวกเขาสรุปพารามิเตอร์สำคัญที่ส่งผลกระทบต่อ efficiency รอบอุณหภูมิทางเข้าของกังหัน องค์ประกอบและอุณหภูมิแยก Dejfors et al. [14] นำเสนอการวิเคราะห์ของการใช้วงจรไฟฟ้าแอมโมเนียน้ำสำหรับพืชศักยภาพ fired โดยตรงกับอุณหภูมิที่สูงสุดของ 540 o เซลเซียส พวกเขาสรุปว่า สำหรับ configuration มีศักยภาพ วงจรอย่างไร Rankine ทำดีกว่า KC จะธรรมดา condensing พลังงานประยุกต์ ประสิทธิภาพของ KC เป็นดีกว่า Knudsen et al. [15] นำเสนอผลจากการวิเคราะห์การจำลองและ exergy KC ที่สำหรับ STPP มีอุณหภูมิทางเข้าของกังหัน 550 o C เมื่อป้อนความร้อนจากตัวรับสัญญาณแสง และ 480 o C เมื่อป้อนความร้อนจากระบบเก็บเกลือหลอมละลาย ผู้เขียนแตกต่างกันความร้อนอินพุตให้วงจรเพื่อรักษาสภาพทางเข้าของกังหันขณะสมมติอัตรามวล flow เดียวกันสำหรับทุกกรณี Modi et al. [16] แสดงการเปรียบเทียบระหว่างวงจรอย่างไร Rankine และวงจรการแอมโมเนียน้ำ STPPs กับไข้ทางเข้าของกังหัน450 o เซลเซียส Efficiency พลังงานวงจรและความต้องการจัดเก็บข้อมูลขนาดใช้เป็นพารามิเตอร์เปรียบเทียบ เกี่ยวกับการวิเคราะห์ของตัวรับสัญญาณศูนย์กลาง STPPs, Xu et al. [17] แสดงห้อง ergy และวิเคราะห์การดำเนินงาน STPP รับกลางด้วยวงจรอย่างไร Rankine exergy พวกเขาสรุปว่า สามารถเพิ่ม efficiency ของโรงงาน โดยใช้วงจรไฟฟ้าขั้นสูง และ focussing กับการลดการสูญเสียในตัวรับสัญญาณตรวจทานล่าสุดวิจัยใน KC โดย Zhang et al. [18] ไฮไลท์ใช้ KC สำหรับโปรแกรมประยุกต์ต่าง ๆ เช่น bottoming รอบ อุณหภูมิต่ำเสียความร้อนใต้พิภพ อุตสาหกรรม ฯลฯ ในการทบทวน [18], และความรู้ของผู้เขียน ได้ศึกษาไม่มีบนใช้ KC อุณหภูมิ STPPs กับดีเอสจี วัตถุประสงค์ของการศึกษาปัจจุบันมี การประเมิน benefits เป็นของใช้ KC รับกลาง STPP กับดีเอสจีที่ใช้การวิเคราะห์ exergy วิเคราะห์แนวโน้มของอัตราการทำลาย exergy ในส่วนประกอบต่าง ๆ ของพืชกับความดันและเศษส่วนโดยรวมของแอมโมเนียที่ทางเข้าของกังหัน การเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับวงจรอย่างไร Rankine อย่าง (SRC) เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์เหล่านี้ KC ถูกคือ แบบจำลองเหมาะสำหรับออกงานสูงสุดสำหรับเงื่อนไขขอบปลอมงานกราฟฟิก และ analysed สำหรับการดำเนินงานเมื่อป้อนความร้อน จากตัวรับสัญญาณแสง หรือเมื่อแหล่งที่มาหลักของความร้อนเข้า ระบบสองถังเก็บเกลือหลอมละลาย เศษส่วนโดยรวมของแอมโมเนียมี defined นี่เป็นมวลของแอมโมเนียในน้ำแอมโมเนียผสมกับมวลรวมของส่วนผสม กระดาษมีโครงสร้างดังนี้: 2 ส่วนแสดงการสมมติฐานและกระบวนการสร้างแบบจำลอง 3 ส่วนแสดงผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ exergy และดำเนินการระบบการจัดเก็บเกลือหลอมละลาย ๔ กล่าวถึงผลลัพธ์ และ 5 ส่วนสรุปกระดาษ
การแปล กรุณารอสักครู่..
1. Introduction
In recent times, solar thermal power plants (STPPs) have attracted interest as a large scale, commercially viable way to generate electricity [1]. In an STPP, the heat transfer fluid (HTF) and the working fluid play an important role as the carriers of energy from the collector/receiver to the turbine. This is commonly done in two stages for a plant operating with a Rankine cycle. The HTF (e.g. synthetic oil, molten salt, etc.) first collects the energy from the incident solar radiation. This energy is then passed on to the working fluid (water/steam) which carries it to the steam turbine. The main disadvantage of such two-fluid systems is that the maximum operating temperature of the HTF is limited by the fluid stability concerns (e.g. approximately 400 o C for the synthetic oil), thus resulting in a low turbine inlet temperature and consequently a low cycle efficiency.
