فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی و مدیریت انرژی
سال سوم شماره 3 (پیاپی 9، پاییز 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/10/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بهره برداری بهینه اقتصادی از سیستم انعطاف یافته تولید هم زمان برق، حرارت و سرما
    سید مجید میری لاریمی*، محسن پارسا مقدم، مجید شهابی صفحات 2-13
    بهره برداری بهینه از سیستم تولید هم زمان حرارت و توان الکتریکی (CHP) به نوع بهره برداری و میزان انعطاف آن در شرایط گوناگون بار شبکه بستگی خواهد داشت؛ لذا چالش های مالی و فنی هم در نحوه انتخاب این سیستم ها و هم در نحوه به کارگیری بهینه اقتصادی از آن ها مطرح خواهد شد. در این مقاله، ابتدا یک سیستم CHP که شامل بویلر کمکی، سیستم سرمایشی جذبی و کمکی است، با افزودن واحدهای ذخیره کننده انرژی حرارتی و الکتریکی انعطاف یافته و سپس نحوه بهره برداری بهینه از سیستم مورد نظر ارائه شده است. تابع هدفدار این سیستم عبارت است از مجموع هزینه های بهره برداری از سیستم انعطاف یافته مذکور در طول یک روز. با حداقل سازی تابع هدف ارائه شده، نحوه بهره برداری از سیستم مورد نظر طوری تعیین می شود که بارهای الکتریکی، گرمایشی و سرمایشی در تمام ساعات تامین شود. مطالعات موردی، با در نظر گرفتن بار برای سه روز معتدل، زمستانی و تابستانی و همچنین بررسی سیستم در سه حالت عدم حضور سیستم CHP، حضور سیستم CHP و حضور هم زمان سیستم CHP و ذخیره ساز های انرژی حرارتی و الکتریکی انجام شده است. این مطالعات فواید به کارگیری از سیستم انعطاف یافته مورد نظر را مورد ارزیابی قرار می دهد و نحوه به کارگیری مناسب از آن را در شرایط مختلف نشان می دهد.
    کلیدواژگان: CHP، ذخیره کننده انرژی، بهره برداری بهینه اقتصادی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طراحی بهینه کنترل کننده ولتاژ در تولیدهای پراکنده با مبدل واسط در عملکرد جزیره ای برای شرایط بار متعادل و نامتعادل
    حسین شایقی*، بهروز صبحانی صفحات 14-25
    بیشتر تولیدهای پراکنده در شرایط اتصال به شبکه، با استفاده از واسطه های الکترونیک قدرت کنترل می شوند. در این شرایط، چون ولتاژ و فرکانس شبکه باعث تثبیت ولتاژ و فرکانس سمت تولید پراکنده می شود، به منظور کنترل بر روی توان اکتیو و راکتیو خروجی از کنترل کننده جریانی استفاده می شود. یکی از چالش های اساسی برای این تولیدها شرایط جزیره ای است. طبق استانداردهای موجود، شرایط جزیره ای باید در زمان کمتر از 2 ثانیه تشخیص داده شود و قطع گردد؛ اما اگر تولید پراکنده کنترل شدنی باشد، می تواند به عنوان یک منبع تغذیه بی وقفه مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، برای طراحی بهینه کنترل کننده ولتاژ در شرایط جزیره ای، به ازای بار متعادل و نامتعادل، از الگوریتم اجتماع ذرات برای طراحی کنترل کننده استفاده می شود. در شرایط طراحی بار سیستم نامتعادل در نظر گرفته می شود و با کنترل کننده موجود در روش های قبلی ارائه شده مقایسه می گردد. همچنین این کنترل کننده بار دیگر توسط الگوریتم ژنتیک طراحی می گردد و نشان داده می شود که به ازای تغییرات بار روش پیشنهادی پاسخ مطلوب تری نسبت به کنترل کننده قبلی و همچنین الگوریتم ژنتیک دارد. نتایج مطالعات به ازای بارهای مختلف در حوزه زمان، جهت نشان دادن کارایی روش پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: شرایط جزیره ای، کنترل تولیدهای پراکنده، الگوریتم اجتماع ذرات، طراحی کنترل کننده ولتاژ
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مدل سازی بخش جابه جایی کوره های صنعتی
    علی زینلی*، مجتبی صدرعاملی صفحات 26-33
    در مقاله حاضر، یک مدل ریاضی برای بخش جابه جایی (بازیافت انرژی) کوره های صنعتی ارائه شده است. همچنین چگونگی انتقال حرارت در بیرون و داخل لوله های صاف و لوله های پره دار بخش جابه جایی بررسی شده است. پس از بررسی مدل های مختلف انتقال حرارت، یک مدل مناسب انتخاب و نرم افزاری برای محاسبه مقدار حرارت منتقل شده به لوله ها در هر ردیف، توزیع دمای گاز و توزیع دمای سیال بر حسب ردیف لوله ها تهیه شد. در پایان نیز نتایج به دست آمده از مدل، با داده های بخش جابه جایی کوره اصلی ریفرمر واحد آمونیاک مجتمع پتروشیمی رازی و همچنین بخش جابه جایی کوره پیش گرمکن نفت خام مقایسه شد.
