DENİZ DİZEL MOTORLARI İÇİN GÜÇ TÜRBİNİ JENERATÖRÜNÜN TERMODİNAMİK ANALİZİ VE GERİ ÖDEME SÜRESİ ARAŞTIRMASI

THERMODYNAMIC ANALYSIS AND PAYBACK PERIOD INVESTIGATION OF POWER TURBINE GENERATOR FOR MARINE DIESEL ENGINES

Özet

sı akışı ve sıcaklık nedeniyle, deniz dizel motoru egzoz gazı enerjisi, bir geminin atık ısı kaynakları arasında açık ara en çok arzu edilen enerjidir. Atık ısı geri kazanım sistemleri, bu egzoz gazı enerjisini kullanarak elektrik enerjisi üretir. Bu çalışma, güç türbini jeneratörünün 3 motor yükü ve 3 ortam koşulu için sistemin verimliliğini ne kadar iyileştirdiğini ölçmektedir. Bu çalışma, altı silindirli düşük hızlı deniz dizel motoru kullanan bir güç türbini jeneratörünü göstermektedir. Termodinamik analizler, üç ortam koşulu ve üç dizel motor yükü dikkate alınarak yapılır ve her bir bileşenin ekserji yıkımı, ekserji verimi, ekserji yıkım oranı, verimlilik artışları ve sistemin güç çıkışı hesaplanır. Ayrıca geri ödeme süresi, güç türbini jeneratörünün kurulum maliyeti ve yıllık tasarruf edilen yakıt maliyetine göre hesaplanmaktadır. Analize göre, güç türbini jeneratörü için en yüksek güç çıkışı %100 motor yükü ve kış ortam koşullarında, en düşük güç çıkışı ise %75 motor yükü ve tropikal ortam koşullarında gerçekleşmiştir. Öte yandan aynı ortam koşullarında en yüksek verimlilik artışı %90 motor yükünde, en düşük verimlilik artışı ise %100 motor yükünde gerçekleşmiştir. Güç türbini jeneratöründe en kısa geri ödeme süresinin %100 motor yükü ve kış ortam koşulunda olduğu görülmüştür.

Abstract

ecause of the heat flow and temperature, marine diesel engines exhaust gas energy is by far the highest desirable among the waste heat sources of a ship. Waste heat recovery systems generate electrical power by using this exhaust gas energy. This study measures how much the power turbine generator improves the system's efficiency for three engine loads and three ambient conditions. This study presents a power turbine generator using a six-cylinder low-speed marine diesel engine. Thermodynamic analyses are performed by considering three ambient conditions and three diesel engine loads, and the exergy destruction of each component, exergy efficiency, exergy destruction rate, efficiency increases, and power output of the system are calculated. In addition, the payback period is calculated according to the installation cost of the power turbine generator and the cost of the fuel saved annually. Based on the analysis, the highest power output for the power turbine generator occurred under 100% engine load and winter ambient conditions, and the lowest power output occurred under 75% engine load and tropical ambient conditions. Alternatively, for the same ambient conditions, the highest efficiency increase occurred at 90% engine load, and the lowest efficiency increase occurred at 100% engine load. In the power turbine generator, it is observed that the shortest payback period is 100% engine load and winter ambient conditions