تحليل الطاقة والإكسيرجي لمحطة الطاقة البخارية بأم دباكر في السودان
DOI:
https://doi.org/10.36602/ijeit.v14i1.578الكلمات المفتاحية:
محطة طاقة بخارية، تحليل الطاقة، تحليل الإكسيرجي ، الكفاءة الحرارية، إتلاف الإكسيرجي، درجة حرارة الحالة الميتةالملخص
تم إجراء تحليل ديناميكي حراري شامل لمحطة توليد الطاقة البخارية في أم دباكر بالسودان بقدرة 500 ميجاوات، حيث تم تقييم أدائها من منظور الطاقة والإكسيرجي تحت ظروف حرارية متغيرة. وتم تقييم جميع المكونات الرئيسية (المرجل، والتوربين، والمكثف، والمضخات، وسخانات مياه التغذية) من خلال النمذجة الحسابية القائمة على مبادئ الديناميكا الحرارية.
كشف تحليل الطاقة عن كفاءة حرارية إجمالية للمحطة بلغت 37.25%، مع نسبة 52.7% من إجمالي فاقد الطاقة تُعزى إلى المكثف. ومن خلال تحليل الإكسيرجي، تم تحديد المرجل كمصدر رئيسي لفقدان الطاقة القابلة للاستخدام (205.84 ميجاوات)، بينما أدت مساهمة المكثف إلى انخفاض الكفاءة الإجمالية للإكسيرجي إلى 35.8% فقط.
تم دراسة تأثير تغيرات درجة حرارة المرجع (من 298.15 كلفن إلى 318.15 كلفن)، وأظهرت النتائج انخفاض كفاءة المرجل من 43.8% إلى 41.1%، وتحسنًا طفيفًا في كفاءة التوربين من 93.7% إلى 94.2%، بينما انخفضت كفاءة المكثف انخفاضًا حادًا من 0.8% إلى 0.2% بسبب تناقص فروق درجات الحرارة.
التنزيلات
المراجع
[1] J. Davenport and N. Wayth, "Statistical review of world energy," Energy institute, 2023.
[2] I. J. Al‐Rikabi, A. A. Omara, M. A. Abuelnour, A. A. Abuelnuor, A. E. Mohamed, and N. A. Ismail, "Renewable Energy in Sudan: Current Status and Future Prospects," Engineering Reports, vol. 7, p. e13116, 2025.
[3] K. Annamalai, I. K. Puri, and M. A. Jog, Advanced thermodynamics engineering: CRC press, 2011.
[4] D. Sarkar, Thermal power plant: design and operation: Elsevier, 2015.
[5] R. Karwa, "Clausius statement of second law of thermodynamics: A review and engineering perspective of the law," International Journal of Mechanical Engineering Education, vol. 50, pp. 1025-1033, 2022.
[6] M. A. Rosen and I. Dincer, "Exergy as the confluence of energy, environment and sustainable development," Exergy, an International journal, vol. 1, pp. 3-13, 2001.
[7] T. J. Kotas, The exergy method of thermal plant analysis: Paragon Publishing, 2012.
[8] M. Elhelw and K. S. Al Dahma, "Utilizing exergy analysis in studying the performance of steam power plant at two different operation mode," Applied Thermal Engineering, vol. 150, pp. 285-293, 2019.
[9] A. Behbahaninia, S. Ramezani, and M. L. Hejrandoost, "A loss method for exergy auditing of steam boilers," Energy, vol. 140, pp. 253-260, 2017.
[10] J. Clay and J. Mathias, "Energetic and exergetic analysis of a multi-stage turbine, coal-fired 173 MW power plant," International Journal of Exergy, vol. 27, pp. 419-436, 2018.
[11] A. Geete, "Application of exergy and entransy concepts to analyses performance of coal fired thermal power plant: a case study," International Journal of Ambient Energy, vol. 42, pp. 1032-1043, 2021.
[12] D. Mitrović, D. Zivkovic, and M. Laković, "Energy and exergy analysis of a 348.5 MW steam power plant," Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 32, pp. 1016-1027, 2010.
[13] I. H. Aljundi, "Energy and exergy analysis of a steam power plant in Jordan," Applied thermal engineering, vol. 29, pp. 324-328, 2009.
[14] V. Amir, "Improving steam power plant efficiency through exergy analysis: ambient temperature," in 2nd international Conference on Mechanical, Production and Automobile Engineering (ICMPAE) Singapore, 2012, pp. 209-212.
[15] A. Bojeldain, Y. Aldali, and M. Alshaikh, "Energy and exergy analysis of Derna steam power plant and the impact of varying the different parameters on exergy destruction," مجلة أكاديمية الجبل للعلوم الأساسية والتطبيقية, vol. 1, pp. 10-18, 2022.
[16] A. Gungor Celik and U. Aydemir, "Energy, Exergy Analysis and Sustainability Assessment of a Thermal Power Plant Operating in Various Environmental Conditions Using Real Operational Data," Sustainability, vol. 17, p. 1417, 2025.
[17] M. Elwardany, A. Nassib, H. A. Mohamed, and M. Abdelaal, "Energy and exergy assessment of 750 MW combined cycle power plant: A case study," Energy Nexus, vol. 12, p. 100251, 2023.
[18] H. Yin, Y. Jin, L. Li, and W. Lv, "Numerical investigation on the impact of exergy analysis and structural improvement in power plant boiler through co-simulation," Energies, vol. 15, p. 8133, 2022.
[19] M. Kurkus-Gruszecka, Ł. Szabłowski, O. Dybiński, P. Krawczyk, K. Badyda, and G. Kotte, "Exergy Analysis of 500 MW Power Unit Based on Direct Measurement Data," Energies, vol. 18, p. 2762, 2025.
[20] A. Raja, A. P. Srivastava, and M. Dwivedi, Power plant engineering: New Age International, 2006.
[21]M. Kanoglu, I. Dincer, and M. A. Rosen, "Understanding energy and exergy efficiencies for improved energy management in power plants," Energy policy, vol. 35, pp. 3967-3978, 2007.
[22] Y. Cengel and M. Boles, Thermodynamics An Engineering Approach 8ed: McGraw-Hill Education. NY, 2014
التنزيلات
منشور
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 The International Journal of Engineering & Information Technology (IJEIT)
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
