Comparativa de las técnicas de optimización multiobjetivo aplicadas al problema CGAM

Abstract

This work presents a comparison between different multi-objective optimization methodologies performance to a benchmark cogeneration system, known as CGAM problem, it consists with and installation based on a gas turbine followed by an air preheater and a heat recovery steam generator, with fixed requirements of process steam and power output. Here the thermodynamic, economic and environmental aspects have been considered. This plant was selected to be able to compare the results obtained in this work with those in previous works. The aim of this work is to establish which of the utilized techniques have better performance to solve a problem as mentioned before. The economic model is conducted in accordance with the total revenue requirement (TRR) method. In the multi-objective optimization of the CGAM problem, the three objective functions including the exergetic efficiency, total levelized cost rate of the system and the cost rate of the environmental impact are considered. The environmental impact objective function has been defined and expressed in cost terms. This objective has been integrated with the termoeconomic objective to form a unique objective function known as thermoenvironomic.

En el presente trabajo se presenta la comparación entre diferentes técnicas de optimización multiobjetivo aplicadas a un sistema de cogeneración, conocido como problema CGAM, dicho problema consiste en una instalación basada en una turbina de gas seguida de un precalentador de aire y un recuperador de calor, el cual tiene requerimientos definidos de potencia y calor para proceso. Este problema fue seleccionado como referencia para poder comparar los resultados obtenidos en este trabajo con trabajos anteriores, en este se consideran simultáneamente los modelos físico, económico y termodinámico. Esto con la finalidad de establecer, cuál de estas técnicas presenta mejores propiedades para la optimización de este tipo de sistemas. El modelo económico es conducido de acuerdo al método del requerimiento total de ingresos (TRR, por sus siglas en ingles). En la optimización multiobjetivo del problema CGAM, se consideran tres funciones objetivo, las cuales incluyen la eficiencia exergética, la razón del costo total de la instalación, así como también el costo asociado al impacto medioambiental causado por la operación de dicha planta. Esta última se definió y expresó en términos de costo, y se adicionó a la función termoeconomica para formar una única función objetivo llamada termoenvironomica. La función eficiencia exergética se maximizó mientras la función termoenvironomica fue minimizada