Modeling, simulation and optimization of flashed-steam geothermal power plants from the point of view of noncondensable gas removal systems
Flaş buharlı jeotermal elektrik santrallarının gaz ayırma sistemleri açısından modellenmesi, simülasyonu ve optimizasyonu
- Tez No: 266617
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLDEN GÖKÇEN AKKURT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Enerji, Mechanical Engineering, Engineering Sciences, Energy
- Anahtar Kelimeler: Benzetim, Ekonomik analiz, Ekserji analizi, Elektrik santralleri, Gaz ayrıştırma, Jeotermal, Jeotermal akışkanlar, Jeotermal enerji, Jeotermal sistemler, Yoğuşmayan gazlar, Simulation, Economic analysis, Exergy analysis, Power plants, Gas seperation, Geothermal, Geothermal fluids, Geothermal energy, Geothermal systems, Noncondensible gases
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Jeotermal akışkanlar değişik miktarlarda yoğuşmayan gazlar (YGlar) içerir. Jeotermal buhardaki YGların varlığı kondenser basıncını ve santralın toplam iç tüketimi arttırarak santral net güç üretiminde önemli boyutlarda düşüşe neden olurlar. Bu nedenle, YGlar jeotermal elektrik santrallarının (JESlarının) performansını iyileştirmek için gaz ayırma ekipmanları ile sistemden uzaklaştırılmalıdır. Flaş-buharlı JESları (tek-flaşlı ve ikincil-flaşlı) jeotermal kuyulardan buhar ve sıvı karışımı üretilmesi durumunda, jeotermal enerjinin elektrik enerjisine çevrilmesindeki en basit yollardan biridir. Tezin ana amacı, flaş-buharlı JESlarının, dizayn ve planlama aşamalarında büyük önemi olan gaz ayırma sistemlerinin termodinamik ve ekonomik performansını belirlemek için modellenmesi ve simülasyonu için bir kod geliştirilmesidir. Modelden elde edilen sonuçların Kizildere JES verileri ile karşılaştırılması ile doğrulanan model, statik ve determinist olarak sınıflandırılır. YG oranı, separatör basıncı, kondenser basıncı, yaş termometre sıcaklığı, faiz oranı, vergi oranı, işletme ve bakım giderleri oranı ve elektrik satış fiyatı gibi model girdilerinin etkilerini belirleyebilmek için simülasyonlar yapılmıştır. Girdiler arasında, YG oranı, flaş-buharlı JESlarının performansını ve karlılığını etkileyen en önemli parametredir. Tek-flaşlı JESnın net güç üretimi ve çevrim ekserji verimi YG oranındaki %1'lik artış ile, kompresör sisteminde %0.4, hibrid sisteminde %2.2, reboyler sisteminde %2.5 ve buhar jet ejektörü sisteminde %2.7 oranında azalmaktadır. Termodinamik ve ekonomik simülasyon sonuçlarına bağlı olarak, buhar jet ejektörü, hibrid ve kompresör sistemlerinin YG oranlarına göre sırasıyla %0-2, %2-10 ve >%10 aralıklarında kullanılması tavsiye edilir. Ayrıca, tek-flaşlı JESnın termodinamik performansı, ikincil-flaş uygulanması durumunda %45.5-127.9 oranında arttırılabilir.
Özet (Çeviri)
Geothermal fluids contain noncondensable gases (NCGs) at various amounts. The presence of NCGs in geothermal steam results with a dramatic decrease in net power output increasing condenser pressure and total auxiliary power consumption. Hence, NCGs should be withdrawn by a gas removal equipment to improve the performance of geothermal power plants (GPPs). The flashed-steam GPPs (single-flash, double-flash) are a relatively simple way to convert geothermal energy into electricity when the geothermal wells produce a mixture of steam and liquid. The primary aim of the Thesis is to model and develop a code to simulate flashed-steam GPPs to examine the thermodynamic and economical performance of NCG removal systems, which are major concerns at planning and basic design stages of GPPs. The model is validated comparing model output with Kizildere GPP output, classified as deterministic and static. The model is simulated to identify the effects of input variables which are NCG fraction, separator pressure, condenser pressure, wet bulb temperature, interest rate, tax rate, O&M cost ratio and electricity sales price. Among the variables, NCG fraction is the most significant parameter affecting thermodynamic performance and profitability of flashed-steam GPPs. The net power output and overall exergetic efficiency of single-flash GPP is decreased 0.4% for compressor system (CS), 2.2% for hybrid system (HS), 2.5% for reboiler system (RS) and 2.7% for steam jet ejector system (SJES) by 1% increase in NCG fraction. Based on thermodynamic and economical simulations, SJES, HS and CS can be recommended to be used for a NCG fraction range of 0-2%, 2-10% and >10%,r espectively. Furthermore, thermodynamic performance of single-flash plants can be improved by adding second flash by 45.5-127.9%.
Benzer Tezler
- Modeling, simulation and optimization of solar assisted absorption cooling systems under uncertainty
Güneş enerjisi destekli soğutma sistemlerinin modellemesi, benzeşimi ve belirsizlik koşullarinda optimizasyonu
NAZLI YAŞAR TUNCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ ÖZÇELİK
DOÇ. DR. FATMA ZEHRA ÖZÇELİK
- Modeling and simulation of the fuel sloshing phenomenon in fuel tanks and design optimization
Yakıt çalkalanma fenomeninin modellenmesi ve simulasyonu ve tasarım optimizasyonu
MERT AKKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiEnerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
- Modeling and analysis of a decentralized electricity market: An integrated simulation / optimization approach
Elektrik enerjisi serbest piyasasının modelleme ve analizi: Bütünleşik benzetim / eniyileme
KEMAL SARICA
Doktora
İngilizce
2010
EkonomiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. GÜRKAN KUMBAROĞLU
PROF. İLHAN OR
- Design, characterization, optimization, modeling and control of a bio-inspired fin based actuator system
Bio-esinlenilmiş yüzgeç tabanlı bir eyleyici sisteminin tasarımı, karakterizasyonu, optimizasyonu, modellenmesi ve kontrolü
ATAKAN DURMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI
- Montaj hattı dengeleme karar problemlerinde iş süreçlerinin ayrık olay simülasyonu ile modellenmesi ve çok amaçlı optimizasyonu: Bir imalat işletmesi uygulaması
Modeling of business processes with discrete event simulation in assembly line balancing decision problems and multi-objective optimization: A manufacturing enterprise application
GÜLPER BASMACI AKTUNA
