Murad A. Rahim | Gazi University (original) (raw)
Papers by Murad A. Rahim
Sıcak iklim kuşağında yer alan ülkeler için türbin giriş havası soğutulması verim artırımda öneml... more Sıcak iklim kuşağında yer alan ülkeler için türbin giriş havası soğutulması verim artırımda önemli bir etkendir. Verimliliği arttırmak, üretimi en üst düzeye çıkarmak ve böylece birim maliyeti en düşük düzeye indirmek günümüzün rekabetçi ortamında en can alıcı noktadır. Gaz türbininden üretilen enerji gücü ve verimi giriş sıcaklığa bağlıdır. yüksek ortam sıcaklıklarında, ISO standart koşulları (15 ºC) ile karşılaştırdığında yakıt tüketimindeki büyük miktardaki artış ile beraber yaklaşık %20 güç kaybı görülmektedir. Bu çalışmada doğal gaz yakıtlı bir kombine çevrim güç santralinin çevre sıcaklığına bağlı olarak performans parametrelerinin değişimi ve değişim miktarlarının analizi yapılmıştır
Termik santrallerde ve süreç için buhar üreten kazanlarda çevrim suyunun ya da kullanım suyunun k... more Termik santrallerde ve süreç için buhar üreten kazanlarda çevrim suyunun ya da kullanım suyunun kazana girmeden önce ısıtılması ve bunun için gerekli enerjinin ara buhar kullanılarak ya da yanma ürünlerindeki atık ısıdan yararlanılarak sağlanması yoluyla enerji kullanım verimliliğinin arttırılabileceği bilinen bir durumdur. Günümüz ekonomik koşullarında, hızla tükenmekte olan fosil yakıtların yerine temel elektrik yükünü karşılayacak yeni nesil nükleer santraller devreye girene kadar kazanların enerji dönüştürme verimliliklerinin iyileştirilmeleri daha önemli
hale gelmiştir. Fosil yakıtlardan, daha verimli kazanlarda elektrik veya süreç buharı üretilmesinin sağlanmasıyla çevreye zararlı baca gazı emisyonu, birim çıktı başına daha az olacaktır. Bu yolla özellikle CO2 emisyonu azalmasıyla Kyoto Sözleşmesi hükümlerine uyum da kolaylaşmış olacaktır. Bu bildiride, ekonomizer kullanılmasıyla ısıl verim artışının ne oranda olabileceği tekrar ele alınmakta ve bu yapılırken mühendislik
eğitiminde yer edinmiş ve dolayısıyla kazan imalat sanayinde çalışan mühendisler için de kaynak olabilecek Türkçe
bazı kitaplarda verilen verim bağıntılarındaki hatalara dikkat çekilmekte ve ayrıca düzeltilmiş bağıntı kullanılarak
elde edilen verim değerleri, Thermoflex yazılımı kullanılarak elde edilen değerlerle karşılaştırılmaktadır.
Günümüzde gelişmekte olan ülkelerin enerji ihtiyaçları her geçen gün sürekli olarak artmaktadır. ... more Günümüzde gelişmekte olan ülkelerin enerji ihtiyaçları her geçen gün sürekli olarak artmaktadır. Artan enerji talebi, yeni enerji santral yatırımlarıyla da sağlanabilmektedir. Fakat bunun yanında, mevcut santralların performanslarının iyileştirilmesi
yönüne gidilerek, artan talebin bir bölümünü karşılamak mümkündür. Özellikle az bir yatırım ile sağlanacak kapasite artışı, pik yüklerin karşılanmasında önemli bir avantaj sağlayabilmektedir. Bu çalışmada, doğal gaz ile çalışan bir gaz türbinli kombine çevrim santralının, günümüzde birçok kanıtlanmış teknolojiler kullanılarak, santral performansının artırılma yöntemleri incelenmiştir. Bu yöntemlerden; kompresör giriş havasının soğutulması, yanma odasının sıcaklığını düşürmek için buhar püskürtülmesi, ısı geri kazanım buhar jeneratörü girişinde destek brülörü kullanılmasıdır. Bu çalışmada referans olarak bir kombine çevrim santralinin çıkış gücü 268,7 MW olarak alınmıştır. Kompresör giriş havasının soğutulması için,
nemlendiricili (fogging) soğutma sistemi kullanılmış ve sonuç olarak kompresör gücü azaltılarak net çıkış gücü artırılmıştır.
Buna göre referans kombine çevrim santralına, Giriş Hava Soğutma (GHS) sistemi uygulandığında, çıkış net gücü %3
oranında arttığı görülmüştür. Gaz türbini yanma odasının sıcaklığını düşürerek, net güç artar ve NOx emisyonu azaltılır.
