Geri Dön

Combined heat and power plants

Bileşik ısı-güç santralleri

  1. Tez No: 21911
  2. Yazar: FİKRET DEĞERCAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NİLÜFER EĞRİCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1992
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 108

Özet

ÖZET BİLEŞİK ISI GÜÇ SANTRALLERİ Gelişen bir ülke olarak Türkiye, zengin hidrolik güç ve linyit kaynaklarına, sınırlı petrol, gaz ve kömür kaynaklarına ve önemli ölçüde jeotermal potansiyele sahiptir. Fakat, barajların ve linyit kullanılan tesislerin inşaasının fizibilitesi, petrol ve gazın sınırlı potansiyeli göz önüne alındığında, Türkiye'nin enerji kaynaklarını ithal etmesi gerektiği sonucu ortaya çıkmaktadır. 1970'lerde petrol krizlerinin ortaya çıkardığı belir sizlikler, etkiler devam etmektedir. Bu durum, Türkiye enerji pazarını; güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını, ısıl değer, fiyat, ulaşım ve hava temizliği açısından daha avantajlı olan doğal gaz gibi yeni enerji kaynaklarını araştırmaya ve genel olarak enerjinin daha iyi kullanılmasına itmiştir. Sonuncu ile ilgili olarak istenilen sonucu elde etmek için birçok yöntem vardır. Örneğin ısı kaynaklarının verimliliklerinin iyileştirilmesi, atık maddelerin yakıt olarak değerlendirilmesi ve bu çalışmada ele alman doğal gazla ısı ve gücün birlikte üretilme- si [1]. Isı ve gücün birlikte üretilmesi ile enerji maliyetleri önemli ölçüde azaltılabilir. Bundan dolayı, bileşik ısı-güç üretimi için Türkiye' de büyük bir potansiyel mevcuttur. Çalışmanın birinci bölümünde, termik güç santralleri hakkında kısa bilgi verildikten sonra bu konudaki çeşitli sistemlerin verimlilikleri incelenmiştir. İkinci bölümde ise önce endüstriyel bileşik ısı-güç santralları gerekli şekillerle tanımlanmıştır. Bunu takiben bileşik ısı-güç santralları kendi içerisinde detaylı bir şekilde sınıflandırılmıştır. Bu klasifikasyonda temel olarak iki çevrim (gaz ve buhar çevrimleri) gözönüne alınmıştır. Gaz çevriminin ana elemanlarından olan gaz türbinleri endüstriyel ve uçak tipi olmak üzere iki gruba ayrılmış ve bunlar verim, ömür, bakım açılarından karşılaştırılmıştır.Bilindiği üzere gaz türbinlerinden buhar enjeksiyonu yapılması fikri 20. asrın başlarında ortaya atılmış ve teknolojinin gelişmesiyle özellikle 80'li yıllarda önem kazanmaya başlamıştır. Çevreyi kirletici N0x değerlerinin azaltılması ve yazın sıcak günlerde türbinlerden elde edilen gücün arttırılması için yapılan buhar enjeksiyonun tarihçesi, yapılma amacı ve buhar enjeksiyonu miktarı, bu konudaki kısıtlayıcı limitler, günümüzdeki uygulamaları ve çeşitli buhar enjeksiyon konfigürasyonları şekiller ve diyagramlarla birlikte detaylı olarak ele alınmıştır. Gaz çevriminin ana elemanlarından diğer biriside atık ısı kazanları hakkında temel bilgiler verildikten sonra bu konudaki çeşitli sistemler şekillerle açıklanmış, herbirinin verimlilikleri, elde edilen buhar miktarı, konuyla ilgili limitler incelenmiştir. Buhar çevriminden ise arabuhar almalı-kondansörlü bu har türbinleri ile karşı basınçlı buhar türbinlerinin özellikleri belirtilmiş ve sanayiden birde örnek verilmiştir. Her işletmenin elektrik ve buhar ihtiyaçları birbirinden farklı olacağı için anlatılan bileşik ısı-güç üre timi konfigürasyonlardan en uygun olanın seçilmesi gerekmektedir. Son bölümde teknik olarak 4 tane sistemin bir birleriyle mukayesesi yapılmış olup ekonomik analiz konusunda endüstriden bir örnek ile açıklanmıştır. Üçüncü bölümde endüstriden örnek uygulama olarak Seka Balıkesir Müessesi incelenmiştir. İşletme hakkında genel bilgiler yerleşim planı ile birlikte verildikten sonra elektrik, su, buhar ve yakıt ihtiyaçları dizayn miktarları verilmiştir. Buhar ihtiyacı mevcut iki adet kazan dan elde edilmektedir. Bu kazanları buhar üretim miktarları, buhar üretim koşulları ve akış diyagramlarıda ayrıca anlatılmıştır. İşletmede karşı basınçlı buhar türbininden hangi koşullar altında ne kadar elektrik enerjisi elde edildiği akış diyagramlarıyla verilmiş olup ayrıca acil durumlarda kullanılan dizel generatörlerden de bahsedilmiştir. Çalışmanın ilerleyen kısımlarında işletme deki kağıt üretim ve bunun için harcanmış olan elektrik ve buhar ve fueloil miktarları 1987' den 1991' e kadar incelenmiş ve grafiklerle gösterilmiştir. 