Termik santralde buharlaştırmalı yoğuşturucu kullanımının verim artışına etkisinin incelenmesi
Investigation of efficiency increment effect of using boiling condenser in a thermal power plant
Yazar: NURİ ÖZGÜR AYDIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET KOPAÇ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekserji = Exergy ; Ekserji analizi = Exergy analysis ; Enerji = Energy ; Enerji analizi = Energy analysis ; Termodinamik = Thermodynamics ; Termodinamik analiz = Thermodynamic analysis

Özet:
Bu çalışmanın amacı mevcut bir termik santrale buharlaştırmalı yoğuşturucu ve Organik Rankine Çevrimi (ORÇ) ekleyerek, yapılan değişikliklerin santralin enerji ve ekserji verimlerine olan etkisini incelemektir. Öncelikle santralin mevcut hali için elemanların ve sistemin analizleri yapılmıştır. Çeşitli tasarım kriterleri ve kısıtlayıcı faktörler kabulleri ile sistemde bazı değişiklikler önerilmiştir. Ardından, önerilen santral tasarımı göz önüne alınarak, sistem ve sistem elemanlarının enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde, Organik Rankine Çevriminde çalışma akışkanı olarak R141b, R123 ve R113 soğutucu akışkanları kullanılmıştır. Yapılan değişikliklerle beraber mevcut sistemde en yüksek ikinci tersinmezliğe sahip olan türbinlerde, tasarlanan yeni sistemde mevcut sisteme oranla türbin tersinmezliklerinde, ORÇ`de kullanılan değişik çalışma akışkanları olan R141b, R123 ve R113 için sırasıyla, % 44.6, % 44.7 ve % 44.9 oranlarında azalma olduğu tespit edilmiştir. Pompalardaki tersinmezliklerde ise mevcut sisteme göre R141b, R123 ve R113 için sırasıyla, % 35.8, % 31.2 ve % 41.9 azalma olduğu görülmüştür. Aynı zamanda sisteme eklenen buharlaştırmalı yoğuşturucu ve diğer sistem elemanlarında meydana gelen tersinmezlikler bahsedilen azalmaları kompanse etmiştir. Her üç akışkan için de sistem geneli için enerji ve ekserji verimlerindeki artış % 0.05'i geçmemiştir. Sonuç olarak santralin mevcut haline eklenecek olan buharlaştırmalı yoğuşturucu ve Organik Rankine Çevriminin, sistemin verim artışında ihmal edilebilecek bir katkı sağladığı görülmüştür.

Abstract:
The purpose of this research is to investigate energy and exergy efficiency increment effects of adding a boiling condenser with an Organic Rankine Cycle (ORC) to an actual thermal power plant. At first, analysis had been done for actual plant and for its components. Various design criteria and limiting factors were considered and some changes in the actual system were recommended. Energy and exergy analyses were performed for system and system components with taking into consideration the proposed power plant design. In the analyses, R141b, R123 and R113 were used as working fluids in Organic Rankine Cycle. The second highest irreversibility rate was found for the turbines of the actual plant. For the proposed power plant design, irreversibility rates of the turbines were decreased for 44.6 %, 44.7 % and 44.9 % (for working fluids R141b, R123 and R113, respectively) with respect to the actual plant turbines. 35.8 %, 31.2 % and 41.9 % decrease was observed for irreversibility rates of pumps according to the actual plant pumps for working fluids R141b, R123 and R113, respectively. But reduction of irreversibility rates of turbines and pumps was compensated by boiling condenser and other new system elements. For all three working fluids of ORC, increment of system energy and exergy efficiencies were not exceeded 0.05 %. As a result, system efficiency increment by using boiling condenser and ORC was observed as negligible.