Application of direct steam generation (DSG) in STPPs presents the prospect of improving the overall plant efficiency, while simultaneously decreasing the cost of electricity generation [2]. The pressurized steam is generated directly in the receiver and trans- ported to the steam turbine. The advantages of DSG include a higher live steam temperature and the use of one fluid as both the HTF and the working fluid, possibly resulting in a simplified oper- ation. The main disadvantage of using DSG for STPPs is that it requires a very complex storage system for uninterrupted plant operation [3]. The motivation behind the current study is that the exergy losses during a heat transfer process can be reduced by using a suitable multi-component working fluid which can evap- orate or condense at a varying temperature, contrary to the con- stant evaporating or condensing temperature for a pure substance [4]. One such multi-component working fluid is the ammonia- water zeotropic mixture, as used in a Kalina cycle (KC). There have been discussions regarding the feasibility of using ammonia-water mixtures at high temperatures due to the nitridation effect resulting in corrosion of the equipment. However, the use of an ammonia-water mixture as the working fluid at high temperature has been successfully demonstrated in Canoga Park with turbine
inlet conditions of 515 o C and 110 bar [5]. Moreover, a patent by
Kalina [6] claims the stability of ammonia-water mixtures along with prevention of nitridation for plant operation preferably up to
2000 o F (1093 o C) for temperature and 10,000 psia (689.5 bar) for
pressure using suitable additives. It should be noted that the term direct steam generation is used here for both water and ammonia- water mixtures.
There were proposals to incorporate the KC for waste heat re- covery plants, geothermal power plants or solar energy driven power plants. Such plants operate with low or medium range temperatures at the turbine inlet. Bombarda et al. [7] presented a thermodynamic comparison between the KC and an organic Rankine cycle (ORC) for heat recovery from diesel engines. They concluded that although the obtained electrical power outputs are nearly equal, the KC requires a much higher turbine inlet pressure to attain the same, thereby making it unjustified for such use. Singh and Kaushik [8] presented energy and exergy analysis and opti- misation of a KC coupled with a coal-fired steam power plant for exhaust heat recovery. They found out that at a turbine inlet pressure of 40 bar, an ammonia mass fraction of 0.8 gives the maximum cycle efficiency and that the highest exergy destruction occurs in the evaporator. Campos Rodríguez et al. [9] presented an exergetic and economic comparison between a KC and an ORC for a low temperature geothermal power plant. They found that the KC produces 18 % more power than the ORC with 37 % less mass flow rate. In addition, the KC had 17.8 % lower levelized electricity costs than the ORC. Wang et al. [10] presented a parametric analysis and optimisation of a KC driven by solar energy. They found that the net power output and the system efficiency are less sensitive to the turbine inlet temperature under given conditions and that there exists an optimal turbine inlet pressure which results in maximum net power output. Coskun et al. [11] presented a comparison be- tween different power cycles for a medium temperature geothermal resource. They found that the KC and the double flash cycle provided the least levelized cost of electricity and hence the lowest payback periods.
With regards to using the KC with high turbine inlet tempera- tures, Ibrahim and Kovach [12] studied the effect of varying the ammonia mass fraction and the separator temperature on the cycle efficiency for a Kalina bottoming cycle using gas turbine exhaust as the heat source. The KC turbine inlet conditions were 482 o C and
59.6 bar. The authors found that the KC is 10e20 % more efficient than the Rankine cycle with the same boundary conditions. Nag and Gupta [13] performed an exergy analysis of a KC with gas turbine exhaust as the heat source with a turbine inlet temperature between 475 o C and 525 o C, and a turbine inlet pressure of 100 bar. They concluded that the important parameters affecting the cycle efficiency are the turbine inlet temperature, composition and the
separator temperature. Dejfors et al. [14] presented an analysis of using ammonia-water power cycles for direct fired cogeneration plants with a maximum temperature of 540 o C. They concluded that for a cogeneration configuration, the Rankine cycle performs better than the KC whereas for the conventional condensing power application, the performance of the KC is better. Knudsen et al. [15] presented the results from the simulation and exergy analysis of a KC for an STPP having a turbine inlet temperature of 550 o C when the heat input is from a solar receiver, and 480 o C when the heat input is from a molten-salt storage system. The authors varied the heat input to the cycle so as to maintain the turbine inlet conditions while assuming the same mass flow rate for all the cases. Modi et al. [16] presented a comparison between a Rankine cycle and an ammonia-water cycle for STPPs with a turbine inlet temperature of
450 o C. The cycle energy efficiency and the storage size requirement
were used as the comparison parameters. With regards to the analysis of central receiver STPPs, Xu et al. [17] presented the en- ergy and exergy analysis of a central receiver STPP operating with a Rankine cycle. They concluded that the efficiency of the plant can be increased by focussing on reducing the losses in the receiver and by using advanced power cycles.
A recent review of research on the KC by Zhang et al. [18] highlights the use of KC for various applications like bottoming cycle, low temperature geothermal, industrial waste, etc. In the review [18], and to the authors’ knowledge, there were no studies on using the KC for high temperature STPPs with DSG. The purposes of the current study are to assess the potential benefits of using a KC for a central receiver STPP with DSG using exergy analysis, analyse the trend of the rate of exergy destruction in different components of the plant with respect to the pressure and the ammonia mass fraction at the turbine inlet, and compare the performance with a simple Rankine cycle (SRC). To attain these objectives, the KC was modelled and optimised for maximum work output for the assumed boundary conditions and analysed for operation when the heat input was only from the solar receiver, or when the primary source of heat input was a two-tank molten-salt storage system. The ammonia mass fraction is defined here as the mass of ammonia in the ammonia-water mixture to the total mass of the mixture. The paper is structured as follows: Section 2 presents the assumptions and the modelling procedure, Section 3 presents the results from the exergy analysis and the operation from molten-salt storage system, Section 4 discusses the results and Section 5 concludes the paper.
