Türbin tesislerinde sistem verimine etki eden önemli parametrelerin çıkarılması

Abstract

Bu tezde buharın termodinamik özellikleri, ampirik buhar verisi ve termodinamik ilişkilere dayanarak, regresyon (eğri-bulma) denklemleri ile matematiksel modellenmiştir. Bu analitik denklemler daha sonra bilgisayarla buharın termodinamik durumlarının sürekli bir şekilde, tam ve hassas termodinamik tanımı için programlanmıştır. Bunun yanısıra, rejeneratif Rankine çevrimi veriminin simülasyonu için bir matematik model geliştirilmiştir. Her çevrim prosesi, termodinamik kanun ve prensiplerine dayalı denklemlerle modellenmiştir. Daha sonra, bilgisayara uyarlanmış buhar durum denklemlerini de katarak, çeşitli sayıda besleme suyu ısıtıcıları ile değişik çekim şartlarıyla tanımlanan çeşitli rejeneratif Rankine çevrimleri için, bilgisayarla bir çevrim verim analizi geliştirilmiştir. Sonuçta nümerik simülasyon verimleri, değişik Rankine çevrimleri için optimum çekme şartlarını saptamak için derlenmiş ve analiz edilmiştir.

This thesis establishes a formal, yet practical, general framework for the performance analysis of Rankine cycles in steam power plants. The problem which is tackeled in this study, is a mathematically intractable problem, because of its explosive nature (i.e., high number of alternatives in its performance evaluation). The solution technique used here, modelling and simulation approach, proves itself to be a very efficient and effective from the observed results. The output of the thesis are twofold: First of all, it provides a complete and an accurate computerized representation for thermodynamic states of steam. This is achieved by consolidating and modelling the thermodynamic properties of steam with regression equations based on thermodynamic relations and empirical data for steam. Next, these analytical expressions are put into a computer program to describe thermodynamic states of steam with continuity. Furthermore, a computerized Performance Analysis of Steam Turbines that we refer as PAST, is developed. This is done by developing a mathematical model for the simulation of regenerative Rankine cycle performance. For this purpose first, each cycle process is captured into a model with equations from thermodynamics laws and principles. Then, a computerized analysis of cycle performance, iiicomprising the above mentioned computerized thermodynamic states of steam, is developed for various regenerative Rankine cycles, each with different numbers of feedwater heaters and extraction conditions. Upon experimentation with PAST for numerious times, the obtained numerical simulation performances are compiled and consolidated to analyze and to determine the optimum conditions (e.g., extraction) for the various regenerative Rankine cycles.