Doğal gaz yakıtlı bir elektrik üretim tesisi ve bir trijenerasyon sisteminin ileri ekserji ve eksergoekonomik yöntemleri kullanarak analizi
Analyses of an electricty generation facility with natural gas fuel and a trigeneration system using advanced exergy and exergoeconomic methods
Yazar: EMİN AÇIKKALP
Danışman: PROF. DR. HAYDAR ARAS
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Geleneksel ekserji analizi temelli yaklaşımlar, ısıl sistemlerin ve enerji dönüşüm sistemlerinin çözümlenmesi ve geliştirme olanaklarının belirlenmesi için kullanılmaktadır. Ancak, geleneksel ekserji analizi sonucu yapılan değerlendirmeler sistem bileşenleri arasındaki etkileşimleri dikkate almaz ve optimizasyon stratejilerini yanlış yönlendirebilir. Bu eksiklikleri ortadan kaldırmak için, ileri ekserji temelli analizler geliştirilmiştir. 
Bu tezde, Eskişehir'de kurulu olan bir doğal gaz yakıtlı elektrik üretim tesisi ve bir gaz-dizel motorlu trijenerasyon tesisi için ileri ekserji ve ileri eksergoekonomik analizler yapılmıştır.
Elektrik üretim tesisinin ekserji verimi 0.402, eksergoekonmik faktörü 0.279, toplam ekserji yok oluşu 78.242 MW dır. Elektrik üretim tesisi için ileri ekserji temel alınarak incelendiğinde, sistemin bileşenlerinin geliştirme potansiyelini düşük olduğu, ancak elektrik üretim sistemi için geliştirme önceliğinin öncelikle gaz türbinine ve yanma odasına verilmesi gerektiği görülmektedir. Geleneksel temelli ekserji analizine göre yapılan değerlendirmede ise önceliğin yanma odasından sonra hava kompresörüne sonrasında düşük basınç buhar türbini ve atık ısı kazanlarına verilmesi gerektiği söylenebilirdi.
Trijenerasyon tesisi için ekserji verimi 0.354, eksergoekonomik faktörü 0.069 ve toplam ekserji yok oluşu 16.695 MW dır. Trijenerasyon tesisi için ileri ekserji analizi temelli incelemeler sonucunda, sistemle bileşenleri arasında arsındaki etkileşimlerin kuvvetli olduğu görülür. Bu sistem için geliştirme potansiyellerinin yüksek olduğu belirlenmiştir ve trijenerasyon sistemi için geliştirme önceliğinin öncelikle turbo hava kompresörüne ve motora verilmesi gerektiği açıkça gözükmektedir. Oysaki geleneksel temelli ekserji analizine göre değerlendirme yapıldığın da önceliğin motora verilmesi gerektiği söylenebilirdi.

Abstract:
Conventional exergy based analyses are used for determining analyzing and defining improvement potentials of the thermal and energy conversation systems. However, conventional exergy based methods cannot provide information about relations between the components and improvement limitations. Hence, advanced exergy based methods were developed to resolve these deficiencies. 
In this thesis, advanced exergy and exergoeconomic analyses were applied to an electricity generation facility with natural gas and a trigeneration system. 
Exergy efficiency, exergoeconomic factor and total exergy destruction of the electricity generation facility is 0.402, 0.279 and 78.242 MW respectively. Investigating Electricity generation facility, by using the advanced based exergy analyses, it can be shown that system has a low potential for improvement. According to results, improvement priority should be given gas turbine and then combustion chamber. Investigating the same system for only the conventional exergy based analysis, it would be said that improvement priority should be given to combustion chamber and then air compressor, low pressure steam turbine and heat recovery steam generator respectively. 
Exergy efficiency, exergoeconomic factor and total exergy destruction of the trigeneration system is 0.354, 0.069 and 16.695 MW respectively. Investigating results for advanced exergy and exergoeconomic analyses; it is shown that system components have strong relations. Trigeneration system has great improvement potential and the components that need to be focused on are turbo air compressor and engine. Yet, conventional exergy based analysis reveled improvements should be performed in the engine.