In recent times, solar thermal power plants (STPPs) have attracted interest as a large scale, commercially viable way to generate electricity [1]. In an STPP, the heat transfer fluid (HTF) and the working fluid play an important role as the carriers of energy from the collector/receiver to the turbine. This is commonly done in two stages for a plant operating with a Rankine cycle. The HTF (e.g. synthetic oil, molten salt, etc.) first collects the energy from the incident solar radiation. This energy is then passed on to the working fluid (water/steam) which carries it to the steam turbine. The main disadvantage of such two-fluid systems is that the maximum operating temperature of the HTF is limited by the fluid stability concerns (e.g. approximately 400 o C for the synthetic oil), thus resulting in a low turbine inlet temperature and consequently a low cycle efficiency.
Application of direct steam generation (DSG) in STPPs presents the prospect of improving the overall plant efficiency, while simultaneously decreasing the cost of electricity generation [2]. The pressurized steam is generated directly in the receiver and trans- ported to the steam turbine. The advantages of DSG include a higher live steam temperature and the use of one fluid as both the HTF and the working fluid, possibly resulting in a simplified oper- ation. The main disadvantage of using DSG for STPPs is that it requires a very complex storage system for uninterrupted plant operation [3]. The motivation behind the current study is that the exergy losses during a heat transfer process can be reduced by using a suitable multi-component working fluid which can evap- orate or condense at a varying temperature, contrary to the con- stant evaporating or condensing temperature for a pure substance [4]. One such multi-component working fluid is the ammonia- water zeotropic mixture, as used in a Kalina cycle (KC). There have been discussions regarding the feasibility of using ammonia-water mixtures at high temperatures due to the nitridation effect resulting in corrosion of the equipment. However, the use of an ammonia-water mixture as the working fluid at high temperature has been successfully demonstrated in Canoga Park with turbine
inlet conditions of 515 o C and 110 bar [5]. Moreover, a patent by
Kalina [6] claims the stability of ammonia-water mixtures along with prevention of nitridation for plant operation preferably up to
2000 o F (1093 o C) for temperature and 10,000 psia (689.5 bar) for
pressure using suitable additives. It should be noted that the term direct steam generation is used here for both water and ammonia- water mixtures.
There were proposals to incorporate the KC for waste heat re- covery plants, geothermal power plants or solar energy driven power plants. Such plants operate with low or medium range temperatures at the turbine inlet. Bombarda et al. [7] presented a thermodynamic comparison between the KC and an organic Rankine cycle (ORC) for heat recovery from diesel engines. They concluded that although the obtained electrical power outputs are nearly equal, the KC requires a much higher turbine inlet pressure to attain the same, thereby making it unjustified for such use. Singh and Kaushik [8] presented energy and exergy analysis and opti- misation of a KC coupled with a coal-fired steam power plant for exhaust heat recovery. They found out that at a turbine inlet pressure of 40 bar, an ammonia mass fraction of 0.8 gives the maximum cycle efficiency and that the highest exergy destruction occurs in the evaporator. Campos Rodríguez et al. [9] presented an exergetic and economic comparison between a KC and an ORC for a low temperature geothermal power plant. They found that the KC produces 18 % more power than the ORC with 37 % less mass flow rate. In addition, the KC had 17.8 % lower levelized electricity costs than the ORC. Wang et al. [10] presented a parametric analysis and optimisation of a KC driven by solar energy. They found that the net power output and the system efficiency are less sensitive to the turbine inlet temperature under given conditions and that there exists an optimal turbine inlet pressure which results in maximum net power output. Coskun et al. [11] presented a comparison be- tween different power cycles for a medium temperature geothermal resource. They found that the KC and the double flash cycle provided the least levelized cost of electricity and hence the lowest payback periods.
With regards to using the KC with high turbine inlet tempera- tures, Ibrahim and Kovach [12] studied the effect of varying the ammonia mass fraction and the separator temperature on the cycle efficiency for a Kalina bottoming cycle using gas turbine exhaust as the heat source. The KC turbine inlet conditions were 482 o C and
59.6 bar. The authors found that the KC is 10e20 % more efficient than the Rankine cycle with the same boundary conditions. Nag and Gupta [13] performed an exergy analysis of a KC with gas turbine exhaust as the heat source with a turbine inlet temperature between 475 o C and 525 o C, and a turbine inlet pressure of 100 bar. They concluded that the important parameters affecting the cycle efficiency are the turbine inlet temperature, composition and the
separator temperature. Dejfors et al. [14] presented an analysis of using ammonia-water power cycles for direct fired cogeneration plants with a maximum temperature of 540 o C. They concluded that for a cogeneration configuration, the Rankine cycle performs better than the KC whereas for the conventional condensing power application, the performance of the KC is better. Knudsen et al. [15] presented the results from the simulation and exergy analysis of a KC for an STPP having a turbine inlet temperature of 550 o C when the heat input is from a solar receiver, and 480 o C when the heat input is from a molten-salt storage system. The authors varied the heat input to the cycle so as to maintain the turbine inlet conditions while assuming the same mass flow rate for all the cases. Modi et al. [16] presented a comparison between a Rankine cycle and an ammonia-water cycle for STPPs with a turbine inlet temperature of
450 o C. The cycle energy efficiency and the storage size requirement
were used as the comparison parameters. With regards to the analysis of central receiver STPPs, Xu et al. [17] presented the en- ergy and exergy analysis of a central receiver STPP operating with a Rankine cycle. They concluded that the efficiency of the plant can be increased by focussing on reducing the losses in the receiver and by using advanced power cycles.