Dolayısıyla Buhar Püskürtme (BP) sistemi uygulandığında, çıkış net gücü %2,01 artış gösterdiği belirlenmiştir. Destek Brülörü (DB) kullanılması ile, ısı geri kazanım buhar jeneratörüne giren gazların sıcaklığı artar ve sonuç olarak da, buhar türbinine giden buhar miktarı artığı için net güç değeri yükselir. DB sistemi uygulamasıyla, çıkış net gücü %1,68 artırıldığı görülmüştür. Sonuç olarak; GHS, BP ve DB aynı anda sisteme uygulanmasıyla, çıkış net gücü referans sisteme göre
toplamda %5,14 artırılmış olduğu belirlenmiştir.
In this study sensitivity analysis is performed for single, dual and triple pressure heat recover... more In this study sensitivity analysis is performed for single, dual and triple pressure heat recovery steam generators in a combined cycle power plant. Steam pressure, evaporator pinch point and economizer approach temperature differences are taken as esign parameters. Temperature-Heat (T-Q) graphics of HRSG designs and the effects of design parameters to the plant efficiency, net power production and heat transfer areas are obtained. According to the results, increased steam pressure increases net power output and overall efficiency. Increased pinch point temperature and approach temperature difference decreases power output and efficiency. However, net heat transfer area is also decreases and it is directly related to the first investment cost of the HRSG. Therefore, approach temperature and pinch point temperature should be taken into account for the optimum design of heat recovery steam generators.
Gas turbine power plants operation performance is a function of ambient conditions. Gas turbines ... more Gas turbine power plants operation performance is a function of ambient conditions. Gas turbines are mass flow devices and the power production capacity is related to the mass flow rate of air passing through the turbine and ambient conditions. ,
The density of inlet air increases with decreasing the ambient air temperature thus, mass flow rate of compressor increases and which can be obtain high capacity and performance from gas urbine cycles. Because of high electric consumption in summer season, system power demand typically peaks during the ottest period of the day; this coincides with the periods when gas turbine generators in the system are at their lowest capacity. It has a vital importance in today’s competitive conomy to increase energy conversion efficiency and the productivity minimizing unit cost of products. Decreasing the inlet temperature of gas turbine is the simplest way to optimize the power output from gas turbines cycles and reducing NOx and CO2 emissions. As the results show that the power and efficiency improvements in the gas turbines are depends on reducing inlet air temperature. A simple gas turbine combined cycle power plant is simulated by Thermoflex software. In this study a fogging system and an absorption chiller system is commissioned before the air inlet of the compressor. Heat consumption of the absorption chiller is supplied from bled steam from steam cycle. Three cases; inlet air cooling with fogging, absorption chillers and without inlet air cooling are compared in case of net electricity production, net efficiency (LHV) of the power plant, water consumption, heat consumption and energy economy.
Gaz Türbinleri, gaz çevrimi yardımı ile gaz ve sıvı yakıtlardan; ulasım araçları için itki kuvvet... more Gaz Türbinleri, gaz çevrimi yardımı ile gaz ve sıvı yakıtlardan; ulasım araçları için itki kuvveti elde edilmesinde, ekonomik sektörler için ise elektrik ve ısı üretiminde kullanılan, her geçen gün önemi gittikçe artan enerji dönüsüm sistemleridir. Gaz türbinleri literatürde, kompresör, yanma odası ve gaz türbininden olusan gaz çevrim ısıl – güç sistemi ile es anlamlı olarak kullanılmaktadır. Gaz türbinleri hafif olmaları, az yer kaplamaları, hızlı yük degistirme ve manevra özelligine sahip olmaları nedeniyle, ilk asamada askeri jet ve hücum botlarda itki kuvvetti üreteci olarak kullanılmıstır. lk yıllarda türbin giris sıcaklıkları,
alasımlı kanat malzemesi dayanım sıcaklıklarında (650 – 800) tutulmustur. Bu durumda türbinde üretilen gücün tamamına yakını kompresör tarafından kullanıldıgından, geriye elektrik üretimi için fazla bir net is kalmamaktadır. Bu nedenle elektrik üretiminde sadece imdat sistemi veya küçük kapasiteli tepe yük güç üretim sistemi olarak kullanılmıstır. 1970’lerden itibaren gelistirilen yüksek performanslı kompresörler ve türbin kanat sogutma teknolojileri, gaz türbini kapasitesi ve giris ekserji düzeyeni arttırma olanagını dogurmustur. Diger taraftan birinci ve ikinci enerji krizleri ardından petrol fiyatlarındaki asırı artıs, artan
ekserji düzeyi ile gaz türbinlerini, çok amaçlı bilesik ısı – güç (Kojenerasyon) santralleri ve kombine çevrim santrallerinin ilk ünitesi olarak, tüm ekonomik sektörlerde kullanımı gittikçe artan bir konuma getirmistir. Bu gelismelerde çok basınçlı atık ısı kazanı teknolojilerinin gelistirilmesi de önemli rol oynamıstır. Bu çalısmada gaz türbini çevrim analizi ve çevrim optimizasyonu incelenmistir. Özellikle yakma havasının sogutulması ve
nemlendirilmesinin sistem performansına olan etkileri incelenmis ve irdelenmistir.