    کلیدواژگان: مدل سازی حرارتی، کوره های صنعتی، بخش جابه جایی، بازیافت انرژی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • پتانسیل سنجی انرژی بادی استان سیستان و بلوچستان و تحلیل اقتصادی برای احداث نیروگاه بادی
    مهندس علی میناییان، احمد صداقت، علی اکبر عالم رجبی* صفحات 34-41
    امروزه یکی از راه کارهایی که برای حل بحران انرژی پیشنهاد می شود، در کنار اصلاح مصرف، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر است. انرژی باد ازجمله انرژی های تجدیدپذیر است. تاریخچه نصب اولین آسیاب های بادی جهان به استان سیستان و بلوچستان باز می گردد که به عنوان یکی از مناطق مهم انرژی بادی کشور می تواند مطرح باشد. متاسفانه درخصوص ارزیابی انرژی بادی این استان و برآورد اقتصادی نصب توربین بادی در آن، کاری صورت نگرفته است. پس از انگیزش استفاده از انرژی های نو با سامان دهی سازمان انرژی-های نو ایران (سانا)، توجه نوین به پتانسیل سنجی انرژی بادی مناطق مختلف ایران، به عنوان یکی از سرزمین های بادخیز جهان، فعالیت های فراوانی شروع شد که منجر به پتانسیل سنجی مناطق مختلفی نظیر استان خراسان، استان سمنان و سایر استان ها و احداث چندین واحد نیروگاه تولید برق، به خصوص در بینالود استان خراسان شد. در این مقاله، به پتانسیل سنجی انرژی باد در سه ایستگاه از استان سیستان و بلوچستان پرداخته شده است که نشان می دهد هر سه ایستگاه از نظر کیفیت وزش باد، برای نصب توربین بادی تجاری مناسب اند. سپس با انتخاب 6 توربین بادی با توان های مختلف، بین 1 تا 100 کیلووات و انجام یک تحلیل تقریبی محلی و اقتصادی، بهینه ترین توربین برای تامین برق برای هر یک از سه شهر چابهار، دلگان و دهک، توربین های بادی 10 کیلوواتی در ارتفاع 40 متر پیشنهاد شده که با توجه به شرایط تولید بومی و سادگی و امکان ساخت، این توربین ها در ایران مناسب ترین هستند. سرمایه اولیه نصب نیروگاه بادی 4 مگاواتی در این ایستگاه ها به ترتیب در مدت 17، 29 و 38 ماه بازگشت خواهد شد.
    کلیدواژگان: انرژی باد، پتانسیل سنجی، تحلیل اقتصادی، توربین باد
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تجربی پایداری شعله در محیط متخلخل فلزی- سرامیکی
    مجید نیکفر*، سید عبدالمهدی هاشمی، رضا اشرفی صفحات 42-51
    پایداری شعله در مخلوط رقیق سوخت و هوا در یک مشعل متخلخل فلزی- سرامیکی، مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. محیط سرامیکی با قطر حفره های کوچک به عنوان مانع پرش شعله، روی محیط فلزی قرار می گیرد. موقعیت شعله به کمک پروفیل دمای جانبی در دیواره مشعل به دست می آید. در نسبت هم ارزی و نرخ آتش های مختلف پروفیل دما به دست می آید و موقعیت شعله مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که محدوده مقادیری از نرخ آتش که در آن پایداری شعله رخ می دهد، با افزایش نسبت هم ارزی به سمت 1، کاهش می یابد. با افزایش مقادیر نسبت هم ارزی، محل استقرار شعله به درون محیط متخلخل فلزی منتقل می شود. در هیچ یک از این نسبت های هم ارزی، شعله در محیط سرامیکی تشکیل نمی شود.
