Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi
Energy and Exergy Analysis of Natural Gas Fired Combined Cycle Power Plant
Yazar: Dikili, Kadir; Kopaç, Mehmet; Erdogan, Beytullah; Topuz, Adnan
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 11 No. 3, 2021
Anahtar kelimeler: Mechanical Engineering ; Makine Mühendisliği ; Enerji,ekserji,doğalgaz kombine çevrim güç santrali,tersinmezlik ; Energy,exergy,natural gas combined cycle power plant,irreversibility

Bu çalışmada, İstanbul’da faaliyet gösteren 410.8 MW net elektrik güç çıkışı olan doğalgaz yakıtlı kombine çevrim güç santralinde enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Santralde kullanılan yakıt-hava oranının bilinmesi neticesinde yanma eşitliği oluşturulmuş ve yanma ürünlerinin mol miktarları belirlenmiştir. Kütle-akış  emasının çıkarılmasının ardından her bir düğüm noktasına ait termodinamik özellikler belirlenmiştir. Sistem elemanlarına termodinamiğin birinci ve ikinci yasa eşitlikleri uygulanarak her bir sistem elemanında kaybedilen birim zamanda enerji miktarı ve tersinmezlik değeri hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler enerji ve ekserji bilançoları yardımıyla özetlenmiştir. Bunların ardından da kombine çevrim santrali termodinamiğin birinci ve ikinci yasa verimleri hesaplanmıştır. 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 bunu baca gazı ile kaybedilen enerjinin takip ettiği, en fazla tersinmezliğin ise yanma odasında olduğu, bunu gaz türbininin izlediği tespit edilmiştir. Bu çalışma gaz çevrimi üzerine yapılacak çalışmaların santral verimini önemli ölçüde etkileyeceğini göstermiştir. Kompresörde harcanan gücün azaltılmasına yönelik politropik sıkıştırma yapılması durumu incelenmiştir.

In this study, energy and exergy analysis were performed in natural gas combined cycle power plant with 410.8 MW net electricity power output in İstanbul. As a result of the knowledge of the fuel-air ratio used in the plant, the burning equation was formed and the molar amounts of the combustion products were determined. After removal of the mass-flow diagram, the thermodynamic properties of each node were determined. Applying first and second laws of thermodynamics equation system components and the amount of heat that is lost as irreversibility’s value was calculated for each system element. The calculated values are summarized with the help of energy and exergy 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 law efficiency is 53.06%. The most energy loss occurred in the condenser. The second largest energy loss was found to be the energy thrown into the atmosphere with the stack gas, the most irreversible in the combustion chamber, followed by 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.