چکیده: توربین گازی یکی از ماشین های تولید توان می باشد که امروزه در صنایع مختلف از جمله نیروگاه ها، پالایشگاه ها و صنایع نفت و گاز کاربرد فراوانی یافته اند. از آن جایی که درصد بالایی از توان مورد نیاز کشور، در نیروگاه های گازی تامین می گردد و با توجه به این موضوع که انرژی مورد نیاز این نیروگاه ها سوخت های فسیلی هستند، لذا بهبود عملکرد این نیروگاه ها بسیار حائز اهمیت می باشد. هدف اصلی در این تحقیق، تحلیل انرژتیک و اگزرژتیک نیروگاه توربین گازی و ارائه راهکاری برای بهبود کارایی و عملکرد توربین گازی مورد مطالعه می باشد. سیکل گازی مورد مطالعه در این پایان نامه مربوط به نیروگاه قم می باشد که شامل 4 واحد گازی ساخت شرکت Mitsubishi ژاپن مدل MW-701D با ظرفیت اسمی هر یک MW 5/128 و در مجموع MW 514 می باشد. در پایان نامه حاضر، پس از مدل سازی سیکل گازی و ترکیبی با استفاده از نرم افزار ترموفلو، به تحلیل انرژی و اگزرژی سیکل گازی پرداخته می شود. در ادامه تاثیر تغییر شرایط محیط و سطوح بار توربین گاز بر عملکرد سیکل گازی و کل نیروگاه بررسی می شود. سپس به ارزیابی فنی و اقتصادی استفاده از سه نوع سیستم خنک کاری هوای ورودی به کمپرسور در شش ماه گرم سال و تاثیر استفاده از آن ها بر عملکرد سیکل گازی مورد بررسی قرار می گیرد که در نهایت با توجه به شرایط فنی و اقتصادی و شرایط محیطی منطقه قم، سیستم خنک کاری فاگ به عنوان سیستمی مناسب جهت بهبود عملکرد در این نیروگاه انتخاب و معرفی می گردد. با استفاده از سیستم فاگ در نیروگاه قم، توان خالص خروجی از سیکل گازی و نیروگاه به ترتیب به میزان 15/11 و 08/8 درصد، بازده انرژی و اگزرژی سیکل گازی به ترتیب 64/3 و 61/3 درصد افزایش می یابد و میزان آلایندگی هوا توسط 77/0 درصد کاهش می یابد. در ادمه به بهینه سازی دو هدفه سیکل گازی نیروگاه قم توسط الگوریتم ژنتیک و با استفاده از نرم افزار مطلب و در شش ماه سرد سال پرداخته می شود. توابع هدف، بازده اگزرژی و هزینه های مربوط به سیکل گازی شامل هزینه تعمیر و نگه داری، هزینه سوخت مصرفی و هزینه تخریب اگزرژی می باشد. نتایج نشان می دهد که با افزایش بازده اگزرژی سیکل گازی، هزینه های آن نیز افزایش پیدا می کند.