Jeotermal Enerji Kaynaklı Ara Isıtmalı Organik Rankine Çevriminin Konvansiyonel ve İleri Ekserji Analizi

Abstract

Ekserji analiz metodu üretilen faydalı işin belirlenmesinde önemli bir araçtır. Ancak sadece ekserji analizi ile çevrimde kullanılan komponentler arasındaki etkileşimin, yani komponentte oluşan ekserji yıkımının komponentin kendisinden mi yoksa etkileşimde bulunduğu diğer komponentlerden mi kaynaklandığını veya sistemin gerçek geliştirilme potansiyelini, yani sistemde ve komponentlerde oluşan ekserji yıkımlarından ne kadarının önlenebileceğini belirlemek mümkün değildir. Bu yüzden ileri ekserji analiz metodu kullanılmaktadır. Bu çalışmada, iş akışkanı olarak R152a kullanan jeotermal destekli ara ısıtmalı organik Rankine çevriminin gerçek geliştirilme potansiyelinin ve çevrimde bulunan komponentler arasındaki etkileşimin belirlenmesi için konvansiyonel ve ileri ekserji analizleri yapılmıştır. Sistemin geliştirme potansiyelini belirlemek için ekserji yıkımının önlenebilir/kaçınılamaz kısımları belirlenmiştir. Komponentler arasındaki etkileşimin detaylıca belirlenmesi için de içsel/dışsal ekserji yıkımları belirlenmiştir. Ayrıca yoğuşturucu ve buharlaştırıcı basınçlarının sistem performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ekserji ve enerji verimleri sırasıyla %50.69 ve %14.04 olarak hesaplanmıştır. İleri analiz sonuçlarına göre sistem çok büyük oranda kaçınılmaz (%95.04) ve içsel (%86.6) ekserji yıkımlarına sahiptir. Buradan sistemin sadece %5'lik bir geliştirme potansiyeli olduğu görülmektedir. Türbinlerdeki tersinmezliklerin tamamı dışsal iken, pompa ve buharlaştırıcıdaki tersinmezlikler bu komponentlerin kendilerinden kaynaklanmaktadır. Toplam içsel ekserji yıkımının en yüksek yüzdesi yaklaşık %93 ile buharlaştırıcıda meydana gelmiştir. En yüksek ekserji yıkımı buharlaştırıcıda olmakla birlikte bu bileşendeki geliştirme potansiyeli sıfırdır. Türbinlerdeki önlenebilir ekserji yıkımı, toplam önlenebilir kısmın %85.34'üne eşittir. Sonuçlar, sistemin performansını geliştirmek için öncelikle odaklanılması gereken komponetlerin alçak ve yüksek basınç türbinleri olduğu göstermektedir.