A recent review of research on the KC by Zhang et al. [18] highlights the use of KC for various applications like bottoming cycle, low temperature geothermal, industrial waste, etc. In the review [18], and to the authors’ knowledge, there were no studies on using the KC for high temperature STPPs with DSG. The purposes of the current study are to assess the potential benefits of using a KC for a central receiver STPP with DSG using exergy analysis, analyse the trend of the rate of exergy destruction in different components of the plant with respect to the pressure and the ammonia mass fraction at the turbine inlet, and compare the performance with a simple Rankine cycle (SRC). To attain these objectives, the KC was modelled and optimised for maximum work output for the assumed boundary conditions and analysed for operation when the heat input was only from the solar receiver, or when the primary source of heat input was a two-tank molten-salt storage system. The ammonia mass fraction is defined here as the mass of ammonia in the ammonia-water mixture to the total mass of the mixture. The paper is structured as follows: Section 2 presents the assumptions and the modelling procedure, Section 3 presents the results from the exergy analysis and the operation from molten-salt storage system, Section 4 discusses the results and Section 5 concludes the paper.
การแปล กรุณารอสักครู่..
1 . บทนำ
ในครั้งล่าสุด โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ( stpps ) ดึงดูดความสนใจขนาดใหญ่ในเชิงพาณิชย์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า [ 1 ] ใน STPP การถ่ายเทความร้อนflอิ๊ด ( htf ) และทำงานfl uid มีบทบาทสำคัญเป็นพาหะของพลังงานจากนักสะสม / รับกังหันนี้โดยทั่วไปจะทำในสองขั้นตอน สำหรับต้นทุนการผลิตกับ Rankine Cycle การ htf ( เช่นสังเคราะห์น้ำมัน ละลายเกลือ ฯลฯ ) จึงตัดสินใจเดินทางไปเก็บรวบรวมพลังงานจากเหตุการณ์ดวงอาทิตย์รังสี พลังงานนี้จะส่งผ่านไปยังทำงานflวิด ( น้ำ / ไอน้ำ ) ซึ่งประกอบเป็นไอน้ำ กังหันข้อเสียหลักๆของระบบเช่นสอง - อี๊ดflที่อุณหภูมิสูงสุดของ htf ถูก จำกัด โดยfl uid ความมั่นคงเกี่ยวข้อง ( เช่นประมาณ 400 o C น้ำมันสังเคราะห์ ) จึงส่งผลให้อุณหภูมิต่ำจึงต่ำ และกังหันขาเข้ารอบ EF จึง
ประสิทธิภาพ .การประยุกต์ใช้สร้างไอน้ำโดยตรง ( DSG ) ใน stpps นำเสนอโอกาสในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของพืช EF จึงในขณะที่พร้อมลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจาก [ 2 ] ไอน้ำแรงดันสูงที่ถูกสร้างขึ้นโดยตรงในตัวรับและ trans - ported ไปยังกังหันไอน้ำ .ข้อดีของ DSG รวมสูงกว่าอยู่อุณหภูมิไอน้ำและใช้หนึ่งflอี๊ดเป็นทั้ง htf และทำงานflอิ๊ด อาจส่งผลให้ Simpli จึงเอ็ดการดำเนินการการกระทำ . ข้อเสียเปรียบหลักของการใช้บริษัท ดีเอสจี สำหรับ stpps ก็คือว่ามันต้องเป็นระบบจัดเก็บข้อมูลที่ซับซ้อนมากสำหรับการดำเนินงานที่โรงงานอย่างต่อเนื่อง [ 3 ]แรงจูงใจที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาในปัจจุบันคือเส้นทางการสูญเสียในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนความร้อนจะลดลงโดยการใช้ที่เหมาะสมโดยทำงานfl uid ซึ่งสามารถไอ - กล่าวสุนทรพจน์ หรือควบแน่นที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ตรงกันข้าม con - พนักงานระเหยหรืออุณหภูมิอิ่มตัวสำหรับสารบริสุทธิ์ [ 4 ] เช่นโดยทำงานfl uid คือ แอมโมเนียน้ำ zeotropic ผสมที่ใช้ในที่ตั้งรอบ ( KC ) มีการอภิปรายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการใช้แอมโมเนียน้ำผสมที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากการไนไตรผลที่เกิดขึ้นในการกัดกร่อนของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม การใช้แอมโมเนียมีน้ำผสมเป็นflอี๊ดทำงานที่อุณหภูมิสูงได้แสดงในสวนสาธารณะด้วย