    کلیدواژگان: محیط متخلخل، احتراق، نرخ آتش، پایداری شعله، موقعیت شعله
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تاثیر نوع سیال عامل بر عملکرد سیستم تبرید اجکتوری
    فاطمه یوسفی، شکوفه طباطبایی، ابراهیم افشاری* صفحات 52-63
    در این مطالعه، عملکرد سیکل تبرید اجکتوری بررسی شده و تاثیر سیالات عامل آمونیاک،R134a، R141b، R12، R600 و R245fa و آب و همچنین تاثیر کمیت های عملیاتی سیکل بر توان مصرفی، میزان انرژی گرمایی مورد نیاز و ضریب عملکرد سیکل بررسی شده است. علاوه بر تحلیل ترمودینامیکی سیکل، با انتخاب یک مدل دو بعدی اجکتور، معادلات حاکم شامل بقای جرم، مومنتوم، انرژی و معادله حالت به روش عددی حل شده اند. نتایج نشان می دهد که سیکل با سیال عامل R141b دارای کمترین ضریب عملکرد و R12 دارای بیشترین مقدار ضریب عملکرد نسبت به سایر مبردها است (58/0 در مقایسه با 1 در دمای ژنراتور 78 درجه سلسیوس و دمای اواپراتور 15 درجه سلسیوس). برای یک هندسه مشخص اجکتور، در سیکل با سیال عامل آب، جریان های برگشتی در ورودی ثانویه، سبب ناکارآمدی اجکتور شده و از این رو اجکتور با این هندسه خاص نمی تواند در یک سیکل با سیال عامل آب به کار رود. به علاوه، افزایش دمای اواپراتور و کاهش دمای ژنراتور، باعث افزایش نسبت جرمی (از 63/0 تا 15/1، برای R12) و ضریب عملکرد (از 54/0 تا 1، برای R12) سیکل می شود. آمونیاک دارای بیشترین مقادیر توان ژنراتور، توان اواپراتور و توان پمپ است و سیکل با سیال عامل آمونیاک به پمپ بزرگ تری نیاز دارد. R141b کمترین مقادیر فوق را دارا بوده و به کوچک ترین پمپ نیاز دارد
    کلیدواژگان: سیکل تبرید اجکتوری، نسب جرمی، عملکرد سیکل، سیال عامل
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Optimal Economic Operation of Flexible Combined Heating, Cooling and Power System
    Seyyed Majid Miri Larimi *, Mohsen Parsa Moghadam, Majid Shahabi Pages 2-13
    Optimal operation of the combined heat and power system (CHP) depends on the degree of its flexibility and type of operation. So، the financial and technical challenges both in choosing and economic operation of these systems will be raised. In this paper، at first، a CHP system، including auxiliary boiler، absorption and auxiliary cooling system، has change to a flexible system by adding thermal and power storage. Then the optimal operating strategy is presented. The optimal operating strategy of the CHP system is determined so that the electrical، cooling and heating loads are supplied by CHP. Case studies are done taking into account three load level proportional to winter، summer and mild days. These studies evaluated the benefits of using desired system.
    Keywords: CHP, Energy storage, Optimal economic operation
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Optimal Design of Voltage Controller for Distributed Generation with Interface Converter under Balanced and Unbalanced Load Condition
    Pages 14-25
    In this paper، a new control strategy for control of a distributed generation (DG) unit in islanding mode is proposed using the particle swarm optimization (PSO) technique. The potential of the proposed approach for optimal setting of the conventional lead-lag controller has been investigated. When connected to the utility grid، the DG is controlled by interface voltage source converter (VSC) which employs a conventional dq-current control strategy for control of active and reactive power components. In islanding occurred time and confirmation، the dq-current controller is disabled and the proposed PSO based tuned controller is used for the control of the DG unit operating with its local load. The proposed controller parameters tuning problem for the DG unit is converted to an optimization problem with the time domain-based objective function which is solved by a PSO which has a strong ability to find the most optimistic results. The robustness of the proposed controller is verified under different operating conditions in comparison with the classical controller through time domain simulation. The results analysis reveals that the proposed PSO based control strategy has an excellent capability in achieving good robust performance than the genetic algorithm and enhances greatly the dynamic stability of the systems against load parameters uncertainties.
