Reküperatörlü Kombine Güç Çevrimlerinin Optimum Çalışma Şartları ve Performans Analizi

Abstract

Dünya’da enerji maliyetinin ve talebinin artması, çevre kirliliği ve sınırlı kaynaklar gibi problemlerden dolayı güç üretiminde ve diğer proseslerde ortaya çıkan atık ısıların enerjilerinin atmosfere atılmadan önce nasıl değerlendirilebileceği konusu araştırmacılar için önemli bir konu haline gelmiştir. Proseslerden ya da çeşitli ısı kaynaklarından ortaya çıkan ısı enerjisi ile gaz türbini ya da motorlardan çıkan sıcak egzoz gazlarının ısı enerjisini çeşitli proseslerde kullanmak mümkündür. Bu kullanılmayan atık ısı enerjisi atmosfere atılmadan önce kojenerasyonda (aynı anda güç ve buhar üretimi), trijenerasyonda (güç, sıcak su ve soğutma) ya da başka amaçlarla kullanılması ile verim artışı sağlanabileceği gibi maliyet düşüşleri ve yakıttan tasarrufta sağlanabilir. Gaz türbinli rekuperatörlü güç çevrimlerine buharlı ya da organik Rankine çevrimi ekleyerek gaz türbininden çıkan egzoz gazının ısısından buhar türbini vasıtası ile tekrar güç elde etmek mümkündür. Kombine çevrim denilen bu çevrimlerin hesabı için Fortran dilinde bir program yazılarak Termodinamiğin 1. ve 2. kanunu ile ekserji analizi metotları uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar da Literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Gaz türbinli rekuperatörlü güç çevrimi ile gaz türbinli rekuperatörlü kombine çevrimin değişik hava fazlalık katsayılarına ve değişik kompresör sıkıştırma oranlarına göre güç değişimi, ekserji verimi ve diğer performans özellikleri değişimleri karşılaştırılmış ve avantajları gösterilmiştir. Ekonomik ve maliyet analizleri yapılmadan her iki çevrimin birim güç için harcanan yakıt değerleri ve performanstaki artışlar hesaplamıştır. Optimum performans değerleri için çalışılması gereken hava fazlalık katsayısı ile kompresör sıkıştırma oranları elde edilmiştir.