canoga กังหันสภาพทางเข้า 515 o C และ 110 บาร์ [ 5 ] นอกจากนี้สิทธิบัตรโดย
คาลิน่า [ 6 ] อ้างเสถียรภาพของสารละลายแอมโมเนียผสมพร้อมกับการป้องกันของพืชโดยเฉพาะการไนไตรขึ้น
( o o F ที่ 2000 องศาเซลเซียส อุณหภูมิ และ 10 , 000 psia ( 689.5 บาร์ ) ใช้สาร
ความดันที่เหมาะสมมันควรจะสังเกตว่าระยะตรงการผลิตไอน้ำที่ใช้มาทั้งน้ำและแอมโมเนีย - ผสมน้ำ
มีข้อเสนอที่จะรวม KC เพื่อความร้อนทิ้ง covery Re - พืชพืชพลังงานใต้พิภพหรือพลังงานแสงอาทิตย์ขับเคลื่อนพลังพืช พืชดังกล่าวประกอบกับอุณหภูมิต่ำหรือปานกลางที่กังหันที่ปากน้ำ บอมบาร์ด้า et al .[ 7 ] แสดงการเปรียบเทียบระหว่าง ทางเคซีและอินทรีย์แรนคินวงจร ( Orc ) สำหรับการกู้คืนความร้อนจากเครื่องยนต์ดีเซล พวกเขาสรุปว่า แม้ว่าค่าพลังงานไฟฟ้าซึ่งมีเกือบเท่ากัน เคซี ต้องสูงมาก กังหัน ความดันขาเข้าเพื่อให้บรรลุเดียวกัน เพื่อให้ unjusti จึงเอ็ดสำหรับการใช้งานดังกล่าวซิงห์และ Kaushik [ 8 ] แสดงพลังงานและเอ็กเซอร์ยีการวิเคราะห์และ OPTI - misation ของเคซี คู่กับถ่านหิน - โรงไฟฟ้าไอน้ำจึงสีแดงสำหรับไอเสียความร้อนการกู้คืน พวกเขาพบว่ากังหันความดันขาเข้า 40 บาร์ , แอมโมเนียมีสัดส่วนมวลของ 0.8 ให้สูงสุดรอบ EF ประสิทธิภาพและจึงทำลายราคาสูงสุดจะเกิดขึ้นในระเหย มาร์ติน แคมโพส ลุยส์โรดรีเกซ et al .[ 9 ] แสดงการ exergetic ทางเศรษฐกิจ และการเปรียบเทียบระหว่าง KC และ Orc สำหรับอุณหภูมิใต้พิภพโรงไฟฟ้า พวกเขาพบว่า KC ผลิตไฟฟ้า 18 % มากกว่า Orc กับ 37 % น้อยกว่ามวลflโอ๊ย อัตรา นอกจากนี้ เคซีได้ 17.8 % ลด levelized ไฟฟ้าต้นทุนกว่าผี . Wang et al . [ 10 ] เสนอการวิเคราะห์พารามิเตอร์และการเพิ่มประสิทธิภาพของเคซี ขับเคลื่อนโดยพลังงานแสงอาทิตย์พวกเขาพบว่า เครือข่ายพลังงานและ EF ระบบจึงมีความไวน้อยกว่าประสิทธิภาพกังหันอุณหภูมิภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดและมีที่ดีที่สุดกังหันความดันขาเข้าซึ่งผลลัพธ์ในการแสดงผลพลังงานสูงสุดสุทธิ coskun et al . [ 11 ] แสดงการเปรียบเทียบ - ทวีรอบพลังงานที่แตกต่างกันสำหรับอุณหภูมิปานกลาง พิภพ ทรัพยากรพวกเขาพบว่า เคซี และคู่flเถ้าวงจรให้ levelized อย่างน้อยต้นทุนค่าไฟฟ้า และดังนั้น ค่าระยะเวลาคืนทุน .
ช่วยใช้ KC กับกังหันปากน้ำสีฝุ่น - ตูเรสสูง ,บราฮิม และ โคแวค [ 12 ] ได้ศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงแอมโมเนียเศษส่วนมวลและอุณหภูมิในรอบ EF จึงแยกประสิทธิภาพสำหรับคาลิน่าตกรอบใช้กังหันไอเสียก๊าซเป็นแหล่งความร้อน . เคซีกังหันขาเข้าเงื่อนไข 482 o C
59.6 และบาร์ ผู้เขียนพบว่า KC เป็น 10e20 มากกว่า EF จึง cient กว่าแรนคินวงจรกับเงื่อนไขขอบเขตเดียวกันบ่น และคุป [ 13 ] ทำการเอ็กเซอร์ยีการวิเคราะห์ของ KC กับกังหันไอเสียเป็นแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิระหว่างกังหัน 475 o C และ 525 o C และกังหันความดันขาเข้า 100 บาร์ พวกเขาพบว่า ตัวแปรสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ EF จึงเป็นกังหันที่อุณหภูมิ องค์ประกอบและ