Gas turbine power plants, when compared to other power plants, due to their low investment cost, ... more Gas turbine power plants, when compared to other power plants, due to their low investment cost, fast load change characteristic, low installation time and releasing low harmful emissions with respect to coal fired power plants, in our country, especially with the support of private sector, were established and currently operate. According to 2030 electricity consumption projections, it is approximately twice of 2008 consumed electricity. On the other hand, power plants performance can be increased by taking some performance augmenter precautions and determine the best installation place for new ones. Ambient temperature, pressure and relative humidity in the air have a great effect on a plant performance. Therefore, the installation place of the gas turbine power plants should be chosen the most efficient energy conversion and the minimum payback time. In this study, in a gas turbine power plant, which is thought to be installed in Adana or Ankara, the effects of the environmental temperature, pressure and relative humidity is examined. Also, the effects of inlet air cooling on system performance are examined and by using payback period the appropriate installation place is determined. As a result of economical analysis on the base of payback time evaporative inlet air cooling application takes
257 days for Ankara conditions and 81 days for Adana conditions.
fbe.dpu.edu.tr
Energy crisis that is revealed by being exhausted of fossil fuels and the fact of global warming ... more Energy crisis that is revealed by being exhausted of fossil fuels and the fact of global warming up by increasing of CO2 that is the leading greenhouse gas has exposed the compulsory of research and application of new and clean energy technologies. Ultra super critical technology is the leading technology for this purpose and also utilizing Turkish lignite’s of pure quality.
Sıcak iklim kuşağında yer alan ülkeler için türbin giriş havası soğutulması verim artırımda öneml... more Sıcak iklim kuşağında yer alan ülkeler için türbin giriş havası soğutulması verim artırımda önemli bir etkendir. Verimliliği arttırmak, üretimi en üst düzeye çıkarmak ve böylece birim maliyeti en düşük düzeye indirmek günümüzün rekabetçi ortamında en can alıcı noktadır. Gaz türbininden üretilen enerji gücü ve verimi giriş sıcaklığa bağlıdır. yüksek ortam sıcaklıklarında, ISO standart koşulları (15 ºC) ile karşılaştırdığında yakıt tüketimindeki büyük miktardaki artış ile beraber yaklaşık %20 güç kaybı görülmektedir. Bu çalışmada doğal gaz yakıtlı bir kombine çevrim güç santralinin çevre sıcaklığına bağlı olarak performans parametrelerinin değişimi ve değişim miktarlarının analizi yapılmıştır
Termik santrallerde ve süreç için buhar üreten kazanlarda çevrim suyunun ya da kullanım suyunun k... more Termik santrallerde ve süreç için buhar üreten kazanlarda çevrim suyunun ya da kullanım suyunun kazana girmeden önce ısıtılması ve bunun için gerekli enerjinin ara buhar kullanılarak ya da yanma ürünlerindeki atık ısıdan yararlanılarak sağlanması yoluyla enerji kullanım verimliliğinin arttırılabileceği bilinen bir durumdur. Günümüz ekonomik koşullarında, hızla tükenmekte olan fosil yakıtların yerine temel elektrik yükünü karşılayacak yeni nesil nükleer santraller devreye girene kadar kazanların enerji dönüştürme verimliliklerinin iyileştirilmeleri daha önemli
hale gelmiştir. Fosil yakıtlardan, daha verimli kazanlarda elektrik veya süreç buharı üretilmesinin sağlanmasıyla çevreye zararlı baca gazı emisyonu, birim çıktı başına daha az olacaktır. Bu yolla özellikle CO2 emisyonu azalmasıyla Kyoto Sözleşmesi hükümlerine uyum da kolaylaşmış olacaktır. Bu bildiride, ekonomizer kullanılmasıyla ısıl verim artışının ne oranda olabileceği tekrar ele alınmakta ve bu yapılırken mühendislik
eğitiminde yer edinmiş ve dolayısıyla kazan imalat sanayinde çalışan mühendisler için de kaynak olabilecek Türkçe
bazı kitaplarda verilen verim bağıntılarındaki hatalara dikkat çekilmekte ve ayrıca düzeltilmiş bağıntı kullanılarak
elde edilen verim değerleri, Thermoflex yazılımı kullanılarak elde edilen değerlerle karşılaştırılmaktadır.
