Resumo Este artigo apresenta um novo ciclo supercrítico de CO2 otimizado para recuperação de calor residual (WHR) dos gases de escape de um motor a gás de 1 MW. No ciclo simples presente, o calor é absorvido dos gases de escape quentes em duas etapas. Após a compressão, o CO2 é dividido, permitindo que uma parte absorva calor do CO2 quente que sai da turbina. Em condições ótimas, o aquecedor de baixa temperatura (LT) e o recuperador pré-aquecem o CO2 de forma eficiente, aumentando a absorção de calor dos gases de escape e reduzindo a rejeição de calor através do pré-resfriador, levando a um aumento da potência de saída e da eficiência térmica. Modelos termodinâmicos e econômicos são desenvolvidos, e são realizados dois casos de análises e otimização utilizando o algoritmo de evolução diferencial (DE). Em primeiro lugar, as variáveis de decisão do ciclo são otimizadas para máxima saída de potência, e o ciclo oferece 181,67 kW de potência líquida, com o custo nivelado de energia (LCOE) de 0,1061 /kWh. Em comparação com estudos recentes utilizando configurações complexas em condições semelhantes, produz mais potência líquida com baixo LCOE. O segundo caso envolve uma análise 3E (energia, exergia e econômica) e otimização multi-objetivo usando a fronteira de Pareto, resultando em uma saída de potência de 178,57 kW com um LCOE de 0,0922/kWh, alcançando uma redução de 13,10% no LCOE com uma perda de 1,71% na potência de saída. O ciclo ótimo presente é um sistema de WHR simples, compacto, eficiente e econômico para os gases de escape de um motor a gás.
M. Z. Haq (Ter,) estudou esta questão.