Yıl: 2021 Cilt: 11 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 2268 - 2277 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.21597/jist.907683 İndeks Tarihi: 10-12-2021

Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi

Öz:
Bu çalışmada, İstanbul’da faaliyet gösteren 410.8 MW net elektrik güç çıkışı olan doğalgaz yakıtlı kombineçevrim güç santralinde enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Santralde kullanılan yakıt-hava oranının bilinmesineticesinde yanma eşitliği oluşturulmuş ve yanma ürünlerinin mol miktarları belirlenmiştir. Kütle-akış şemasınınçıkarılmasının ardından her bir düğüm noktasına ait termodinamik özellikler belirlenmiştir. Sistem elemanlarınatermodinamiğin birinci ve ikinci yasa eşitlikleri uygulanarak her bir sistem elemanında kaybedilen birim zamandaenerji miktarı ve tersinmezlik değeri hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler enerji ve ekserji bilançoları yardımıylaözetlenmiştir. Bunların ardından da kombine çevrim santrali termodinamiğin birinci ve ikinci yasa verimlerihesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar neticesinde kombine çevrim santralinin termodinamiğin birinci yasa verimi%55.88, ikinci yasa verimi ise %53.06 olarak belirlenmiştir. En fazla enerji kaybının kondenserde gerçekleştiği bunubaca gazı ile kaybedilen enerjinin takip ettiği, en fazla tersinmezliğin ise yanma odasında olduğu, bunu gaz türbinininizlediği tespit edilmiştir. Bu çalışma gaz çevrimi üzerine yapılacak çalışmaların santral verimini önemli ölçüdeetkileyeceğini göstermiştir. Kompresörde harcanan gücün azaltılmasına yönelik politropik sıkıştırma yapılmasıdurumu incelenmiştir.
Anahtar Kelime:

Energy and Exergy Analysis of Natural Gas Fired Combined Cycle Power Plant

Öz:
In this study, energy and exergy analysis were performed in natural gas combined cycle power plantwith 410.8 MW net electricity power output in İstanbul. As a result of the knowledge of the fuel-air ratio used in theplant, the burning equation was formed and the molar amounts of the combustion products were determined. Afterremoval of the mass-flow diagram, the thermodynamic properties of each node were determined. Applying first andsecond laws of thermodynamics equation system components and the amount of heat that is lost as irreversibility’svalue was calculated for each system element. The calculated values are summarized with the help of energy andexergy balance sheets. Then, the first and second law efficiency of the combined cycle power plant were calculated.As a result of the calculations, the first law efficiency of the combined cycle power plant is 55.88% and the second lawefficiency is 53.06%. The most energy loss occurred in the condenser. The second largest energy loss was found to bethe energy thrown into the atmosphere with the stack gas, the most irreversible in the combustion chamber, followedby the gas turbine. This study showed that the studies on the gas cycle would significantly affect the plant efficiency.In order to reduce work on the compressor, the situation of the polytrophic compressing was investigated.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Abuelnuor AAA, Saqr KM, Mohieldein SAA, Dafallah KA, Abdullah MM, Nogoud YAM, 2017. Exergy analysis of Garri-2 180 MW Combined Cycle Power Plant. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79: 960- 969.
  • Almutairi A, Pilidis P, Al-Mutawa N, 2015. Energetic and Exergetic Analysis of Combined Cycle Power Plant Part-1 Operation and Performance. Energies, 8(12): 14118-14135.
  • Ameri M, Ahmadi P, Khanmohammadi S, 2008. Exergy Analysis of a 420 MW Combined Cycle Power Plant, International Journal of Energy Research. 32: 175-183.
  • Boonnasa S, and Namprakai P, 2004. Exergy Evaluation of the EGAT Block Combined Cycle Power Plant. International Joint Conference, Hua Hin, Thailand, December 15-19, 2004, pp:1-3.
  • Çengel Y, Boles MA, 1996. Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik, Literatür Yayıncılık (2. Baskı), pp:190- 217, İstanbul-Türkiye.
  • Ehsana A, Yılmazoğlu Z, 2010. Design and Exergy Analysis of A Thermal Power Plant Using Different Types of Turkish Lignite. International Journal of Thermodynamics, 14 (3): 125-133.
  • Ersayin E, Özgener L, 2015. Performance Analysis of Combined Cycle Power Plants: A Case Study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 43: 832-842.
  • Fellah G, Noba KB, 2016. Thermodynamic Analysis of Zawia Combined Cycle Power Plant. International Journal of Engineering, 1: 74-81.
  • Gibbs JW, 1878. On The Equilibrium of Heterogeneous Substances. American Journal of Science, 96: 441-458.
  • Idrissa AM, Boulama KG, 2019. Advanced Exergy Analysis of A Combined Brayton/Brayton Power Cycle. Energy, 166: 724-737.
  • Karaağaç MO, 2018. Doğalgaz Yakıtlı Bir Kombine Çevrim Analizi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
  • Kopac M, Hilalci A, 2007. Effect of Ambient Temperature on The Efficiency of The Regenerative and Reheat Çatalağzı Power Plant in Turkey. Applied Thermal Engineering, 27(8-9): 1377-1385.
  • Kumar R, 2017. A Critical Review On Energy, Exergy, Exergoeconomic and Economic (4-E) Analysis of Thermal Power Plants. Engineering Science and Technology an International Journal, 20(1): 283-292.
  • Rahim MA, 2011. Gaz Türbinli Kombine Çevrim Santral Performansının Yükseltilmesi. Türk Bilim Araştırma Vakfı Bilim Dergisi, 4(3): 188-198.
  • Reddy VS, Kaushik SC, Tyagi SK, Panwar N, 2010. An Approach to Analyse Energy and Exergy Analysis of Thermal Power Plants. Smart Grid and Renewable Energy, 1(3): 143-151.
  • Sahin AZ, Al-Sharafi A, Yilbas BS, Khaliq A, 2016. Overall Performance Assessment of a Combined Cycle Power Plant: an Exergo-Economic Analysis. Energy Conversion and Management, 116: 91-100.
  • Silveira JL, 2007. Energetic and Exergetic Analysis of A Gas Turbine Combined Cycle Power Plant. 19th International Congress of Mechanical Engineering, Brazil, November 5-9, 2007, pp:1-9.
  • Ünver Ü, Kılıç M, 2005. Bir Kombine Çevrim Güç Santralinin Termodinamik Analizi. Mühendis ve Makina, 545: 47-56.
  • Yaylacı Ç, 2015. Konvansiyonel ve Atık Isı Kazanlarda Buhar Üretimi Sürecinin Enerji ve Ekserji Analizleri, Gebze Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
APA DİKİLİ K, KOPAÇ M, ERDOĞAN B, TOPUZ A (2021). Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. , 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
Chicago DİKİLİ KADİR,KOPAÇ Mehmet,ERDOĞAN BEYTULLAH,TOPUZ Adnan Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. (2021): 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
MLA DİKİLİ KADİR,KOPAÇ Mehmet,ERDOĞAN BEYTULLAH,TOPUZ Adnan Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. , 2021, ss.2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
AMA DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. . 2021; 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
Vancouver DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. . 2021; 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
IEEE DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A "Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi." , ss.2268 - 2277, 2021. 10.21597/jist.907683
ISNAD DİKİLİ, KADİR vd. "Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi". (2021), 2268-2277. https://doi.org/10.21597/jist.907683
APA DİKİLİ K, KOPAÇ M, ERDOĞAN B, TOPUZ A (2021). Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3), 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
Chicago DİKİLİ KADİR,KOPAÇ Mehmet,ERDOĞAN BEYTULLAH,TOPUZ Adnan Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 11, no.3 (2021): 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
MLA DİKİLİ KADİR,KOPAÇ Mehmet,ERDOĞAN BEYTULLAH,TOPUZ Adnan Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.11, no.3, 2021, ss.2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
AMA DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2021; 11(3): 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
Vancouver DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2021; 11(3): 2268 - 2277. 10.21597/jist.907683
IEEE DİKİLİ K,KOPAÇ M,ERDOĞAN B,TOPUZ A "Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi." Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11, ss.2268 - 2277, 2021. 10.21597/jist.907683
ISNAD DİKİLİ, KADİR vd. "Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi". Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 11/3 (2021), 2268-2277. https://doi.org/10.21597/jist.907683