คั่นอุณหภูมิ dejfors et al .[ 14 ] นำเสนอการวิเคราะห์การใช้พลังงานรอบน้ำแอมโมเนียโดยตรงจึงสีแดงพลังงานพืช มีอุณหภูมิสูงสุดที่ 540 o C พวกเขาสรุปว่า สำหรับกลุ่มคอน จึง guration , วัฏจักร Rankine มีประสิทธิภาพดีกว่า KC และแบบควบแน่นใช้พลังงาน , ประสิทธิภาพของ KC ดีกว่า Knudsen et al .[ 15 ] แสดงผลจากการจำลองและการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยีของ KC สำหรับ STPP มีกังหันอุณหภูมิ 550 o C เมื่อความร้อนที่ป้อนจากรับแสงอาทิตย์และ 480 o C เมื่อความร้อนจากเกลือเหลวเข้าระบบจัดเก็บผู้เขียนที่แตกต่างกันความร้อนเข้าสู่วงจรการรักษากังหันเข้าเงื่อนไขในขณะที่สมมุติว่าเดียวกันมวลflโอ๊ยเท่ากันสำหรับทุกกรณี โมดิ et al . [ 16 ] แสดงการเปรียบเทียบระหว่างวงจรแรนคินและแอมโมเนียน้ำรอบ stpps กับกังหันอุณหภูมิของ
o C 450 รอบ EF พลังงานจึงประสิทธิภาพและขนาดกระเป๋าความต้องการ
ที่ใช้เปรียบเทียบค่าเกี่ยวกับการวิเคราะห์ กลางตัวรับ stpps ซู et al . [ 17 ] นำเสนอในการวิเคราะห์และไฟเซอร์ของกลางตัวรับที่มีระบบปฏิบัติการที่มี Rankine Cycle พวกเขาสรุปว่า EF จึงประสิทธิภาพของพืชจะเพิ่มขึ้น โดยมุ่งเน้นการลดความสูญเสียในตัวรับสัญญาณโดยใช้วงจรพลังขั้นสูง การตรวจทานล่าสุดของการวิจัยใน KC โดย Zhang et al .[ 18 ] ไฮไลท์ใช้ KC สำหรับการใช้งานต่างๆเช่นตกรอบต่ำอุณหภูมิใต้พิภพ กากอุตสาหกรรม เป็นต้น ในการตรวจสอบ [ 18 ] และความรู้ของผู้เขียน ไม่มีการศึกษาการใช้ KC สำหรับ stpps อุณหภูมิสูงแบบ DSG .วัตถุประสงค์ของการศึกษาในปัจจุบัน เพื่อประเมินศักยภาพดีจึงใช้ TS ของ KC สำหรับ STPP ตัวรับกลางกับ DSG ด้วยการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยี , วิเคราะห์แนวโน้มของอัตราเซอร์ถูกทำลายในองค์ประกอบที่แตกต่างกันของพืชที่มีต่อความดันและแอมโมเนียเศษส่วนมวลที่กังหัน ปากน้ำ และเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับ แรนคินวงจรง่ายๆ ( SRC )เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์เหล่านี้ เคซีก็จำลอง - งานและผลผลิตสูงสุด และวิเคราะห์ว่า สภาวะขอบเขตสำหรับการดำเนินการเมื่อความร้อนใส่แค่จากรับพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ เมื่อแหล่งที่มาหลักของการป้อนข้อมูลความร้อนเป็นสองถังละลายเกลือระบบจัดเก็บแอมโมเนียเศษส่วนมวลเป็น de จึงเน็ดที่นี่เป็นมวลของแอมโมเนียในน้ำแอมโมเนียผสมกับมวลสารทั้งหมดของส่วนผสม กระดาษมีโครงสร้าง ดังนี้ ส่วนที่ 1 นำเสนอสมมติฐานและการสร้างแบบจำลองกระบวนการ ส่วนที่ 3 แสดงผลจากการวิเคราะห์ราคาและการดำเนินงานจากระบบการจัดเก็บเกลือเหลวส่วนที่ 4 กล่าวถึงผลลัพธ์ และหมวดที่ 5 สรุปกระดาษ
ในครั้งล่าสุด โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ( stpps ) ดึงดูดความสนใจขนาดใหญ่ในเชิงพาณิชย์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า [ 1 ] ใน STPP การถ่ายเทความร้อนflอิ๊ด ( htf ) และทำงานfl uid มีบทบาทสำคัญเป็นพาหะของพลังงานจากนักสะสม / รับกังหันนี้โดยทั่วไปจะทำในสองขั้นตอน สำหรับต้นทุนการผลิตกับ Rankine Cycle การ htf ( เช่นสังเคราะห์น้ำมัน ละลายเกลือ ฯลฯ ) จึงตัดสินใจเดินทางไปเก็บรวบรวมพลังงานจากเหตุการณ์ดวงอาทิตย์รังสี พลังงานนี้จะส่งผ่านไปยังทำงานflวิด ( น้ำ / ไอน้ำ ) ซึ่งประกอบเป็นไอน้ำ กังหันข้อเสียหลักๆของระบบเช่นสอง - อี๊ดflที่อุณหภูมิสูงสุดของ htf ถูก จำกัด โดยfl uid ความมั่นคงเกี่ยวข้อง ( เช่นประมาณ 400 o C น้ำมันสังเคราะห์ ) จึงส่งผลให้อุณหภูมิต่ำจึงต่ำ และกังหันขาเข้ารอบ EF จึง
