Toluen İş Akışkanlı Kombine Çevrim Güç Tesislerinin Termodinamik Analizi

Abstract

Enerjiye talep tüm Dünya’da artmakta, sınırlı fosil kaynaklar ve çevre kirliliği, verimli ve temiz güç enerjisi elde etmeyi önemli ve güncel kılmaktadır. Verimin önem kazanması atık ısıların nasıl değerlendirilmesi gerektiği probleminin önemini artırmıştır. Gaz türbinli güç çevrimleri son yetmiş yılda yüksek verim ve diğer avantajlarından dolayı güç ve elektrik üretiminde büyük yaygınlık kazanmıştır. Gaz türbininden çıkan sıcak egzoz gazları başlangıçta atmosfere atılmakta iken daha sonraları çevrim kojenerasyona (buhar ya da sıcak su üretiminde) ya da trijenerasyona (soğutma ve ısı üretiminde) ya da kombine çevrime çevirme (bu sıcak egzoz gazlarından tekrar güç elde etme) yoluna gidilmiştir. Bunun için gaz türbinli güç çevrimlerine Rankine çevrimi eklenerek kombine çevrimlere dönüştürme ile verim artışı ve enerji tasarrufu sağlanmıştır. Rankine çevrimlerinde kullanılan iş akışkanının cinsi kombine çevrimin verimini ve performansını büyük oranda etkilediğinden en iyi verimi sağlayacak iş akışkanları önem kazanmıştır. Bu çalışmada kombine çevrimde en iyi verim sağlayan iş akışkanlarından tolüenin çevrime sağladığı termodinamik performansı, termodinamiğin 1. ve 2. yasası ile ekserji analizi metotları uygulanarak analiz edilmiştir. Bu amaçla Fortran dilinde bir analiz programı tasarlanarak, çalıştırılmış ve sonuçlar Literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Gaz türbinli güç çevrimi ile kombine çevrimin değişen kompresyon oranları-r ve değişen hava fazlalık katsayısı-hfk’ye göre verim ve diğer performans özelliklerinin değişimleri de karşılaştırılmış, sağladığı üstünlükler ve dezavantajları gösterilmiştir. Ekonomik ya da maliyet analizi yapılmadan performanstaki iyileşmeler incelenmiş ve en iyi performans değerlerini verecek kompresyon oranları-r ve değişen hava fazlalık katsayısı-hfk yani maksimum performans durumları gösterilmiştir ve yorumlanmıştır.