Performance Analysis of Natural Gas Combined Cycle Power Plant

Abstract

In this study, the first law analysis of the thermodynamics was applied using the data of a real gas-fired combined cycle power plant. The net power outputs of the system are calculated for the Brayton cycle and Rankine cycle as 48 MW and 12 MW respectively and the effect of changing environmental conditions on the system was examined. It is calculated that the gas turbine has an average efficiency of 38% and the combined cycle has 48% efficiency. With an increase in ambient temperature of 45 ° C, the system has 22% reduction in net power, while the power required for compression in the compressor section has also increased. As the ambient temperature increased, there was a 20% reduction in specific fuel consumption in the direction of the decrease in air flow entering to the compressor. It has also been revealed that, the environmental temperature has a direct effect on the combined cycle power plant.

Özet

Bu çalışmada, doğal gaz yakıtlı gerçek bir kombine çevrim santralinin verileri kullanılarak termodinamiğin birinci yasa analizi uygulanmıştır. Sistemin 25 °C çevre sıcaklığı ve 101.325 kPa basınçta net güç çıktıları Brayton çevrimi ve Rankine çevrimi için sırasıyla 45 MW ve 12MW olarak hesaplanmış ve değişen çevre koşullarının sistem üzerindeki etkisi incelenmiştir. Gaz türbininin ortalama % 38 verime ve kombine çevrimin ise % 48 verime sahip olduğu hesaplanmıştır. Çevre sıcaklığının 45 °C’lik artışı sistemin net gücünde % 22’lik bir azalmaya neden olurken kompresör kısmında sıkıştırma işi için gereken güç de artmıştır. Çevre sıcaklığının artmasıyla kompresöre giren hava debisinin azaldığı bunun doğrultusunda özgül yakıt sarfiyatında da %20 azalma olduğu görülmüştür. Çevre sıcaklığının kombine çevrim santraline de doğrudan bir etkisinin olduğu ortaya konmuştur.

Keywords: Kombine çevrim, performans analizi, brayton çevrimi, rankine çevrimi