ガスタービンサイクル発電所のエクセルギー分析：エジプトの発電所に関するケーススタディ

要約 本研究では、エジプトのアッシウトに位置する高温条件下で運転されているガスタービン発電所のエクセルギー分析を示します。本研究の目的は、単純なガスタービンサイクルの性能を評価し、熱力学的非効率の発生源を特定することであり、分析の基礎として熱力学の第二法則を用います。この目的を達成するために、プラントの制御システムから得られた実際の運用データを利用してEESソフトウェアでモデルを開発しました。調査は、周囲温度の変化がエクセルギー効率、エクセルギー破壊、およびサイクルの正味出力に与える影響に焦点を当てました。結果は、燃焼室が最も高いエクセルギー破壊を占めており、85.22%に達することを明らかにしました。次いで圧縮機が8.42%、タービンが6.36%となりました。システム全体のエネルギー効率とエクセルギー効率はそれぞれ28.8%と27.17%と決定されました。さらに、本研究では、周囲温度を0から45°Cに上昇させることがシステムの性能に与える影響を調査しました。温度が上昇するにつれて、全体のエクセルギー効率は27.91から26.63%に低下しました。同時に、総エクセルギー破壊は126,407から138,135 kWに増加しました。さらに、同じ周囲温度範囲で正味出力は88,084から84,051 kWに減少しました。これらの結果は、周囲温度がガスタービン発電所の熱力学的性能に与える重要な影響を強調しています。温度が上昇すると、より多くのエクセルギーが失われ、効率が低下し、正味出力が減少します。したがって、燃焼室の設計を最適化することは、暑い気候条件の悪影響を軽減するために重要です。本研究から得られた知見は、暑い気候で運用されるガスタービン発電所の設計と運用を改善するために利用できます。