Dört kademeli pistonlu tip bir CO2 kompresör sisteminde enerji ve ekserji analizi / Energy and exergy analysis of a four staged reciprocating CO2 compressor system

Abstract

Günümüzde enerji ve enerji verimliliği oldukça önem kazanmıştır. Bundan dolayı işletmelerin ihtiyacına en uygun sistemleri belirlemek ve bu sistemleri istenilen parametrelerde ve performansta çalıştırmak önemli bir husustur. Bu amaçla sistemlerde enerji ve ekserji analizi yapmak gerekir. Bu çalışmada, öncelikle örnek uygulama tanıtılmış ve termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarına göre enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Sistem teorik yönden incelenmiş, birinci yasaya göre kütle ve enerji, ikinci yasaya göre tersinmezlik, ekserji ve ekserji verimliliği denklemleri oluşturulmuştur. Daha sonra sistemde günlük sıcaklık, basınç, debi ve güç parametreler verilerine göre analizler yapılmış ve yapılan analizlerin sonuçları tablo ve grafikler halinde sunulmuş ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Kompresörlerde adyabatik verim değerleri % 75 ile 88 arasında değişmektedir. Kompresörlerde birinci yasa verimi de ortalama % 78 civarındadır. Toplam tersinmezliğin yaklaşık % 54' ü kompresör, % 45 ara soğutucuda ve % 1 de glikol kulesinde gerçekleşmiştir. Ekserji verimi yönünden değerlendirildiğinde, kompresörün ekserji verimi % 85 civarında, buna karşın ara soğutucuda % 28 ve glikol kulesinde % 26 civarında bulunmuştur. Sistemin tamamında ise % 80 civarında ekserji verimi bulunmuştur. Dolayısıyla sistemin geneli için sonuçların tatminkar olduğunu söylenebilir. Çalışmanın sonunda varılan sonuçlar sıralanmış ve enerji, verimlilik ve işletme performansını arttırmaya dönük öneriler ile çevre üzerindeki etkileri kısaca sunulmuştur. Sonuç olarak yapılan analiz elde edilen sonuçlar ileride konu ile ilgili çalışma yapmak isteyenlere katkı sunabilir. Nowadays, energy and energy efficiency has been appreciated. Therefore, to determine most convenient mechanical systems to meet companies needs and to operate them at proper parameters and performance is a significant subject. In this thesis, previously, a four staged CO2 compressor system has been investigated and analyzed using 1st and 2nd law of thermodynamics. System firstly, analyzed according to1st law, mass and energy and then with 2nd law, irreversibility, exergy productivity and exergetic efficiency equations have been constituted. Afterwards, the system has been analyzed with daily operating temperature, pressure, flow ratio and electrical panel power parameters data and then obtained results have been presented by tables and graphics and the results are evaluated. The adiabatic efficiency of compressors have been found between 75-88% and their 1st law average efficiency is approximately 78%. 54 percent of whole irreversibility for compressors, 45 percent for gas cooler and 1 percent for CO2 dehydrator, have been calculated. In point of exergy, the compressor exergetic efficiency is about % 85. Nevertheless for gas cooler is about 28% and for CO2 dehydrator is 26%. In addition, for whole system exergetic efficiency has been found 80%. Therefore, It may be declared that the results are satisfactory for whole system. Finally, the obtained results have been listed in order. Proposal about enhancing performance of energy, exergy, efficiency, productivity and operating conditions have been presented. As a result, analysis results may contribute to academicians and the others who plan to study on this subject in the future.