Mehmet Onur KARAAĞAÇ, Ahmet KABUL, Fatih YİĞİT

Kombine Doğalgaz Çevrim Santralinin Performans Analizi

Bu çalışmada, doğal gaz yakıtlı gerçek bir kombine çevrim santralinin verileri kullanılarak termodinamiğin birinci yasa analizi uygulanmıştır. Sistemin 25 °C çevre sıcaklığı ve 101.325 kPa basınçta net güç çıktıları Brayton çevrimi ve Rankine çevrimi için sırasıyla 45 MW ve 12MW olarak hesaplanmış ve değişen çevre koşullarının sistem üzerindeki etkisi incelenmiştir. Gaz türbininin ortalama % 38 verime ve kombine çevrimin ise % 48 verime sahip olduğu hesaplanmıştır. Çevre sıcaklığının 45 °C’lik artışı sistemin net gücünde % 22’lik bir azalmaya neden olurken kompresör kısmında sıkıştırma işi için gereken güç de artmıştır. Çevre sıcaklığının artmasıyla kompresöre giren hava debisinin azaldığı bunun doğrultusunda özgül yakıt sarfiyatında da %20 azalma olduğu görülmüştür. Çevre sıcaklığının kombine çevrim santraline de doğrudan bir etkisinin olduğu ortaya konmuştur.

Anahtar Kelimeler:

Kombine çevrim, performans analizi, brayton çevrimi, rankine çevrimi

Performance Analysis of Natural Gas Combined Cycle Power Plant

In this study, the first law analysis of the thermodynamics was applied using the data of a real gas-fired combined cycle power plant. The net power outputs of the system are calculated for the Brayton cycle and Rankine cycle as 48 MW and 12 MW respectively and the effect of changing environmental conditions on the system was examined. It is calculated that the gas turbine has an average efficiency of 38% and the combined cycle has 48% efficiency. With an increase in ambient temperature of 45 ° C, the system has 22% reduction in net power, while the power required for compression in the compressor section has also increased. As the ambient temperature increased, there was a 20% reduction in specific fuel consumption in the direction of the decrease in air flow entering to the compressor. It has also been revealed that, the environmental temperature has a direct effect on the combined cycle power plant.

Keywords:

Combined cycle, performance analysis, brayton cycle, rankine cycle,

___

[1] Varınca, K.B., Gönüllü, M.T., “Kojenerasyon Sistemlerinin Çevresel Etkilerinin Değerlendirilmesi, (2002).
[2] Karakaş, K., “Doğal Gaz ile Elektrik Enerjisi Üretimi ve Ekonomik Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2002).
[3] Ünver Ü., Kılıç M., “Bir Kombine Çevrim Güç Santralinin Termodinamik Analizi” , Mühendis ve Makina, 46(545):47-56, (2005).
[4] N. Akdeniz, C.D. İlhan, İ. Üçgül, M. Acar, M. Bayhan, “Doğal Gazlı Kojenerasyon Sisteminin Termodinamik Analizi ve Süleyman Demirel Üniversitesi Örneği”, 8. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, 901-911, (2007).
[5] “Türkiye’de Enerji ve Geleceği”, İTÜ, İstanbul, (2007),
[6] Çengel, Y.A., Boles, M.A., “Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik”, Çev. Pınarbaşı A. Güven Kitabevi Yayıncılık, 583s, İzmir, (2002).
[7] Dincer I, Rosen MA, ‘’Thermodynamic aspects of renewables and sustainable development’’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9: 169-189, (2005)
[8] Rahim M.A., Gündüz D, “Gaz Türbinli Bir Isıl-Güç (Kojenerasyon) Çevrim Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi: Ankara Şartlarında Uygulama”, Tübav Bilim Dergisi, 6(2): 19-27, (2013).
[9] Hosseini, S.E., Barzegaravval, H., Ganjehkaviri, A., Wahid, M.A., Mohd Jaafar, M.N., “Modelling and exergoeconomic-environmental analysis of combined cycle power generation system using flameless burner for steam generation”, Energy Conversion and Management, 135:362-372, (2017).
[10] Karaali R., Öztürk İ.T., “Gaz Türbinli Kojenerasyon Sistemlerinin Verimini İyileştirme Yöntemlerinin İncelenmesi”, Mühendis ve Makina, 49(577): 16-21, (2007).
[11] Erdem H.H., Sevilgen S.H., Akkaya A.V., Çetin B., “Gaz Türbinlerinin Kısmi Yüklerdeki Birim Elektrik Üretim Maliyetinin Analizi”, Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 23(1): 123-132, (2005).
[12] Pusat Ş., Akkoyunlu M.T., Erdem H.H., “Gaz Türbinlerinde Giriş Hava Debisinin Hesaplanması”, Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 32: 469-476, (2014).
[13] Boyaghchi, F.A., Molaie, H., ”Advanced exergy and environmental analyses and multi objective optimization of a real combined cycle power plant with supplementary firing using evolutionary algorithm”, Energy, 93: 2267–2279, (2015).
[14] Amin M.K.V., Fatemeh J., Ramin B.B., “Exergic, economic and environmental impacts of natural gas and diesel in operation of combined cycle power plants” , Energy Conversion and Management, 109: 103–112, (2016).
[15] Matteo J., Michel N., Alberto P., “Operational analysis of natural gas combined cycle CHP plants:Energy performance and pollutant emissions”, Applied Thermal Engineering, 100: 304–314, (2016).