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Pinch and exergy evaluation of Kalina/Rankine/gas/steam combined power cycles for tri-generation of power, cooling and hot water using liquefied natural gas regasification
Energy Conversion and Management ( IF 10.4 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113328
Bahram Ghorbani , Armin Ebrahimi , Sajedeh Rooholamini , Masoud Ziabasharhagh

Abstract Today, due to the increasing trend of energy demand in the world, the use of energy types with the approach of maximizing the efficiency of energy systems is inevitable. In this paper, an integrated power generation system consisting of low-temperature organic Rankine cycle, gas and steam combined power plant and Kalina power generation unit is developed and analyzed. Liquefied natural gas regasification is employed to supply the cooling for the hybrid system. This integrated system generates 158.5 MW power, 9.498 MW cooling, and 46.02 kg/s hot water. The total electrical, thermal, and exergy efficiencies of the integrated system are 48.62%, 55.18% and 67.74%, respectively. System exergy analysis shows that reactors and heat exchangers accounted for the largest share of total exergy destruction, each accounting for 59.91% and 15.76% of total energy destruction, respectively, indicating that these two parts have more than 75% of the destruction occurred. The pinch method was used to extract the heat exchanger network related to the multi-stream heat exchanger of the integrated system. In the parametric analysis, the effect of air/fuel molar ratio (input to the combustion chamber) on system performance has been investigated. One of the most important results is the increase in the total thermal efficiency of the system to 56.15% if the inlet air into the combustion chamber is reduced to 250.0 kg/s. The parametric analysis results also show that in addition to increasing the efficiency of the system due to the decrease in the amount of incoming air, the ratio of power production as the main product to byproducts (hot water and cooling) increases.

中文翻译:

Kalina/Rankine/天然气/蒸汽联合动力循环利用液化天然气再气化三联产电、冷、热水的夹点和火用评价

摘要 在当今世界能源需求不断增长的趋势下,以能源系统效率最大化为目标的能源类型的使用已成为必然。本文开发并分析了由低温有机朗肯循环、燃气和蒸汽联合发电厂和Kalina 发电机组组成的综合发电系统。采用液化天然气再气化为混合系统提供冷却。该集成系统可产生 158.5 MW 电力、9.498 MW 冷却能力和 46.02 kg/s 热水。集成系统的总电、热和火用效率分别为 48.62%、55.18% 和 67.74%。系统火用分析表明,反应堆和换热器在总火用破坏中所占份额最大,分别为59.91%和15%。分别占总能量破坏的76%,说明这两部分已经发生了75%以上的破坏。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。分别说明这两部分已经发生了75%以上的破坏。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。分别说明这两部分已经发生了75%以上的破坏。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。表明这两部分已经发生了75%以上的破坏。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。表明这两部分已经发生了75%以上的破坏。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。采用夹点法提取集成系统多流换热器相关的换热网络。在参数分析中,研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。已经研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。已经研究了空气/燃料摩尔比(燃烧室的输入)对系统性能的影响。最重要的结果之一是,如果进入燃烧室的进气量减少到 250.0 kg/s,系统的总热效率将提高到 56.15%。参数分析结果还表明,由于进风量的减少,除了提高了系统的效率外,作为主要产品的发电与副产品(热水和冷却)的比例增加。
更新日期:2020-11-01
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