Razi University

افت شديد فشار گاز طبيعي در ايستگاه‌هاي تقليل فشار نيروگاه‌ها توسط شيرهاي فشارشكن سنتي، موجب اتلاف گسترده اگزرژي فشاري و انرژي پتانسيل جريان گاز به‌صورت فرآيندي هم‌آنتالپي و بدون توليد كار مفيد مي‌شود. به‌منظور بازيابي اين انرژي هدررفته، كاهش شدت مصرف سوخت و ارتقاي بهره‌وري در نيروگاه حرارتي بيستون، در اين پژوهش امكان‌سنجي فني، ترموديناميكي، اگزرژي و اگزرژواقتصادي جايگزيني شير فشارشكن با مجموعه توربين منبسط‌كننده (توربواكسپندر) و پيش‌گرم‌كن مورد ارزيابي قرار گرفت. شبيه‌سازي ترموديناميكي سيستم بر پايه معادلات بقاي جرم و انرژي و با استفاده از نرم‌افزار EES براي شرايط عملياتي ايستگاه شامل دبي جرمي متوسط ??.?? كيلوگرم بر ثانيه، فشار ورودي ?? بار و فشار خروجي ?? بار انجام پذيرفت. همچنين براي جلوگيري از پديده يخ‌زدگي و تشكيل هيدرات در خروجي توربين، پيش‌گرم‌كردن گاز تا دماي ?? درجه سلسيوس مدلسازي شد و تحليل حساسيت پارامتريك نسبت به تغييرات فشار، دما و دبي جرمي ورودي صورت گرفت. نتايج حاصل از ارزيابي ترموديناميكي نشان داد كه با مصرف بار حرارتي ???? كيلووات در پيش‌گرم‌كن، توان الكتريكي خالص خروجي از توربواكسپندر به ???? كيلووات (?.?? مگاوات) مي‌رسد كه معادل ضريب عملكرد الكتريكي ?.???? است. تحليل اگزرژي مؤكد آن است كه بازده اگزرژيك كل ايستگاه از صفر درصد در حالت شير فشارشكن به ??.?? درصد افزايش يافته و توربواكسپندر به بازده اگزرژيك ??.?? درصد دست مي‌يابد. در بخش تحليل اگزرژواقتصادي، هزينه تمام‌شده توليد هر كيلووات‌ساعت برق برابر با ?.????? دلار برآورد گرديد. ارزيابي مالي پروژه با سرمايه‌گذاري اوليه كل ?.??? ميليون دلار و درآمد سالانه حاصل از فروش برق نشان داد كه جريان نقدي خالص سالانه به ?.??? ميليون دلار رسيده و دوره بازگشت سرمايه ساده برابر ?.??? سال (حدود ?? ماه) خواهد بود. علاوه بر اين، ارزش فعلي خالص در طول عمر ?? ساله طرح ??.?? ميليون دلار و نرخ بازده داخلي برابر با ??.?? درصد به دست آمد كه پايداري مالي، ريسك پايين و جذابيت فوق‌العاده سرمايه‌گذاري در اين طرح بومي را تأييد مي‌كند.