Günümüzde gelişmekte olan ülkelerin enerji ihtiyaçları her geçen gün sürekli olarak artmaktadır. ... more Günümüzde gelişmekte olan ülkelerin enerji ihtiyaçları her geçen gün sürekli olarak artmaktadır. Artan enerji talebi, yeni enerji santral yatırımlarıyla da sağlanabilmektedir. Fakat bunun yanında, mevcut santralların performanslarının iyileştirilmesi
yönüne gidilerek, artan talebin bir bölümünü karşılamak mümkündür. Özellikle az bir yatırım ile sağlanacak kapasite artışı, pik yüklerin karşılanmasında önemli bir avantaj sağlayabilmektedir. Bu çalışmada, doğal gaz ile çalışan bir gaz türbinli kombine çevrim santralının, günümüzde birçok kanıtlanmış teknolojiler kullanılarak, santral performansının artırılma yöntemleri incelenmiştir. Bu yöntemlerden; kompresör giriş havasının soğutulması, yanma odasının sıcaklığını düşürmek için buhar püskürtülmesi, ısı geri kazanım buhar jeneratörü girişinde destek brülörü kullanılmasıdır. Bu çalışmada referans olarak bir kombine çevrim santralinin çıkış gücü 268,7 MW olarak alınmıştır. Kompresör giriş havasının soğutulması için,
nemlendiricili (fogging) soğutma sistemi kullanılmış ve sonuç olarak kompresör gücü azaltılarak net çıkış gücü artırılmıştır.
Buna göre referans kombine çevrim santralına, Giriş Hava Soğutma (GHS) sistemi uygulandığında, çıkış net gücü %3
oranında arttığı görülmüştür. Gaz türbini yanma odasının sıcaklığını düşürerek, net güç artar ve NOx emisyonu azaltılır.
Dolayısıyla Buhar Püskürtme (BP) sistemi uygulandığında, çıkış net gücü %2,01 artış gösterdiği belirlenmiştir. Destek Brülörü (DB) kullanılması ile, ısı geri kazanım buhar jeneratörüne giren gazların sıcaklığı artar ve sonuç olarak da, buhar türbinine giden buhar miktarı artığı için net güç değeri yükselir. DB sistemi uygulamasıyla, çıkış net gücü %1,68 artırıldığı görülmüştür. Sonuç olarak; GHS, BP ve DB aynı anda sisteme uygulanmasıyla, çıkış net gücü referans sisteme göre
toplamda %5,14 artırılmış olduğu belirlenmiştir.
In this study sensitivity analysis is performed for single, dual and triple pressure heat recover... more In this study sensitivity analysis is performed for single, dual and triple pressure heat recovery steam generators in a combined cycle power plant. Steam pressure, evaporator pinch point and economizer approach temperature differences are taken as esign parameters. Temperature-Heat (T-Q) graphics of HRSG designs and the effects of design parameters to the plant efficiency, net power production and heat transfer areas are obtained. According to the results, increased steam pressure increases net power output and overall efficiency. Increased pinch point temperature and approach temperature difference decreases power output and efficiency. However, net heat transfer area is also decreases and it is directly related to the first investment cost of the HRSG. Therefore, approach temperature and pinch point temperature should be taken into account for the optimum design of heat recovery steam generators.
Gas turbine power plants operation performance is a function of ambient conditions. Gas turbines ... more Gas turbine power plants operation performance is a function of ambient conditions. Gas turbines are mass flow devices and the power production capacity is related to the mass flow rate of air passing through the turbine and ambient conditions. ,
The density of inlet air increases with decreasing the ambient air temperature thus, mass flow rate of compressor increases and which can be obtain high capacity and performance from gas urbine cycles. Because of high electric consumption in summer season, system power demand typically peaks during the ottest period of the day; this coincides with the periods when gas turbine generators in the system are at their lowest capacity. It has a vital importance in today’s competitive conomy to increase energy conversion efficiency and the productivity minimizing unit cost of products. Decreasing the inlet temperature of gas turbine is the simplest way to optimize the power output from gas turbines cycles and reducing NOx and CO2 emissions. As the results show that the power and efficiency improvements in the gas turbines are depends on reducing inlet air temperature. A simple gas turbine combined cycle power plant is simulated by Thermoflex software. In this study a fogging system and an absorption chiller system is commissioned before the air inlet of the compressor. Heat consumption of the absorption chiller is supplied from bled steam from steam cycle. Three cases; inlet air cooling with fogging, absorption chillers and without inlet air cooling are compared in case of net electricity production, net efficiency (LHV) of the power plant, water consumption, heat consumption and energy economy.
