(۳-۲۸)

راندمان اگزرژتیک در صورتیکه به گونه ای مناسب تعریف شده باشد، تنها متغیری است که بدون هیچ گونه ابهامی خصوصیات عملکردی یک جز را از دیدگاه ترمودینامیکی مشخص می­سازد. جدول (۳-۱) نحوه تعریف سوخت و محصول را برای بعضی از اجزای منتخب در سیستم­های حرارتی و در حالت کارکرد پایدار نشان می­دهد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نرخ تخریب اگزرژی در جز k ام یک سیستم بوسیله رابطه­ زیر تعیین می­گردد:

(۳-۲۹)

که در این رابطه، اتلاف اگزرژی در جز k ام سیستم را نشان می­دهد که معمولاً وقتی مرز آن جز از سیستم در دمای باشد برابر صفرخواهد بود. برای کل سیستم، شامل نرخ جریان اگزرژی تمام جریان­هایی می­باشد که سیستم را ترک می­ کنند.
علاوه بر و ارزیابی ترمواکونومیکی یک جز از سیستم برمبنای نسبت تخریب اگزرژی y_D,k نیز صورت می گیرد که درواقع تخریب اگزرژی در جز k ام را با اگزرژی سوخت تأمین شده برای کل سیستم، مقایسه می­نماید:

(۳-۳۰)

این نسبت همچنین بیان می­ کند که بواسطه تخریب اگزرژی در جز k ام، راندمان اگزرژتیک کل سیستم چند درصد کاهش می­یابد:

(۳-۳۱)

یک معیار مطلق برای ناکارآمدی­های جزk ام می­باشد در حالی که و معیارهایی نسبی برای همان ناکارآمدی­ها هستند. با این تفاوت که در تخریب اگزرژی در داخل یک جز به سوخت همان جز مرتبط می­گردد در حالی که در تخریب اگزرژی در یک جز، به سوخت کل سیستم مرتبط می­ شود.
جدول ۳-۱: نرخ اگزرژی جریان­های سوخت و محصول برای محاسبه­ی راندمان اگزرژتیک تجهیزات فرآیندی در شرایط عملکرد پایدار

