Gaz türbinli santrallerde çevre sıcaklığı ve basıncının santral performansına etkileri

Gaz türbinli santraller, diğer elektrik üretim tesislerine göre, düşük ilk yatırım maliyetleri, hızlı yük değiştirmeözelliği, ilk kurulum süresinin kısa oluşu ve kömürlü santrallere göre daha az zararlı emisyon salınımı gibiüstünlükleri ile ülkemizde, özellikle özel sektör desteği ile birçok yerde kurulmuş ve halen işletilmektedir. 2030yılı elektrik tüketimi projeksiyonlarına göre elektrik tüketimimiz 2008 yılı tüketimimizin yaklaşık iki katıolacaktır. Buna karşın, gaz türbinli santrallerde performans arrtırıcı bazı önlemler alınarak ve uygun santral kuru- lum yeri belirleyerek santral performansı arttırılabilir. Çevre sıcaklığı, basıncı ve havadaki bağıl nem oranınınsantral performansına etkisi büyüktür. Bu nedenlerle gaz türbinli santallerin kurulum yerlerinin, en verimli enerjidönüşümünün gerçekleştirebileceği ve geri ödeme süresinin en az olacağı yerlerde seçilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, Adana ya da Ankara illerinde çalışması düşünülen, gaz türbinli bir santralde, çevre sıcaklığı,basıncı ve bağıl nem oranının santral performansına (santral verimi, elektrik üretimi ve yakıt tüketimi) etkileriincelenmiştir. Bununla birlikte, kompresör giriş havasının nemlendirilerek soğutulmasının sistem performansınaolan etkileri de incelenmiş ve geri ödeme süresi yöntemi kullanılarak, seçim yapılmıştır. Ekonomik analizlersonucunda nemlendirme ile giriş havası soğutmanın geri ödeme süresi Ankara şartlarında 257 gün ve Adanaşartlarında 81 gün olarak bulunmuştur.

The effects of ambient temperature and pressure on gas turbine power plants performance

Gas turbine power plants, when compared to other power plants, due to their low investment cost, fast loadchange characteristic, low installation time and releasing low harmful emissions with respect to coal fired powerplants, in our country, especially with the support of private sector, were established and currently operate.According to 2030 electricity consumption projections, it is approximately twice of 2008 consumed electricity.On the other hand, power plants performance can be increased by taking some performance augmenterprecautions and determine the best installation place for new ones. Ambient temperature, pressure and relativehumidity in the air have a great effect on a plant performance. Therefore, the installation place of the gas turbinepower plants should be chosen the most efficient energy conversion and the minimum payback time.In this study, in a gas turbine power plant, which is thought to be installed in Adana or Ankara, the effects of theenvironmental temperature, pressure and relative humidity is examined. Also, the effects of inlet air cooling onsystem performance are examined and by using payback period the appropriate installation place is determined.As a result of economical analysis on the base of payback time evaporative inlet air cooling application takes257 days for Ankara conditions and 81 days for Adana conditions.

PDF

___

1. Kehlhofer, R., ‘’ Combined-Cycle Gas & Steam Power Plants’’, Penn Well Publishing Company (1997).
2. Alhazmy, M.M., Najjar, Y.S.H., ‘’ Augmentation of Gas Turbine Performance Using Air Coolers’’, Applied Thermal Engineering, 24:415-429 (2004).
3. Ünver, Ü., Kılıç, M., ‘’ Çevre Sıcaklığının Bir Kombine Çevrim Güç Santralinin Performansına Etkisi’’, Uludağ Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 10, Sayı 1 (2005).
4. Kakaras, E., Doukelis, A., Karellas, S., ‘’ Compressor Intake-Air Cooling in Gas Turbine Plants’’, Energy, 29:2347-2358 (2004).
5. Bhargava, R., Meher-Homji, C.B., ‘’ Parametric Analysis of Existing Gas Turbines With Inlet Evaporative and Overspray Fogging’’, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 127 / 157 (2005).
6. Alhazmy, M.M., Jassim, R.K., Zaki, G.M., ‘’ Performance Enhancement of Gas Turbine by Inlet Air-cooling in Hot and Humid Climates’’, International Journal of Energy Research, 30:777-797 (2006).
7. Jones, C., Jacobs, J.A., ‘’ Economic and Technical Considerations for Combined – Cycle Performance-Enhancement Options’’, GE Power Systems, GER-4200 (2006).
8. Kim, K.H., Perez-Blanco, H., ‘’ Potential of Regenerative Gas- turbine Systems with High Fogging Compression’’, Applied Energy, 84:16- 28 (2007).
9. Zadpoor, A.A., Golshan, A.H., ‘’ Performance Improvement of a Gas Turbine Cycle by Using a Desiccant-Based Evaporative Cooling System’’, Energy, 31:2652-2664 (2006).
10. Kakaras, E., Doukelis, A., ‘’ Inlet Air Cooling Methods for Gas Turbine Based Power Plants’’, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 128 / 317 (2006).
11. Dawoud, B., Zurigat, Y.H., E., Bortmany, J., ‘’ Thermodynamic Assessment of Power Requirments and Impact of Different Gas-Turbine Inlet Air Cooling Techniques at Two Different Locations in Oman’’, Applied Thermal Engineering, 25:1579-1598 (2005).
12. Durmaz A., Türkiye’de Enerji ve Ar-Ge Çalışmaları, www.gecer.gazi.edu.tr, 2008.
13. Rahim, M., Durmaz, A., ‘’Doğalgaz ile Çalışan Bir Kombine Çevrim Santralinin Tasarımı, Optimizasyonu ve Enerji Verimliliği’’, Yüksek Lisans Tezi, Ankara (2008)
14. Ayşegül A., Durmaz, A., ‘’Hidrojen Yakıtlı, Çok Amaçlı bir Bileşik ısı-Güç Santralı Tasarımı Teknik ve Ekonomik Analizleri’’, Yüksek Lisans Tezi, Ankara (2006).
15. Çengel, A.Y., Boles, M.A., ‘’Thermodynamics: An Engineering Approach’’, Mc GrawHill, 2006.