1990 yılında kuruluş kapasitesine yakın değerde üretim gerçekleştirildiğinden 1990 yılı buhar üretim-tüketim değerleri, işletmede üretilen ve TEK' den sağlanan elektrik enerjisi miktarları grafiklerle gösterilmiştir. Enerji muhasebesin- deki önemli kavramlardan biriside birim üretim başına enerji tüketimidir. Aynı sektörde çalışan yurt içi ve yurt dışı firmalarla karşılaştırma olanağı sağlayan özgül enerji tüketiminden yıl boyunca aylara göre dağılımıçıkarılmıştır. Ayrıca elektrik enerjisi için TEK' e öde nen para ve enerji masraflarının sınai maliyetteki payıda gösterilmiştir. Hava kirliliğini önleme ekonomik sebepler gözönüne alındığında mevcut kazanların doğal gaza geçişi ile ilgili hangi modifikasyonların gerekeceği, gerekli yatırımın yaklaşık maliyeti ve buhar üretim maliyetindeki düşüş miktarlarıda incelenmiştir. İşletmede doğal gaza geçiş olayı mevcut sisteme yeni bir gaz türbini ve atık ısı kazanı eklenmesiyle mümkün ola bilecektir. Elektrik enerjisinin işletmede üretilmesi ile enerji maliyetlerinin düşüp düşmeyeceği ayrıntılı bir şekilde dördüncü bölümde incelenmiştir. Dördüncü bölümde, daha önce üçüncü bölümde incelenmiş olan işletmenin 1990 yılı verilerine göre fiili elektrik enerjisi ihtiyacı 32 MW ve buhar ihtiyacı yılda yaklaşık 480000 tondur. Kombine çevrimin akış diyagramı ve t-s diyagramı verildikten sonra teknik hesaplara geçilmiştir. Gaz çevriminde maximum iş ve maximum verim ifadelerine göre, özgül iş verim, kompresör hava sıkıştırma oranları hesaplanmış ve seçilmiş olan gaz türbini çıkış sıcaklığına göre uygun performans değerleri tesbit edilmiştir. Gaz çevriminden elde edilecek olan 26 MW elektrik enerjisinin 22 MW' ı buhar enjeksiyonsuz elde edileceğin den bu miktara göre egzos hava debisi ve 1KW elektrik enerjisi için harcanan ısı enerjisi hesaplanmıştır. Gaz türbininin performansını etkileyen parametrelerden kompresör hava sıkıştırma oranı ve çevre sıcaklığının elde edilen tür bin çıkış sıcaklığı, net iş ve verim değerlerine etkiside grafiklerle gösterilmiştir. Doğal gazın alt ısıl değeri, özgül ağırlığı tesbit edildikten sonra ısıl güç hesaplanmış ve bunu karşılamak için gerekli doğal gaz miktarı ve hava fazlalık katsayısı bulunmuştur. Hesapların gerçeğe daha yakın olması için sıcaklığa göre sabit basınçta ki özgül ısı değerlerinin değişimide gözönüne alınmış ve gaz türbini performans değerlerinin değişimi türbin çıkış sıcaklığına göre tablo halinde verilmiştir.Buhar enjeksiyonu ile elde edilecek olan güç ve verim ifadeleri sadece gaz debisindeki artış gözönüne alınarak hesaplanmış ve grafiklerle gösterilmiştir. Gaz türbini egzos gazı ile atık ısı kazanında üretilecek buharın cinsi ve miktarı hesaplandıktan sonra gaz türbini egzos gazı ile atık ısı kazanında üretilecek buharın cinsi ve miktarı hesaplandıktan sonra gaz türbini çıkış sıcaklıklarının değişimiyle atık ısı kazanı performans değerlerinin nasıl bir değişim gösterdiği grafiklerle verilmiştir. Buhar çevriminden elde edilecek güç miktarı hesaplandıktan sonra yapılan teknik hesaplar bir tabloda verilmiş tir. Yapılan çalışmanın daha gerçekçi olması için isim verilmeksizin 2 tane alternatif bileşik ısı güç santralının performans değerleri, akış diyagramları mevcut sisteme, adaptasyonu ile ilgili yerleşim planı gösterilmiştir. Günümüz şartları gözönüne alınarak işletmeye en uygun alternatifin ekonomik analizi yapılmış olup, yatırım programı, yatırımla ilgili finans programı, kredi geri ödemeleri tablolar halinde sunulduktan sonra, yıllara göre elektrik enerjisi üretim maliyeti, özkaynak bazında iç kararlılık oranı ve yatırımın geri ödeme süresi hesaplanmıştır. Beşinci ve son bölümde ise yapılan analizlerin sonuçları konuyla ilgili öneri ve hatırlatmalarda bulunulmuş tur. İşletmedeki mevcut kazanların doğal gaza dönüşümü sonucunda fueloil in ısıtılması pompalanması, otomizasyonu, kurum üfleme için gerekli buhar ve bunlara tekabül eden demineralize su olayı doğal gazda sözkonusu olmayacağı için elde edilecek buharın maliyetinin ne kadar daha düşük ola cağı hesaplanmıştır. Gerekli modifikasyonların firmanın yardım ve onaylarıyla yapılması gerektiği hatırlatılmıştır. Enerji masraflarının düşürülebilmesi için önerilen mevcut sisteme endüstriyel gaz türbini ve atık ısı kazanı ilavesiyle işletme elektrik enerjisi ve proses buharını tamamen kendisi üretecektir. Yatırımla ilgili olmak üzere yatırımın maliyet geri ödeme süresi, Özkaynak bazında iç karlılık oranı hesaplanmış ve elde edilen elektrik enerji si maliyetinin T.E.K' den sağlanan elektrik enerjisi fiyatı ile mukayesesi yapılmıştır.Ayrıca bileşik ısı-güç üretiminin Türkiye'deki uygu lamalarındaki bazı zorluklar tesbit edildikten sonra, bu sorunların nasıl ortadan kaldırılacağı konusunda bazı önerilerde bulunulmuştur.

