Geri Dön

Buhar püskürtmeli gaz türbinli kojenerasyon sistemlerinin termoekonomik optimizasyonu

Thermoeconomic optimization of steam injected gas turbine cogenerasyon system

  1. Tez No: 142814
  2. Yazar: ALTUĞ ŞENEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AKSEL ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

BUHAR PÜSKÜRTMELİ GAZ TURBINLİ KOJENERASYON SİSTEMLERİNİN TERMOEKONOMİK OPTİMİZASYONU ÖZET Buhar püskürtmeli gaz türbinli kojenerasyon sistemleri, yanma odasına kızgın buhar püskürtülmesi ile geniş bir aralıkta değişebilen ısı-elektrik enerjisi oranına (heat to power ratio) sahiptir. Bu tür sistemlerde, yanma odasına püskürtülen buhar yanma odasındaki reaksiyon sıcaklığını düşürdüğünden yüksek sıcaklıklarda meydana gelen NOx gazlarının emisyonu azalmaktadır. Gözönüne alınan sistemde kompresöre giren hava sıkıştırıldıktan sonra yanma odasına gönderilmektedir. Hava yanma odasında, yakıt ile reaksiyona girmekte ve bunun yanında, yanma odasına kızgın buhar püskürtülmesi de yapılmaktadır. Reaksiyon sonucu meydana gelen yüksek basınç ve sıcaklıktaki egzoz gazları türbine girmekte ve burada genişlemektedir. Türbinden çıkan gazlar önce kızdırıcıya girmekte sonra, dış proses için gerekli buhar miktarı fazla ise, ikinci yanma odasına giren oksijen bakımından zengin egzoz gazları, yakıt ile reaksiyondan sonra ekonomizöre girmektedir. Eğer proses için gerekli buhar miktarı az ise ikinci bir yanma odasına gerek kalmaksızın doğrudan ekonomizöre gönderilmektedir. Proses ve püskürtme için sistemin ihtiyacı olan su, bir besleme pompası yardımıyla önce ekonomizöre basılmakta, sonra ekonomizör çıkişında doymuş buhar haline getirilen suyun bir kısmı kızdırıcıya, geri kalan kısmı ise dış proseste kullanılmak üzere sistem dışına gönderilmektedir. Kızdırıcıda elde edilen kızgın buhar yanma odasına gönderilmekte ve püskürtülmektedir. Gerektiğinde devreye alınan ikinci yanma odasının devrede olduğu ve olmadığı zamanlarda göz önüne alınan sistemin termodinamiğin birinci ve ikinci kanun analizi yapılmıştır, ikinci kanun analizinde sistem üzerinde kullanılabilir enerji kayıpları belirlenmiştir. Termoekonomik analiz ile kullanılabilir enerji kayıplarının sistem üzerindeki etkisi incelenmiş olup, tüm sistem altsistemlere ayrılarak yerel kullanılabilir enerji kayıpları hesaplanmış ve maliyet analizi ile bu kayıpların sistemde elde edilen kullanılabilir enerjinin fiyatı üzerinde yarattığı etkiler incelenmiştir. Termoekonomik optimizasyonun amacı, sistemde elde edilen kullanılabilir enerji fiyatının (maliyetin) azaltılmasıdır. Matematiksel optimizasyon metodlarından biri olan Lagrange çarpanları metodu ile sistem ve altsistemler üzerindeki optimum değerler belirlenmiştir. Kompleks enerji sistemlerinde bile bu metodu kullanışlı kılan özellik, sistem üzerinde yerel olarak seçilmiş bir bölgeye veya tüm sisteme kolayca uygulanabilmesidir. XI

Özet (Çeviri)

THERMOECONOMIC OPTIMIZATION OF STEAM INJECTED GAS TURBINE COGENERATION SYSTEM SUMMARY Steam injected gas turbine systems aim to increase electrical output and generating efficiency by injecting superheated steam into combustion chambers, and it becomes possible to change the heat-to-power ratio flexibly by adjusting the amount of steam injection. Injection of steam into the combustion chamber decreases the reaction temperature and this kind of an application provides lower emission of NOx compounds. In this study installation consists of an air compressor followed by a combustion chamber that produces exhaust gases by the chemical reaction of natural gas. Superheated steam produced in superheater is also injected into the combustor in order to adjust heat-to-power ratio. Electrical power is produced in gas turbine by expanding of the exhaust gases. Injected superheated steam is produced by the thermal energy of the expanded exhaust gases leaving the gas turbine. After superheater, exhaust gases passes through an economizer which is installed for producing saturated water. An additional adjustment is made on system for producing more saturated steam for process by installing a second combustion chamber between superheater and economizer. Oxygen enriched exhaust gases reacts with natural gas in the second combustion chamber and newly formed exhaust gases increase the total amount of saturated steam produced in economizer. For both conditions (with and without second combustion chamber) first and second law analysis of thermodynamics is applied and available energy losses are obtained by second law analysis. An economic analysis can calculate the cost of fuel, investment, operation and maintenance for the whole plant but does not provide means to evaluate the single process taking place in the subsystems nor how to distribute the costs among them. So an easy way of application of thermoeconomic analysis is dividing the whole system into subsystems. This analysis provides the effects of available energy losses and available energy costs on each subsystem. Aim of the optimization is to minimize the final product costs and save the resource energy. Formulation of the optimization problem is based on the use of Lagrange multipliers, since it may be demonstrated that the multipliers associated with the structural constraints can be identified with the costs of resources and products which make explicit the productive activity of each component. Lagrange multipliers method is widely used for these kinds of purposes. A global and local optimization with this method can be applied easily to whole system or a subsystem. XII

Benzer Tezler

  1. Tez No

    295652

    Cheng çevriminde yanma odasına püskürtülen su buharı miktarının çevrim net gücüne ve verimine etkisinin incelenmesi

    Investigating of the effect of steam quantity injected to the combustion chamber on Cheng cycle net power and thermal efficiency

    SEMRA AKDENİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RECEP ÖZTÜRK

  2. Tez No

    793842

    Investigation of B-C additions on the mechanical properties of altin coatings produced by using magnetron sputtering technique

    Magnetron sıçratma tekniği kullanılarak üretilen altin kaplamaların mekanik özelliklerı üzerine B-C katkısının incelenmesi

    ÖZDEN KISACIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERVET TURAN

  3. Tez No

    2025

    Düşük tenörlü pirolüzit cevherlerinden yeni bir MnSO4-H2O üretim metodu

    Başlık çevirisi yok

    MAHMUT BAYRAMOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1983

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜNAL SANIGÖK

  4. Tez No

    634592

    Bioethanol production from lignocellulosic biomass

    Lignoselülozik atıklardan biyoetanol üretimi

    ÖZNUR YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT ALTINBAŞ

    PROF. DR. BESTAMİ ÖZKAYA

  5. Tez No

    736336

    Thermal oxidation of titanium-based cold spray coatings for biological and wear-related applications

    Biyolojik ve aşınmaya yönelik uygulamalar için soğuk dinamik gaz püskürtme tekniği ile üretilmiş titanyum bazlı kaplamaların termal oksidasyonu

    DOĞUKAN ÇETİNER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

    PROF. DR. ERDEM ATAR

Geri Dön