تحلیل اگزرژی از قانون دوم ترمودینامیک نشات گرفته و جهت تحلیل، طراحیو ارتقاءسیستمهای انرژی و دیگر سیستمها مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش مدل¬سازی سیکل بخار نیروگاه شهید رجایی به عنوان یک نیروگاه مناسب جهت انجام بازتوانی به روش گرمایش آب¬تغذیه صورت گرفته، بازدهی اگزرژی سیکل به عنوان تابع هدف برای بهینه¬سازی مد نظر بوده¬است. با استفاده از معادلات تعادل اگزرژی و سایر روابط، مقادیر انهدام و بازدهی اگزرژی در همه اجزا محاسبه شده و به وسیله آن مقدار بازدهی اگزرژی کل سیکل به دست آمده¬است. نهایتاً حساسیت تابع هدف در اثر تغییرات دبی زیرکش توربین¬های بخار موجود مورد بررسی قرار گرفته و بهینه¬ترین مقدار دبی با روش الگوریتم ژنتیک به¬دست آمده¬است. با در نظر گرفتن تغییرات اعمالی، مشخصات توربین گاز مورد نیاز برای تامین گرمایش زیرکش-ها نیز محاسبه شده¬است. با اعمال این روش در نیروگاه مورد بررسی، اضافه کردن یک توربین گاز 25 مگاواتی می تواند بازدهی حرارتی و اگزرژی نیروگاه را تا 5 درصد افزایش داده که در نتیجه آن توان تولیدی کل سیکل نیز 7 درصد افزایش پیدا می¬یابد. نتایج بررسی اقتصادی و بازگشت سرمایه این روش-ها قابلیت اجرای آنها را به صورت عملی تائید می کند.