복잡한 산업 제약 조건 하에서 연간 반전이 모델링을 기반으로 한 폐열 회수를 위한 sCO2 및 증기 사이클의 성능 비교

에너지 효율성에 대한 수요가 증가함에 따라 산업계는 에너지를 절약할 방법을 모색하고 있습니다. 폐열 회수는 열병합 발전을 통해 연료 사용을 최적화하여 중요한 역할을 합니다. 최근 몇십 년 동안, sCO2 기술은 전통적인 증기 사이클에 대한 잠재적인 대안으로 부상하였습니다. 그러나 복잡한 산업 환경에서 구성 요소의 비설계 행동을 통합하는 사례 연구에 대한 문헌의 눈에 띄는 공백이 있습니다. 이 공백을 해결하기 위해, 본 연구는 이미 열병합 설비 내에서 증기 발생기와 연결된 폐기물 소각로와 플루 가스 정화 장치와 관련된 특정 시나리오에 초점을 맞추고 있습니다. 기존의 증기 하단 사이클은 혁신적으로 sCO2 사이클로 대체되며, 기존 증기 기술과 수치적 sCO2 모델 간의 성능 비교가 이루어집니다. 이 비교는 각 구성 요소의 비설계 행동을 시간당 모델링하여 1년 동안 수행됩니다. 결과는 sCO2 설치가 전기 생산을 25% 증가시키고, 전 세계 효율이 초기 37.3%에 비해 약 43%에 달함을 보여줍니다. 이러한 결과는 문헌에서의 필요에 대한 답을 제공하며, 비설계 상태에서도 sCO2 설치의 높은 여열 효율성이 더 유리함을 보여줍니다. 일정한 온도에서의 증기 증발과 달리, sCO2는 가열기에서의 온도 제한에 덜 제약을 받으며 더 높은 터빈 입구 온도를 허용합니다. 또한 경제적 평가에 따르면, 전력의 평균 비용은 8.5에서 16.7/MWhe 사이로 나타납니다. 그러나 구성 요소 모델링의 추가 발전과 쿨러/배기 가스에서의 에너지 회수 향상이 향후 연구 분야로 식별됩니다.