BİR KOMBİNE ÇEVRİM SANTRALİNİN EKSERJİ ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada, Aliağa Gaz Türbinleri ve Kombine Çevrim Santraline termodinamiğin І. ve ІІ. yasası aracılığıyla, enerji ve ekserji analizi uygulanmıştır. Santralin akış şemasına bağlı olarak her bir ünitenin giriş ve çıkış noktaları belirlenmiştir. Belirlenen noktaların termodinamik özellikleri (Sıcaklık, basınç ve kütlesel debi) santralden anlık olarak alınmıştır. Alınan bu özellikler ile her bir noktanın entalpileri, entropileri ve ekserjileri sayısal olarak EES (Engineering Equation Solver) paket programı yardımıyla hesaplanmıştır.

 

Yapılan hesaplamalar sonunda santralin I. ve II. yasa verimleri sırasıyla % 32.8 ve % 43.4 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak; her bir üniteye enerji ve ekserji analizleri uygulanarak santralde en fazla ekserji kaybının sırasıyla yanma odası, ısı kazanı, yoğuşturucu, ünitelerinde olduğu, diğer ünitelerde ise ekserji kaybının düşük bir şekilde meydana geldiği belirlenmiştir. Santraldeki ekserji kayıplarının azaltılması ile verimde artışın sağlanacağı ön görülmektedir. Verim artışına paralel olarak enerji maliyetleri azalacak ve çevreye salınan zararlı emisyonlarda düşüş meydana gelecektir.

Keywords

• Ekserji,Isıl verim,, Güç santrali,Kombine çevrim

EXERGY ANALYSIS OF A COMBINED CYCLE POWER PLANT

Abstract

In this study, by using the first and second law of thermodynamics the energy and exergy analyses have been applied to the Aliaga Gas turbines and combined power plant cycle. Depending on the power plant flow charts diagram the input and output points for each unites have been determined. The thermodynamic properties (e.g., temperature, pressure and mass flow rate) of the specified points momentarily were collected from the power plant cycle. By using these properties, the enthalpy, entropy and exergy quantity were calculated for each point in Engineering Equation Solver (EES) programs.

 

The results of the study show that the efficiencies for the first and second laws of thermodynamics are found as 32.8 % and 43.4 % respectively. As a result; when the energy and exergy analyses were applied for each unit of the power plant, the maximum exergy destruction was in turn-combustion chamber, boiler, condenser; and the exergy destruction in other units was found to be very low. When reducing the exergy destruction in the power plant, its efficiency is expected to increase. The increased efficiency is parallel with energy cost decreased, and thus it will be occured the decline in harmful emissions released to the environment.

Keywords

• Combined power plant,Natural gas,Case study,Thermodynamic performance,Exergy analysis

References

1. Aljundi, I.H., 2009. Energy and Exergy Analysis of a Steam Power Plant in Jordan. Applied Thermal Engineering, 29, 324–328.
2. Balli, O., Aras, H., 2007. Energetic Analyses of the Combined Heat and Power (CHP) System. Energy Exploration & Exploitation, 25 (1), 39-62.
3. Bolatturk, A., Coskun, A., Geredelioglu, C., 2015. Thermodynamic and Exergoeconomic Analysis of Cayırhan Thermal Power Plant. Energy Conversion and Management, 101, 371-378.
4. Çengel, A.Y., Boles, M.A., 2008. Termodinamik Mühendislik Yaklaşımı, 946s , İstanbul.
5. Ersayın E, 2012. Bir Kombine Çevrim Tesisinin Performans Analizi. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Manisa.
6. Goodarzi, M., Kiasat, M., Khalilidehkordi, E., 2014. Performance Analysis of a Modified Regenerative Brayton and Inverse Brayton Cycle. Energy, 72, 35-43.
7. Kaushik, S.C., Reddya, V.S., Tyagib, S.K., 2011. Energy and Exergy Analyses of Thermal Power Plants: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1857–1872.
8. Kwak, H.Y., Kim, D.J., Jeon, J.S., 2003. Exergetic and Thermoeconomic Analysis of Power Plant. Energy, 28, 343–360.

9. Özgener, L., Hepbaslı, A., 2003. HVAC Sistemlerinde Ekserji Analizinin Gerekliliği ve Uygulamaları. VI. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 1-14.
10. Rahim, M.A., 2011. Gaz Türbinli Kombine Çevrim Santral Performansının Yükseltilmesi. Tübav Bilim, 4 (3), 188-198.
11. Sevilgen, S.H., 2004. Exergoeconomic Analysis of Cogeneration System. Journal of Engineering and Natural Sciences, 4, 234-248.
12. Szargut, J., Morris D., R. , Steward F., R., 1988. Exergy Analysis of Thermal, Chemical, and Metallurgical Processes. Hemisphere Publishing Corporation, New York.
13. Şen, İ., 2006. Buhar Çevrim santralinin Termodinamiğin 2. Kanununa göre Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta.
14. Ust, Y., Sahin, B., Yilmaz, T., 2007. Optimization of a regenerative gas-turbine cogeneration system based on a new exergetic performance criterion: exergetic performance coefficient. Proc. IMechE Part A: J. Power and Energy, 221, 447-457.
15. Vandani, A.M.K., Bidi, M., Ahmadi, F., 2015. Exergy Analysis and Evolutionary Optimization of Boiler Blow Down heat Recovery in Steam Power Plants. Energy Conversion and Management 106, 1–9.