۳-۳ تحلیل اقتصادی
برای ارزیابی و بهینه سازی اقتصادی سیستم­های انرژی به مقایسه مقادیر سالانه هزینه­ های مرتبط با سرمایه گذاری ، هزینه­ های سوخت و هزینه­ های عملکرد و نگهداری نیاز می­باشد. این اجزای هزینه ممکن است که در طول عمر اقتصادی یک نیروگاه (یا هر سیستم انرژی دیگر) بطور قابل توجهی تغییر کنند. بنابراین در ارزیابی و بهینه­سازی این سیستم­ها باید از مقادیر سالیانه همسطح شده برای همه اجزای هزینه استفاده نمود.
بخش­هایی که در ادامه می­آیند بیانگر روش نیازمندی­های درآمدی کل موسوم به TRR می­باشند که برمبنای روشی است که توسط EPRI در سال ۱۹۹۳ توسعه داده شده است. این روش تمامی هزینه­هایی را که مرتبط با یک پروژه می­باشد محاسبه می­نماید و یک حداقل بازگشت سرمایه مورد نیاز را نیز شامل می­ شود. براساس هزینه سرمایه گذاری کلی تخمینی و فرضیاتی برای پارامترهای ورودی اقتصادی، مالی، عملکردی و تجارتی، نیاز درآمدی کلی بصورت سالیانه محاسبه می­ شود. در انتها مقادیر غیریکنواخت هزینه­ های سالیانه مربوط به سرمایه گذاری، عملکرد (به غیر از هزینه سوخت)، تعمیر و نگهداری و هزینه­ های سوخت سیستم که محاسبه شده اند، همسطح می­گردند. درواقع با انجام این عمل این مقادیر به یک سری از پرداخت­های ثابت هم ارز (سالواره ها) تبدیل می­شوند.
تحلیل اقتصادی می ­تواند برمبنای قیمت دلار جاری و با در نظر گرفتن تاثیر تورم صورت گیرد و یا برمبنای قیمت دلار ثابت ٢ و بدون در نظر گرفتن تورم انجام شود. بطور کلی مطالعاتی که مربوط به بازه­های زمانی نزدیک می­شوند (مثلاً ۵ تا ۱۰ سال آینده) برمبنای دلار جاری بهتر جواب می­ دهند و در مقابل مطالعاتی که برای بازه­های زمانی طولانی تر (مثلاً ۲۰ تا ۴۰ سال آینده) انجام می­گیرند بهتر است با بهره گرفتن از دلار ثابت صورت گیرند.
۳-۳-۱ تخمین هزینه­ سرمایه گذاری
بهترین تخمین قیمت برای تجهیزات خریداری شده از طریق پیشنهادهای فروشندگان بدست می ­آید. منبع مناسب بعدی برای تخمین قیمت، مقادیر قیمت­هایی است که از پیشنهادهای خرید مربوط به پروژه های قبلی بدست می ­آید یا ارقامی که از تخمین زنندگان حرفه ای و با تجربه بدست می ­آید و یا محاسباتی است که برمبنای پایگاه اطلاعاتی جامع قیمت که اغلب بوسیله شرکت­های مهندسی و یا دپارتمان­های مهندسی شرکت ها نگهداری می­ شود، انجام می­گیرد. همچنین بعضی از بسته­های نرم افزاری تجاری وجود دارند که می­توانند تخمین قیمت را انجام دهند. در صورتی که پیشنهادی از فروشندگان وجود نداشته باشد و یا فرایند تخمین هزینه مستلزم صرف زمان و هزینه­ بسیار زیاد و غیرمعمول باشد هزینه­ خرید تجهیزات را می­توان با بهره گرفتن از چارت­های تخمین قیمت که معمولاً در مراجع وجود دارد، بدست آورد.
این چارت­ها بواسطه­ی رابطه بین تعداد بسیار زیادی از اطلاعات هزینه و اطلاعات طراحی بدست آمده اند. در یک چارت تخمین قیمت متعارف، هنگامی که تمامی اطلاعات قیمت در دسترس برحسب سایز تجهیزات در یک نمودار تمام لگاریتمی رسم می­شوند، رابطه بین این اطلاعات بصورت یک خط مستقیم برای یک بازه ظرفیت داده شده درمی­آید. شیب این خط α یک پارامتر بسیار مهم تخمین قیمت (توان مقیاس) را معرفی می­ کند که بوسیله رابطه­ زیر نشان داده می­ شود.

(۳-۳۲)

که در رابطه­ فوق C_p,Yهزینه­ خرید تجهیزی می­باشد که مورد سوال است و سایز یا ظرفیت آن هم X_Y می­باشد و C_p,W هم هزینه خرید همان تجهیز در همان سال است ولی ظرفیت یا سایز آن X_W می­باشد.
در عمل توان مقیاس α در یک بازه وسیع از سایز تجهیزات ثابت باقی نمی ماند. برای تجهیزات خیلی کوچک، سایز تقریباً هیچ تأثیری بر روی قیمت ندارد و توان مقیاس نزدیک به صفر خواهد بود. برای تجهیزاتی که دارای سایز و یا ظرفیت بزرگ می­باشند، سختی­های مرتبط با ساخت و نقل و انتقالات آن­ها باعث می­ شود که قیمت آن­ها بطور قابل توجهی افزایش یابد و توان مقیاس به یک نزدیک می­ شود. مثال­هایی از توان مقیاس برای تجهیزات مختلف بوسیله­ی Bejan ،Tsatsaronis وMoran ارائه شده است.
در غیاب سایر اطلاعات مرتبط با قیمت، توان مقیاس برابر ۶/۰ در نظر گرفته می­ شود (قاعده شش دهم). تخمین هزینه­ های سرمایه ­گذاری پیش از طراحی معمولاً با بهره گرفتن از اطلاعات قیمت قدیمی انجام می­گیرد. این اطلاعات مرجع C_ref با بهره گرفتن از یک اندیس هزینه مناسب بروز رسانی می­شوند، تا قیمت های روز C_new را نشان دهند: