Organik Rankine- Brayton birleşik çevriminin enerji ve ekserji analizi

Bu çalışma, ara soğutmalı ve ara ısıtmalı Brayton çevriminde ara soğutucu olarak kullanılan organik Rankine çevriminin birinci ve ikinci yasa analizini içermektedir. Brayton çevriminde farklı kompresör basınç oranlarının birleşik sistem üzerindeki etkileri ve organik Rankine çevriminin ara soğutucu olarak kullanılmasının toplam sistem verimliliği üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Brayton çevriminde ara soğutucu olarak kullanılan ORC’nin hangi basınç oranlarında kullanılabileceği ortaya konulmuştur. Brayton çevrimine ORC çevrimi eklenmesiyle ORC’den basınç oranına bağlı olarak, 606 kW-11795 kW güç üretimi sağlanırken bileşik sistem veriminin Brayton çevrimi verimine göre %0,2 ile %2,5 oranında arttığı belirlenmiştir. Organik Rankine çevriminin ısıl verimi ise %1-%12 arasında değişmektedir. Basınç oranına bağlı olarak organik Rankine çevriminin ikinci yasa verimi %10-%55 arasında değişmektedir. Organik Rankine çevriminde en fazla ekserji yıkımı buharlaştırıcıda meydana gelmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Brayton çevrimi, Organik Rankine Çevrimi, Ara Soğutucu, Enerji Geri Kazanımı, Basınç Oranı

PDF

___

Taccani, R., et al., Development and experimental characterization of a small scale solar powered organic Rankine cycle (ORC), Energy Procedia, 101, 504-511, 2016.
Mosaffa, A. H., Mokarram, N. H., Farshi, L. G,. Thermo-economic analysis of combined different ORCs geothermal power plants and LNG cold energy, Geothermics, 65, 113-125, 2017.
Qui, G., Shao, Y., Li, J., Liu, H., and Saffa, B.R., Experimental investigation of a biomass-fired ORC-based micro-CHP, Fuel, 96, 374-382, 2012.
Wang, Z., Zhou, N., and Jing, G., Performance analysis of ORC power generation system with low-temperature waste heat of aluminum reduction cell, Physics Procedia, 24, 546-553, 2012.
Kaşka, Ö., Energy and exergy analysis of an organic Rankine for power generation from waste heat recovery in steel industry, Energy Conversion and Management, 77, 108-117, 2014.
Cihan, E., Organik Rankine çevrimi ile çalışan atık ısı kaynaklı bir soğutma sisteminin performansının araştırılması, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 34(1), 101-109, 2014.
Mago, P.J., Chamra, L.M., Somayaji, C., Performance analysis of different working fluids for use in organic Rankine cycles, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 221(3), 255-263, 2007.
Wei, D., Lu, X., Lu, Z., Gu, J., Performance analysis and optimization of organic Rankine cycle (ORC) for waste heat recovery, Energy Conversion and Management, 48, 113-119, 2007.
Roy, P.J., Mishra, M.K., Misra, A., Parametric optimization and performance analysis of a waste heat recovery system using organic Rankine cycle, Energy, 35, 5049-5062, 2010.
Dai, Y., Wang, J., Gao, L., Performance optimization and comparative study of organic Rankine cycle (ORC) for low grade waste heat recovery, Energy Conversion and Management, 50, 576-582, 2009.
Wang, E.H., Zhang, H.G., Fan, B.Y., Ouyang, M.G., Zhao, Y., Mu, Q.H., Study of working fluid selection of organic Rankine cycle (ORC) for engine waste heat recovery, Energy, 36, 3406-3418, 2011.
Zhu, Q., Sun, Z., Zhou, J., Performance analysis of organic Rankine cycle using different working fluids, Thermal Science, 19(1), 179-191, 2015.
Tyagi, S.K., Chen, J., Performance evaluation of an irreversible regenerative modified brayton heat engine based on the thermoeconomic criterion, International Journal of Power and Energy Systems, 26(1), 66-74, 2006.
Tyagi, S.K., Wang, S., Park, S.R., Performance criteria on different pressure ratios of an irreversible modified complex brayton cycle, Indian Journal of Pure and Applied Physics, 46, 565-574, 2008.
Al-Doori, W.H.A.R., Parametric performance of gas turbine power plant with effect intercooler, Modern Applied Science, 5(3), 173-184, 2011.
Zhang, Z., Chen, L., Sun, F., Exergy analysis for combined regenerative brayton and inverse brayton cycles, International Journal of Energy and Environment, 3(5), 715-730, 2012.
Ibrahim, T.K., Rahman, M.M., Effect of compression ratio on performance of combined cycle gas turbine, International Journal of Energy Engineering, 2(1), 9-14, 2012.
Chandra, H., Kaushik, S.C., Exergetic analysis of closed brayton thermal power cycle with reheater, regenerator and intercooler, International Journal of Ambient Energy, 34(3), 122-130, 2013.
Abadi, M.J., Hooshmand, P., Khezri, B., Radmanesh, A.R., Investigation of using different fluids for using in gas turbine-Rankine cycle, Indian Journal of Scientific Research, 1(2), 74-81, 2014.
Yu, G., Shu, G., Tian, H., Wei, H., Liu, L., Simulation and thermodynamic analysis of a bottoming organic Rankine cycle (ORC) of a diesel engine, Energy, 51(1), 281-290,2013.
Dincer, I., et al., eds. Progress in Clean Energy, Volume 1: Analysis and Modeling. Springer, 2015.
Fredy, V., Farid, C., Ana, Q., Thermodynamic analysis of R134a in an organic Rankine cycle for power generation from low temperature sources, DYNA, 81(185), 153-159, 2014.
Lukawski, M., "Design and optimization of standardized organic Rankine cycle power plant for European conditions." 2010.
Tyagi, S.K., Chen, G.M., Wang, Q., Kaushik, S.C., Thermodynamic analysis and parametric study of an irreversible regenerative-intercooled-reheat Brayton cycle, International Journal of Thermal Sciences, 45, 829-840, 2006.