الملخص

تم في هذا العمل تقسيم تحطيم الإكسيرجي الحادث في كل عنصر من عناصر وحدة توربينات غازية في محطة كهرباء السرير في ليبيا، الى تحطيم داخلي وآخر خارجي، وذلك بهدف الحصول على تقييم ديناميكي حراري عقلاني لاداءها. تتكون المحطة من ثلاث وحدات توربينية غازية سيمنز، نوع SGT5-PAC 4000F، كل وحدة بسعة 285 ميجاوات، تحتوي على العناصر المتعارف عليها الثلاثة (ضاغط الهواء وغرفة الاحتراق والتوربينات). لا يقتصر سبب التحطيم الكلي للإكسيرجي على القصور في أداء العنصر المراد تقييم أداه فقط، بل يحدث أيضا بسبب تأثير القصور الحادث في العناصر الأخرى على ذلك العنصر. يحدث التحطيم الداخلي للإكسيرجي عندما تعمل العناصر الأخرى للمنظومة بشكل مثالي دون أي تحطيم للإكسيرجي بينما يعمل العنصر المعني بحالته الطبيعية. يمكن حساب التحطيم الخارجي في كل عنصر من عناصر المنظومة بطرح التحطيم الداخلي من التحطيم الكلي للإكسيرجي. لذلك يجب الأخذ في الاعتبار عند اتخاذ القرارات بتحسين الأداء الديناميكي الحراري للمنظومة إلى مبدأ تقسيم التحطيم الكلي للإكسيرجي إلى تحطيم داخلي وآخر خارجي. يتم ايضا تقسيم تحطيم الإكسيرجي إلى تحطيم يمكن تجنبه وآخر لا يمكن تجنبه، ومن تم يمكن تقسيم كل منها إلى تحطيم داخلي وآخر خارجي. حيث يمكن تجنب جزء فقط من تحطيم الإكسيرجي، بينما لا يمكن تجنب الباقي لأمور اقتصادية وأخرى تكنولوجية. أظهرت النتائج أنه بالنسبة للضاغط، فإن 82٪ من تحطيم الإكسيرجي داخلي و 18٪ تحطيم خارجي، و للتوربينة الغازية، 96.6٪ من تحطيم الإكسيرجي داخلي و 3.4٪ تحطيم خارجي، و لغرفة الاحتراق، 69.60٪ من تحطيم الإكسيرجي داخلي و 30.40٪ تحطيم خارجي. أي أن 75.82 ميجاوات من تحطيم الإكسيرجي في غرفة الاحتراق خارجي المنشأ، وبالتالي يجب تحسين أداء المكونين الآخرين (الضاغط والتوربينات) أو استبدالهما لرفع الأداء الديناميكي الحراري لغرفة الاحتراق. النتائج الأخيرة لا يمكن تمييزها دون تقسيم التحطيم الكلي للإكسيرجي إلى جزء داخلي وآخر خارجي.

ABSTRACT

In this work, the total exergy destruction in a component of a system is split into endogenous and exogenous parts to assess the thermodynamic performance of a gas turbine unit, which is located in the SARIR power station, in Libya. The power station consists of three units, Siemens gas turbines, type SGT5-PAC 4000F, each unit with 285 MW rated capacity with the three ordinary components (air compressor, combustion chamber and turbine) is considered.
The total exergy destruction is not only due the deficiency of that component, but also occurs by the deficiencies of the remaining components. The endogenous exergy destruction takes place when the other components of the system work perfectly without any exergy destruction, and the considered component works with its normal condition. Splitting the total exergy destruction into endogenous and exogenous parts must be considered when decision is made to enhance the thermodynamic performance of a system. The exergy destruction can be split into an avoidable and unavoidable exergy destruction, each of them can be split into an endogenous and exogenous exergy destruction. Only part of the exergy destruction can be avoided, the remaining cannot be avoided due to economic issues and technological limit.
The results show that for the compressor, 82% of the exergy destruction is endogenous and 18% is exogenous exergy destruction, for the gas turbine, 96.6% of the exergy destruction is endogenous and 3.4% is exogenous exergy destruction and for the combustion chamber, 69.60% of the exergy destruction is endogenous and 30.40% is exogenous exergy destruction. That is, 75.82 MW of the exergy destruction in the combustion chamber is exogenous, hence the performance of the other two components (compressor and turbine) must be improved or replaced to elevate the thermodynamic performance of the combustion chamber. The later finding cannot be recognized without splitting the total exergy destruction into endogenous and exogenous exergy destruction.