Özet (Çeviri)

SUMMARY COMBINED GAS /STEAM TURBINE PLANTS In this study, after giving a brief information about the thermal power plants, several systems efficiency have been examined in the first chapter. In the second chapter, industrial combined gas/steam turbine plants and various types of combined cycles have been explained with details. Seka-Balikesir Paper Mill chosen as a practical example in study. At the beginning of the third chapter, the plant energy consumptions have been analysed from 1987 to 1991, and electricity and steam demands have been determined according to the year of 1990' s data. Concer ning the enviroment protection and economics, modif ica:ions of existing boilers for natural gas usage has been examined. Energy cost is 33 % in the manufacturing of paper cost. The energy cost will be reduced, fitting a gas turbine of 26 MW and a heat recovery boiler to the existing system. In the fourth chapter, the proposed system analysis performed with necessary formula and graphics. The systems parts selection and the investment economic analysis has been also presented. In the fifth chapter, conclusion and discussion have been given. xn

Benzer Tezler

  1. Tez No

    128801

    Entegre tekstil prosesleri için uygun bileşik elektrik ve ısı sistemlerinin belirlenmesi

    Determination of suitable combined heat and power plants for integrated textile processes

    TAMER TURNA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DOĞAN ÖZGÜR

  2. Tez No

    131202

    Kojenerasyon tesislerinde kullanılan güç teknolojileri

    Power technology of cogeneration plants

    İLKAY ORHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Sivil HavacılıkAnadolu Üniversitesi

    Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. T. HİKMET KARAKOÇ

  3. Tez No

    371581

    Life cycle and economic assessment of electricity generation from combined heat and power plants using woody biomass in Turkey

    Türkiye'de odunsu biyokütle kullanan birleşik ısı ve güç tesislerinde elektrik üretimi yaşam döngüsü ve ekonomik değerlendirmesi

    ZÜHAL MEYDAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

  4. Tez No

    78206

    Birleşik ısı-güç üretim sistemlerinin optimizasyonu

    optimization of the combined head and power systems

    BORA ALBOYACI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESRİN TARKAN

  5. Tez No

    139753

    Bölgesel ısıtma sistemlerinin etkin parametrelerinin belirlenmesi ve seçilen bölgeye uygulanabilirliğinin araştırılması

    The Determination of effective parameters and the investigation of applicable to a selected region of district heating system

    SERKAN DURMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERTUĞRUL KÜÇÜKKARAMIKLI

Geri Dön