ประสิทธิภาพ .การประยุกต์ใช้สร้างไอน้ำโดยตรง ( DSG ) ใน stpps นำเสนอโอกาสในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของพืช EF จึงในขณะที่พร้อมลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจาก [ 2 ] ไอน้ำแรงดันสูงที่ถูกสร้างขึ้นโดยตรงในตัวรับและ trans - ported ไปยังกังหันไอน้ำ .ข้อดีของ DSG รวมสูงกว่าอยู่อุณหภูมิไอน้ำและใช้หนึ่งflอี๊ดเป็นทั้ง htf และทำงานflอิ๊ด อาจส่งผลให้ Simpli จึงเอ็ดการดำเนินการการกระทำ . ข้อเสียเปรียบหลักของการใช้บริษัท ดีเอสจี สำหรับ stpps ก็คือว่ามันต้องเป็นระบบจัดเก็บข้อมูลที่ซับซ้อนมากสำหรับการดำเนินงานที่โรงงานอย่างต่อเนื่อง [ 3 ]แรงจูงใจที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาในปัจจุบันคือเส้นทางการสูญเสียในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนความร้อนจะลดลงโดยการใช้ที่เหมาะสมโดยทำงานfl uid ซึ่งสามารถไอ - กล่าวสุนทรพจน์ หรือควบแน่นที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ตรงกันข้าม con - พนักงานระเหยหรืออุณหภูมิอิ่มตัวสำหรับสารบริสุทธิ์ [ 4 ] เช่นโดยทำงานfl uid คือ แอมโมเนียน้ำ zeotropic ผสมที่ใช้ในที่ตั้งรอบ ( KC ) มีการอภิปรายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการใช้แอมโมเนียน้ำผสมที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากการไนไตรผลที่เกิดขึ้นในการกัดกร่อนของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม การใช้แอมโมเนียมีน้ำผสมเป็นflอี๊ดทำงานที่อุณหภูมิสูงได้แสดงในสวนสาธารณะด้วย
canoga กังหันสภาพทางเข้า 515 o C และ 110 บาร์ [ 5 ] นอกจากนี้สิทธิบัตรโดย
คาลิน่า [ 6 ] อ้างเสถียรภาพของสารละลายแอมโมเนียผสมพร้อมกับการป้องกันของพืชโดยเฉพาะการไนไตรขึ้น
( o o F ที่ 2000 องศาเซลเซียส อุณหภูมิ และ 10 , 000 psia ( 689.5 บาร์ ) ใช้สาร
ความดันที่เหมาะสมมันควรจะสังเกตว่าระยะตรงการผลิตไอน้ำที่ใช้มาทั้งน้ำและแอมโมเนีย - ผสมน้ำ
มีข้อเสนอที่จะรวม KC เพื่อความร้อนทิ้ง covery Re - พืชพืชพลังงานใต้พิภพหรือพลังงานแสงอาทิตย์ขับเคลื่อนพลังพืช พืชดังกล่าวประกอบกับอุณหภูมิต่ำหรือปานกลางที่กังหันที่ปากน้ำ บอมบาร์ด้า et al .[ 7 ] แสดงการเปรียบเทียบระหว่าง ทางเคซีและอินทรีย์แรนคินวงจร ( Orc ) สำหรับการกู้คืนความร้อนจากเครื่องยนต์ดีเซล พวกเขาสรุปว่า แม้ว่าค่าพลังงานไฟฟ้าซึ่งมีเกือบเท่ากัน เคซี ต้องสูงมาก กังหัน ความดันขาเข้าเพื่อให้บรรลุเดียวกัน เพื่อให้ unjusti จึงเอ็ดสำหรับการใช้งานดังกล่าวซิงห์และ Kaushik [ 8 ] แสดงพลังงานและเอ็กเซอร์ยีการวิเคราะห์และ OPTI - misation ของเคซี คู่กับถ่านหิน - โรงไฟฟ้าไอน้ำจึงสีแดงสำหรับไอเสียความร้อนการกู้คืน พวกเขาพบว่ากังหันความดันขาเข้า 40 บาร์ , แอมโมเนียมีสัดส่วนมวลของ 0.8 ให้สูงสุดรอบ EF ประสิทธิภาพและจึงทำลายราคาสูงสุดจะเกิดขึ้นในระเหย มาร์ติน แคมโพส ลุยส์โรดรีเกซ et al .[ 9 ] แสดงการ exergetic ทางเศรษฐกิจ และการเปรียบเทียบระหว่าง KC และ Orc สำหรับอุณหภูมิใต้พิภพโรงไฟฟ้า พวกเขาพบว่า KC ผลิตไฟฟ้า 18 % มากกว่า Orc กับ 37 % น้อยกว่ามวลflโอ๊ย อัตรา นอกจากนี้ เคซีได้ 17.8 % ลด levelized ไฟฟ้าต้นทุนกว่าผี . Wang et al . [ 10 ] เสนอการวิเคราะห์พารามิเตอร์และการเพิ่มประสิทธิภาพของเคซี ขับเคลื่อนโดยพลังงานแสงอาทิตย์พวกเขาพบว่า เครือข่ายพลังงานและ EF ระบบจึงมีความไวน้อยกว่าประสิทธิภาพกังหันอุณหภูมิภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดและมีที่ดีที่สุดกังหันความดันขาเข้าซึ่งผลลัพธ์ในการแสดงผลพลังงานสูงสุดสุทธิ coskun et al . [ 11 ] แสดงการเปรียบเทียบ - ทวีรอบพลังงานที่แตกต่างกันสำหรับอุณหภูมิปานกลาง พิภพ ทรัพยากรพวกเขาพบว่า เคซี และคู่flเถ้าวงจรให้ levelized อย่างน้อยต้นทุนค่าไฟฟ้า และดังนั้น ค่าระยะเวลาคืนทุน .
