الملخص
يهدف هذا العمل إلى المساهمة في استرجاع الإكسيرجي الباردة من الحالات ذات درجات الحرارة المنخفضة وتطوير نظام هجين يستخدم الإكسيرجي الباردة لتحسين الأداء الحراري لمحطة قدرة كهربائية. تحتوي المواد في درجات حرارة أقل من درجة حرارة المحيط الجوي، مثل الغاز الطبيعي المسال، على كمية كبيرة من الإكسيرجي الباردة، والتي غالباً ما يتم تجاهلها ولا يتم استردادها أثناء عملية التغويز. يتم ضغط الغاز الطبيعي وتسييله لتقليل حجمه المحدد للشحن بشكل كبير، حيث تصل درجات الحرارة إلى مستويات منخفضة للغاية تبلغ حوالي 110 كلفن. الحرارة الكامنة للميثان، المكون الأساسي للغاز الطبيعي، عند 0.1 ميجا باسكال هي 512 كيلو جول/كجم. يمكن استرداد الإكسيرجي الباردة عن طريق نقل الحرارة من مصدر خارجي، مثل مياه البحر، إلى محرك حراري أثناء طرد الحرارة إلى خزان حراري مثل الغاز الطبيعي المسال أثناء عملية التبخر. تم اختيار محطة درنة للطاقة البخارية كدراسة حالة للاستفادة من الإكسيرجي الباردة من الغاز الطبيعي المسال. نتيجة لذلك، يتم زيادة صافي إنتاج القدرة، وكفاءة القانون الأول، والكفاءة الإكسيرجية بنسبة 22.73٪.
ABSTRACT
The main objective of this work is to contribute to the recovery of cold exergy from low-temperature states and to develop a hybrid system that utilizes this exergy to enhance the thermal performance of an electrical power plant. Materials at temperatures lower than atmospheric temperature, such as liquefied natural gas (LNG), contain a significant amount of cold exergy, which is often overlooked and not recovered during the regasification process. Natural gas is compressed and liquefied to significantly reduce its specific volume for shipping, reaching extremely low temperatures of around 110 K. The latent heat of methane—the primary component of natural gas—at 0.1 MPa is 512 kJ/kg. Cold exergy can be recovered by transferring heat from an external source, such as seawater, to a heat engine while rejecting heat to a sink, such as LNG, during the evaporation process. Derna steam power plant is selected as a case study for utilizing the cold exergy from liquefied natural gas; as a result, the net power output, first law efficiency, and exergetic efficiency are increased by 22.73%.
