Doğal gazlı kombine çevrimli bir santralin ekserji analizi ile incelenmesi

Bu çalışmada Doğal Gazlı Kombine Çevrimli Bir Santralin 1. Ünitesinin; gaz türbinleri, buhar türbini ve kazan işletme raporlarındaki verilerden yararlanarak enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Santralde incelenen ünitede 2 gaz türbini çevrimi ve 1 buhar türbin çevrimi bulunmaktadır. Yanma reaksiyonunun denkleştirilmesiyle elde edilen molar oranlardan, termodinamik tablo ve bağıntılardan yararlanarak hava, yakıt, egzoz gazları, su-buhar çevrim düğüm noktalarının entalpi, fiziksel ve kimyasal ekserji değerleri hesaplanmıştır. Ardından her bir düğüm noktasının enerji-ekserji değerleri belirlenmiş ve her bir santral elemanına kütle, enerji, ekserji denge denklemleri uygulanarak kayıp ısılar ve tersinmezlikler hesaplanmıştır. Bu hesaplamalardan yararlanarak enerji ve ekserji bilanço tabloları çıkarılmış, yakıt güç değerine göre elemanların ısı kaybı yüzdeleri ve yakıt ekserjisine göre tersinmezlik yüzdeleri karşılaştırılmıştır. Elemanların tersinmezliklerini yakıt ekserjisine oranlayarak rasyonel verimleri bulunmuştur. Buna göre; santral ısıl verimi %47.2, gaz türbin çevrim verimi %31.0, buhar türbin çevrim verimi %30.5 ve santral ekserji verimi %45.7 olduğu tespit edilmiştir. En fazla enerji kaybının kondenser ve bacada, en yüksek tersinmezliğin %27.8 ile yanma odasında ve %9.4 ile gaz türbininde olduğu görülmüştür. Gaz türbin çevrim tersinmezlikleri; yakıt ekserjisinin %43'ünü, toplam tersinmezliğin %80'ini oluşturmaktadır. Bu sebeple santralde yapılacak iyileştirme çalışmalarında gaz türbin çevrimine ağırlık verilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Sonuç kısmında, kompresöre harcanan gücün azaltılmasına ve santral veriminin artırılmasına yönelik öneriler değerlendirilmiştir. Ayrıca kompresöre bir miktar soğutma uygulanması halinde net güç ve verimde gerçekleşecek değişim incelenmiştir.