ช่วยใช้ KC กับกังหันปากน้ำสีฝุ่น - ตูเรสสูง ,บราฮิม และ โคแวค [ 12 ] ได้ศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงแอมโมเนียเศษส่วนมวลและอุณหภูมิในรอบ EF จึงแยกประสิทธิภาพสำหรับคาลิน่าตกรอบใช้กังหันไอเสียก๊าซเป็นแหล่งความร้อน . เคซีกังหันขาเข้าเงื่อนไข 482 o C
59.6 และบาร์ ผู้เขียนพบว่า KC เป็น 10e20 มากกว่า EF จึง cient กว่าแรนคินวงจรกับเงื่อนไขขอบเขตเดียวกันบ่น และคุป [ 13 ] ทำการเอ็กเซอร์ยีการวิเคราะห์ของ KC กับกังหันไอเสียเป็นแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิระหว่างกังหัน 475 o C และ 525 o C และกังหันความดันขาเข้า 100 บาร์ พวกเขาพบว่า ตัวแปรสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ EF จึงเป็นกังหันที่อุณหภูมิ องค์ประกอบและ
คั่นอุณหภูมิ dejfors et al .[ 14 ] นำเสนอการวิเคราะห์การใช้พลังงานรอบน้ำแอมโมเนียโดยตรงจึงสีแดงพลังงานพืช มีอุณหภูมิสูงสุดที่ 540 o C พวกเขาสรุปว่า สำหรับกลุ่มคอน จึง guration , วัฏจักร Rankine มีประสิทธิภาพดีกว่า KC และแบบควบแน่นใช้พลังงาน , ประสิทธิภาพของ KC ดีกว่า Knudsen et al .[ 15 ] แสดงผลจากการจำลองและการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยีของ KC สำหรับ STPP มีกังหันอุณหภูมิ 550 o C เมื่อความร้อนที่ป้อนจากรับแสงอาทิตย์และ 480 o C เมื่อความร้อนจากเกลือเหลวเข้าระบบจัดเก็บผู้เขียนที่แตกต่างกันความร้อนเข้าสู่วงจรการรักษากังหันเข้าเงื่อนไขในขณะที่สมมุติว่าเดียวกันมวลflโอ๊ยเท่ากันสำหรับทุกกรณี โมดิ et al . [ 16 ] แสดงการเปรียบเทียบระหว่างวงจรแรนคินและแอมโมเนียน้ำรอบ stpps กับกังหันอุณหภูมิของ
o C 450 รอบ EF พลังงานจึงประสิทธิภาพและขนาดกระเป๋าความต้องการ
ที่ใช้เปรียบเทียบค่าเกี่ยวกับการวิเคราะห์ กลางตัวรับ stpps ซู et al . [ 17 ] นำเสนอในการวิเคราะห์และไฟเซอร์ของกลางตัวรับที่มีระบบปฏิบัติการที่มี Rankine Cycle พวกเขาสรุปว่า EF จึงประสิทธิภาพของพืชจะเพิ่มขึ้น โดยมุ่งเน้นการลดความสูญเสียในตัวรับสัญญาณโดยใช้วงจรพลังขั้นสูง การตรวจทานล่าสุดของการวิจัยใน KC โดย Zhang et al .[ 18 ] ไฮไลท์ใช้ KC สำหรับการใช้งานต่างๆเช่นตกรอบต่ำอุณหภูมิใต้พิภพ กากอุตสาหกรรม เป็นต้น ในการตรวจสอบ [ 18 ] และความรู้ของผู้เขียน ไม่มีการศึกษาการใช้ KC สำหรับ stpps อุณหภูมิสูงแบบ DSG .วัตถุประสงค์ของการศึกษาในปัจจุบัน เพื่อประเมินศักยภาพดีจึงใช้ TS ของ KC สำหรับ STPP ตัวรับกลางกับ DSG ด้วยการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยี , วิเคราะห์แนวโน้มของอัตราเซอร์ถูกทำลายในองค์ประกอบที่แตกต่างกันของพืชที่มีต่อความดันและแอมโมเนียเศษส่วนมวลที่กังหัน ปากน้ำ และเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับ แรนคินวงจรง่ายๆ ( SRC )เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์เหล่านี้ เคซีก็จำลอง - งานและผลผลิตสูงสุด และวิเคราะห์ว่า สภาวะขอบเขตสำหรับการดำเนินการเมื่อความร้อนใส่แค่จากรับพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ เมื่อแหล่งที่มาหลักของการป้อนข้อมูลความร้อนเป็นสองถังละลายเกลือระบบจัดเก็บแอมโมเนียเศษส่วนมวลเป็น de จึงเน็ดที่นี่เป็นมวลของแอมโมเนียในน้ำแอมโมเนียผสมกับมวลสารทั้งหมดของส่วนผสม กระดาษมีโครงสร้าง ดังนี้ ส่วนที่ 1 นำเสนอสมมติฐานและการสร้างแบบจำลองกระบวนการ ส่วนที่ 3 แสดงผลจากการวิเคราะห์ราคาและการดำเนินงานจากระบบการจัดเก็บเกลือเหลวส่วนที่ 4 กล่าวถึงผลลัพธ์ และหมวดที่ 5 สรุปกระดาษ
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- วิธีการที่คุณจองโรงแรม
- ตอนนี้ฉันกำลังเรียนอยู่ชั้นมัธยมศึกษาปีท
- คนให้เข้ากันแล้วปิดแก๊ส
- ฉันคิดว่าคุณคงเป็นผู้ชายในฝันและในจินตนา
- สร้าง
- No standard labels.use sticky tape for i
- I can reduce the cost to the company, an
- The Bhavana Society was created to prese
- ฉันจำทุกเหตุการณ์วันนั้นได้ดี
- affaire
- I mean do you like thier music personnal
- The Bhavana Society was created to prese
- เครือข่ายของฉันไม่คงที่ ไม่สามารถใช้วีดี
- คนไม่สำคัญ แค่ส่วนเกิน
- Mountain bite
- To limit the possibility that potential
- ปวดหัวนิดหน่อยตอนนี้ดีขึ้นแล้ว
- ……………………… กลอนรัก …………………………ฉันรักใครไม่
- Vous m'avez raconté la même
- คุณสะดวกส่งสินค้าผ่าน DHL or Fedex
- I love living independently
- เพื่อนของคุณไปไหนล่ะ
- ถ้าฉันเป็นครูฉันจะไม่ให้การบ้านเยอะ
- A รับหน้าที่เป็นผู้ฝึกสอนนักเรียน M2/10