Gaz Türbinleri, gaz çevrimi yardımı ile gaz ve sıvı yakıtlardan; ulasım araçları için itki kuvvet... more Gaz Türbinleri, gaz çevrimi yardımı ile gaz ve sıvı yakıtlardan; ulasım araçları için itki kuvveti elde edilmesinde, ekonomik sektörler için ise elektrik ve ısı üretiminde kullanılan, her geçen gün önemi gittikçe artan enerji dönüsüm sistemleridir. Gaz türbinleri literatürde, kompresör, yanma odası ve gaz türbininden olusan gaz çevrim ısıl – güç sistemi ile es anlamlı olarak kullanılmaktadır. Gaz türbinleri hafif olmaları, az yer kaplamaları, hızlı yük degistirme ve manevra özelligine sahip olmaları nedeniyle, ilk asamada askeri jet ve hücum botlarda itki kuvvetti üreteci olarak kullanılmıstır. lk yıllarda türbin giris sıcaklıkları,
alasımlı kanat malzemesi dayanım sıcaklıklarında (650 – 800) tutulmustur. Bu durumda türbinde üretilen gücün tamamına yakını kompresör tarafından kullanıldıgından, geriye elektrik üretimi için fazla bir net is kalmamaktadır. Bu nedenle elektrik üretiminde sadece imdat sistemi veya küçük kapasiteli tepe yük güç üretim sistemi olarak kullanılmıstır. 1970’lerden itibaren gelistirilen yüksek performanslı kompresörler ve türbin kanat sogutma teknolojileri, gaz türbini kapasitesi ve giris ekserji düzeyeni arttırma olanagını dogurmustur. Diger taraftan birinci ve ikinci enerji krizleri ardından petrol fiyatlarındaki asırı artıs, artan
ekserji düzeyi ile gaz türbinlerini, çok amaçlı bilesik ısı – güç (Kojenerasyon) santralleri ve kombine çevrim santrallerinin ilk ünitesi olarak, tüm ekonomik sektörlerde kullanımı gittikçe artan bir konuma getirmistir. Bu gelismelerde çok basınçlı atık ısı kazanı teknolojilerinin gelistirilmesi de önemli rol oynamıstır. Bu çalısmada gaz türbini çevrim analizi ve çevrim optimizasyonu incelenmistir. Özellikle yakma havasının sogutulması ve
nemlendirilmesinin sistem performansına olan etkileri incelenmis ve irdelenmistir.
Gas turbine power plants, when compared to other power plants, due to their low investment cost, ... more Gas turbine power plants, when compared to other power plants, due to their low investment cost, fast load change characteristic, low installation time and releasing low harmful emissions with respect to coal fired power plants, in our country, especially with the support of private sector, were established and currently operate. According to 2030 electricity consumption projections, it is approximately twice of 2008 consumed electricity. On the other hand, power plants performance can be increased by taking some performance augmenter precautions and determine the best installation place for new ones. Ambient temperature, pressure and relative humidity in the air have a great effect on a plant performance. Therefore, the installation place of the gas turbine power plants should be chosen the most efficient energy conversion and the minimum payback time. In this study, in a gas turbine power plant, which is thought to be installed in Adana or Ankara, the effects of the environmental temperature, pressure and relative humidity is examined. Also, the effects of inlet air cooling on system performance are examined and by using payback period the appropriate installation place is determined. As a result of economical analysis on the base of payback time evaporative inlet air cooling application takes
257 days for Ankara conditions and 81 days for Adana conditions.
fbe.dpu.edu.tr
Energy crisis that is revealed by being exhausted of fossil fuels and the fact of global warming ... more Energy crisis that is revealed by being exhausted of fossil fuels and the fact of global warming up by increasing of CO2 that is the leading greenhouse gas has exposed the compulsory of research and application of new and clean energy technologies. Ultra super critical technology is the leading technology for this purpose and also utilizing Turkish lignite’s of pure quality.