Thermodynamic analysis of an actual diesel engine power plant

Abstract

ÖZET DİZEL MOTORLU BİR GÜÇ SANTRALİNİN TERMODİNAMİK İNCELEMESİ IŞIK, Süleyman Kazım Yüksek Lisans Tezi, Makine Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Mehmet KANOĞLU Ocak 2004, 118 sayfa Bu çalışmada, ağır yakıtlı dizel motorlarla tahrikli ve 120 MW üretim kapasitesi olan bir mobil güç santrali incelenmiştir. Santral, yedi adet dizel-jeneratör setinden ve bu setlere ait turboşarj, yakıt-ısıtma üniteleri, ısı eşanjörleri gibi alt destek sistemlerinden oluşmaktadır. Santralde, her akış için kütle, enerji ve ekserji dengeleri tespit edilmiştir. Santralde değişik alt sistemlerin iş, ısı alışverişleri ve ekserji kayıpları belirlenmiştir. Santraldeki değişik ekipmanların, enerji ve ekserji bazlı verimleri hesaplanmıştır. İçten yanmalı motorların; performans parametreleri ve karakteristikleri özellikle incelenmiştir. Santralin termal verimliliği % 48 olarak tespit edilmiştir. Motorların zararlı emisyonları, etkin arıtma sistemleri kullanılarak önemli ölçüde asgariye çekilmiştir. Çalışmanın sonuçlan, bu ve benzeri güç sistemlerinin performans analizleri için yararlı ve gerçekçi bir temel oluşturacaktır. Anahtar Kelimeler: Güç santrali, Sabit dizel motorları, Ekserji analizi, Güç santrali verimi, Dizel motorlarının emisyonları iv

ABSTRACT THERMODYNAMIC ANALYSIS OF AN ACTUAL DIESEL ENGINE POWER PLANT IŞIK, Süleyman Kazım M.Sc. in Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mehmet KANO?LU January 2004, 118 pages An actual mobile power plant, which is actuated by heavy fueled diesel engines and has a rated output of 120 MW, is studied. The plant consists of seven diesel engine- generator sets and various supplementary subsystems including turbochargers, fuel heating units, and heat exchangers performing various useful tasks. The mass, energy, and exergy balances are verified for each flow stream of the power plant. The work and the heat interactions and the exergy losses are determined for the various subsystems in the plant. The efficiencies of various components based both energy and exergy are calculated. A special emphasize is made to analyze the characteristics and the performance parameters of the internal combustion engine itself. The thermal efficiency of the plant is 48 percent. The pollutant emissions from the engines are greatly reduced by effective treatment systems. The result should provide a realistic and meaningful ground in the performance evaluation of these power systems, which may be useful in the analysis of similar systems. Key words : Power plant, Stationary diesel engine, Exergy analysis, Efficiency of power plant, Emissions from diesel engines m