KÖMÜRLE ÇALIŞAN BİR TERMİK SANTRALİN EKSERGOEKONOMİK ANALİZİ VE UYGULAMASI
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Fatih Karataş
Danışman: Burhanettin Çetin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Modern hayatın önemli bir ihtiyacı olan enerji, sağlık, gıda, otomotiv gibi birçok sektör için vazgeçilmezdir. Enerjiye duyulan ihtiyaç teknolojinin gelişmesi ile günden güne artarken üretilen enerji bu artan talebi karşılayamamaktadır. Buna ek olarak enerji üretimi sırasında çevreye salınan atıklar doğayı ve canlı yaşamı tehdit etmektedir. Bu nedenlerle dünya çapında enerji santrallerinde verimlilik arttırılması üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Enerji üretim verimliliğini açıkça gözler önüne seren ve hesaplanmasını kolaylaştıran kullanılabilirlik olarak da bilinen ekserji kavramı sayesinde enerji üretim sistemlerinde yapılan verimlilik analizleri daha somut hale getirilmekte ve sistem bileşenlerinin her biri için açık ve net analizler yapılarak sistem optimizasyonu gerçekleştirilebilmektedir. Çevre faktörleri dikkate alındığında enerji üretim sisteminde çalışan makinelerin ve sistemlerin verimi göz önüne alınarak yakıttan elde edilebilecek maksimum enerji bellidir. Bu sınırlar dahilinde yapılan analiz de ekserji analizidir. Bu analize ekonomi dahil edildiğinde eksergoekonomik analiz olmaktadır. Bu çalışmada Çan Termik Santrali üzerine çalışılmıştır. 18 Mart Çan Termik Santrali Çanakkale ili Çan ilçesinde bu bölgenin sahip olduğu zengin linyit kömürünü kullanmak ve enerji elde etmek için Kulfa ve Yaya köyleri arasındaki 1600 dönümlük arazi üzerine 2004 yılında kurulmuştur. Kamuya ait olan Elektrik Üretim A.Ş. (EÜAŞ) tarafından işletilmektedir. Tesis Türkiye'nin 14. büyük Linyit Termik Santrali'dir. Çalışma kapsamında hesaplamalar, akış noktalarındaki (akımlardaki) sıcaklık ve basınç değerleri kullanılarak bunlara ait entalpi ve entropi değerlerinin bulunması ile başlamıştır. Elde edilen bu değerler ve yakıt, yakma havası ve baca gazı enerji değerleri kullanılarak ekipmanların enerji kayıpları elde edilmiştir. Bunun ardından akımlar ile baca gazı, yakma havası ve yakıtın fiziksel ve kimyasal ekserjileri hesaplanarak burada elde edilen bilgiler ekipmanların ekserji kayıplarının hesaplanmasında kullanılmıştır. Ekserji kayıplarının hesaplanması ile en büyük kaybın hangi ekipmanda gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ekserji analizinin ardından ekonomik analize geçilmiştir. Ekonomik analiz sırasında ilk olarak ekipmanlar ve santralin ilk yatırım maliyeti ile bakım ve işletme masrafları gibi harcamalar dikkate alınmıştır. Bu maliyetlerin bazıları sadece bir defaya mahsus oluşurken bazıları senelik olarak oluşabilmektedir. Farklı sıklıkta oluşan maliyetler seviyelendirilerek, bu maliyetlerin saatlik karşılıklarına ulaşılmıştır. Eksergoekonomik analiz için ihtiyaç duyulan diğer değerler sırasıyla yakıt, baca gazı ve yakma havası birim ekserji maliyetleridir. Yakma havasının maliyeti sıfır alınırken yakıt ve baca gazı maliyetleri hesaplanmıştır. Bu aşamaya kadar hesaplanan değerler kullanılarak akımların birim ekserji maliyeti hesaplamalarına geçilmiştir. Akımların birim ekserji maliyetlerine kazan maliyet denge denklemleri ile ulaşılmıştır. Kazan maliyet denge denklemlerinden elde edilen akımların birim ekserji maliyetleri, sistemde dolaşan buhar ve su aynı hattın ürünü olması nedeniyle bütün ekipmanlar için aynı olmuştur. Akımların birim ekserji maliyetleri hesaplanmasının ardından ekipmanlar için ayrı ayrı kayıp ekserji maliyetleri hesaplanmıştır. Eksergoekonomik analizin tamamlanması sonucunda en büyük ekserji kaybının ve en büyük kayıp ekserji maliyetinin hangi ekipmanlarda olduğu tespit edilerek bu ekipmanlar ile ilgili akımlarda farklı sıcaklık ve basınç değerleri denenerek ekserji kaybı ve maliyette oluşan değişim gözlemlenmiştir. Yukarıda bahsedilen hesaplamalar EES – Engineering Equation Solver – programı kullanılarak yapılmıştır.