Performance Analysis of a Combined Cycle Power Plant with Simultaneous Cooling of Inlet Air Streams to the Compressor and Condenser
PDF

Keywords

absorption refrigeration
combined cycle power plant
gas turbine power plant
steam turbine power plant
psychrometric processes
waste heat utilization

Abstract

This  paper  presents  the  thermodynamic  performance  analysis  of  an  existing  combined  cycle  power  plant  to  be  retrofitted  with  a  waste  heat  driven  aqua  lithium  bromide  absorption  refrigerator  for  cooling  the  inlet  air  streams  to  the  compressor  and  air-cooledsteam  condenser.  The  power  plant  is  located  in  the  hot  and  humid  tropical  region  of  Nigeria,  latitude  4°45′N  and  longitude  7°00′E.  This  was  achieved  by  performing  energy  and  exergy  analysis  of  the  integrated  system.  Using  the  operating  data  of  the  existing  combined  cycle  power  plant,  the  results  of  the  analysis  showed  that  by  cooling  the  inlet  air  streams  to  15oC  at  the  compressors,  and  to  29oC  at  the  air-cooledsteam  condenser,  the  net  power  output,  thermal  and  exergy  efficiencies  of  the  combined  cycle  plant  increased  by  7.7%,  8.1%  and  7.5%  respectively  while  the  plant  total  exergy  destruction  rate  and  specific  fuel  consumption  dropped  by  10.8%  and  7.0%  respectively.  The  stack  flue  gas  exit  temperature  reduced  from  126oC  to  84oC  in  the  absorption  refrigerator,  thus  reducing  the  environmental  thermal  pollution.  The  COP  and  exergy  efficiency  of  the  refrigeration  cycle  was  0.60  and  27.0%,  respectively.  Results  also  show  that  the  highest  rate  of  exergy  destruction  in  the  combined  cycle  power  plant  occurred  in  the  combustion  chamber  while  the  highest  rate  of  exergy  destruction  in  the  absorption  refrigeration  cycle  occurred  in  the  evaporator  followed  by  the  absorber.

PDF