    Keywords: DG controller, Islanding event, PSO, Voltage controller design, Distributed resource
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Modeling of the convection section of industrial furnaces
    Ali Zeinali *, Mojtaba Sadrameli Pages 26-33
    In this paper a mathematical model for the convection section of industrial furnaces (energy recovery) is presented. In the paper، method of heat transfer on the outside and inside of smooth and finned tubes in the convection section has been investigated. After review of the various models of heat transfer، an appropriate model was selected، and the software for calculating the amount of heat which is transferred to the tubes in each row and the distribution of gas and fluid temperature according to rows of tubes were prepared. At the end، the numericaldata obtained from the simulation program are compared with the measured data collected from primary reformer of Razi petrochemical plant and convection section of fired process heater.
    Keywords: Heat transfer Modeling, Industrial furnaces, Convection section, Energy recovery
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Wind Energy Potential in the Province of Sistan and Baluchestan and Economical Analysis for Installing Wind Turbines
    Ali Minaeian, Dr. Ahmad Sedaghat Pages 34-41
    Nowadays utilizing renewable energies is considered as a solution to the energy crisis. Wind energy is one of the most available forms of renewable energies which originated from Iranian windmills in Sistan and Baluchestan where it is one of the windiest provinces in Iran. Unfortunately، there are no wind potential or economic studies for this important province. Encompassing in renewable energies by SUNA in Iran، new attentions were undertaken towards different regions in Iran such as Khorasan، Semnan، and other provinces and new wind power plants were installed especially in Binaloud in Khorasn. In this paper، wind potential at three stations in the Sistan and Blouchestan Province has been assessed and good quality for installing wind turbines was recognized. Then، six different wind turbines، rated between 1 and 100 kW، has been analyzed locally and economically. Based on this analysis، the best wind turbine to maintain the electricity for the cities of Chabahar، Delgan، and Dehak has been nominated as 10 kW to be installed in the height of 40 meters. The payback period for installing a 4 MW wind turbine power plant is estimated around 17، 29، and 38 months، respectively.
    Keywords: Wind energy potential, Sistan, Baluchestan province, Economics of installing wind turbine, Power plant
    Abstract View Paper Original: Persian
  • An Experimental Study of Flame Stability in a Metal - Ceramic Porous Medium
    Majid Nikfar *, Sayed Abdolmahdi Hashemi, Reza Ashrafi Pages 42-51
    Flame stability in a lean fuel-air mixture is studied experimentally in a metal–ceramic porous burner. Ceramic medium with small pore diameter is inserted on the metal porous medium in order to prevent flame blow off. Position of the flame is obtained with the measured temperature profile in the sidewalls of the burner. Temperature profiles are obtained at different firing rates and equivalence ratios and flame position are investigated. The results show that the range of firing rates which the flame is stable decreases with increasing the equivalence ratio up to 1. With rising equivalence ratio، the flame position moves through metal porous medium. Flame is not formed in ceramic medium at any equivalence ratio.
    Keywords: Porous medium, Combustion, Firing rate, Flame stability, Flame position
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of the Working Fluid on the Ejector Refrigeration System
    Fatame Yusefi, Shekoofe Tabatabaei, Ebrahim Afshari * Pages 52-63
    In this paper، the performance of an ejector cooling system and the effect of the following different working fluids such as water، ammonia، R134a، R141b، R12، R600 and R245fa are described and the effects of cycle parameters on the consumed heat and work and COP are studied. This cycle with the working fluid R141b has the least COP while the working fluid R₁₂ in comparison with the other working fluids has the most (0. 58 in comparison with 1 at Tg=78oC and Tc=15oC). For specific ejector geometry، in the cycle with water as the working fluid، the reversed flow in secondary inlet leads to inefficient ejector. So ejector with this specific geometry cannot be used in a cycle with water as a working fluid. An increase in operating temperature and a decrease in generator temperature cause an increase in the entrainment ratios (from 0. 63 to 1. 15 for R12) of ejector and coefficients of cycle performance (from 0. 54 to 1. 0 for R12). The system using ammonia as the working fluid has the most amount of power of generator، evaporator and pump، so this cycle needs a most heat supply in the generator and a bigger mechanical pump. The system using R141b has the least mentioned value and needs the lowest heat supply and smallest pump.
    Keywords: Ejector refrigeration cycle, Entrainment ratio, Cycle operation, Working fluid
    Abstract View Paper Original: Persian