Bölgesel ısıtma sistemlerine enerji sağlayan termik santrallerin analizi

Abstract

Dünyanın artan enerji ihtiyacının yanında önümüzdeki süre içerisinde fosil yakıtların da azalması ve hatta tükenme noktasına gelmesi gibi nedenlerden dolayı insanlık yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmiştir. Fakat Güneş enerjisi gibi bir potansiyelin şu an ki teknoloji ile değerlendirilmesinde istenenen seviyeye gelememesi ve jeotermal, hidrolik enerji, rüzgar enerjisi ve dalga enerjisinin kısıtlı olması nedeni ile insanlar fosil yakıtlı santrallerden daha fazla nasıl enerji elde edilebileceğini araştırıp, buna göre santrallerden atılan enerjiyi geri kullanma yollarını geliştirmişlerdir. Bu yollardan biri de kojenerasyon sistemleri ile bölgesel ısıtma sağlayarak sistemlerin verimini arttırmaktır. Bu tez çalışmasın da bölgesel ısıtmanın farklı bir çeşidi ara buhar alma yöntemi Cycle ? Tempo programı ile incelenmiştir.Öncelikle kojenerasyon çevrimlerinin incelenebilmesi için gaz ve buhar çevrimleri ayrı ayrı ve beraberce incelenmiş şematik gösterimleri ile T-s diyagramları gösterilerek sistemlerdeki çevrimler kısaca lenmiştir. Bunun yanında enerji korunumu denklemleri belirtilmiştir.3. Bölümde ise Cycle ? Tempo programı incelenmiştir. Bu incelemede program içinde kullanılan makinelerin sembolleri ve değerlerin girileceği veri kutuları şematik olarak gösterilerek, programa verilerin nasıl girilmesi gerektiği anlatılmıştır. Bunun yanında programın işleyişi ve hesaplamaları ile kullandığı bazı diyagramlar belirtilmiştir.Sonraki bölümde santral kaynaklı bölgesel ısıtma (Kojenerasyon) sisteminin tanımı ele alınmıştır. Bu sistemin çeşitler ile nerelerde kullanıldıkları anlatılmıştır. Bu sistemlerin yakıtın enerjisini daha fazla faydalı enerjiye dönüştüren sistemler olmaları yönüyle konvensiyonel sistemlerle değişik yönlerden karşılaştırmaları yapılmış olup bu sistemlerin ne kadar faydalı sistem olduğu irdelendi.5. Bölümde program içinde kullanılan makinelerin termodinamik analizlerinin yapılabilmesi için termodinamiğin 1. Kanunu, 2. Kanunu ve entropi denklemleri anlatılarak sistemler incelenmiştir. Böylelikle sistemlerin verimleri, verim karşılaştırmaları yapılabilmekte ve aynı zamanda yararlı iş öğrenilebilmektedir. Bir sistemin yaralı iş ile maksimum yararlı iş arasındaki iş te bulunabilmektedir.Sonraki bölümde ise sistemlerin verim yönünden karşılaştırılmalarının yanı sıra sistemlerin maliyetlerini hesaplayarak sistemlerin parasal yönden de karşılaştırmaları yapılmaktadır. Maliyet hesaplamaları ile birim üretim başına sermaye maliyeti, bakım-onarım maliyetleri ve yakıt maliyetleri gibi toplam maliyeti oluşturan maliyetler hesaplanır ve sistemlerin maliyet yönünden ne karlı olup olmadığı karşılaştırması yapılır ve en uygun sistem buna göre seçilir.7. Bölümde ise teze esas konu teşkil eden hesaplama olan bölge ısıtma sisteminin COP 'si (performans katsayısı) açıklanmıştır. Burada sistemden buhar çekme ve bu buharı bölgesel ısıtmada kullanma ile elde edilecek ısı enerjisi, buhar türbininden çekilen buhar ile azalan elektrik enerjisine bölünerek COP hesaplaması gerçekleşmektedir. Bu sayede sistemde nereden buhar çekilmesi daha uygun olduğu araştırılmıştır.Son bölümde ise 2 ayrı sistem incelenmiştir. COP' ye göre buhar almada buhar alma basıncı hesaplanmış ve daha sonra bu iki sistem maliyet yönünden karşılaştırmaya tabi tutulmuştur.