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综合电力和淡水生产循环的系统分析和多目标优化
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2022-05-12 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.04.066 Mehran Bahari , Ashkan Entezari , Farbod Esmaeilion , Abolfazl Ahmadi
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更新日期:2022-05-12
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2022-05-12 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.04.066 Mehran Bahari , Ashkan Entezari , Farbod Esmaeilion , Abolfazl Ahmadi
本研究代表了对用于发电和淡水的综合系统的分析和优化的结果。该装置由用于发电的固体氧化物燃料电池 (SOFC) 组成。SOFC 的未燃烧燃料在加力燃烧室中燃烧,以提高 SOFC 出口气体的温度并运行燃气轮机 (GT) 以产生额外的动力并运行空气压缩机。在这个循环的底部,考虑采用多效脱盐 (MED) 和反渗透 (RO) 的组合装置,利用 GT 废气的未使用热容量生产淡水。此外,在燃料供应管线中使用斯特林发动机来提高燃料的温度。使用液化天然气和斯特林发动机将用泵代替燃料压缩机,从而提高系统性能并消除对膨胀阀的需求。为了研究系统性能,在工程方程求解器 (EES) 程序中开发了一个数学模型。然后,系统的 EES 模拟数据已发送到 MATLAB,以根据优化标准促进最佳运行条件。已经进行了精力充沛、功用、经济和环境分析,并使用了非支配排序遗传算法 (NSGA-II) 来实现该目标。执行两目标优化以最大化所提出系统的火用效率,同时最小化系统的总生产成本。该成本是平准化电力成本 (LCOE) 和平准化淡水成本 (LCOW) 的加权分布。结果表明,系统的火用和能量效率在最佳点时分别可以达到73.5%和69.06%。该系统的总发电量为 99 兆瓦。生产成本为 11.71 美分/千瓦时,其中 1.04 美分/千瓦时是排放税和环境税。淡水产量为 42.44 kg/s,成本为 4.38 USD/m3 .
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