Bir kojenerasyon sisteminde ekserji analizi uygulaması

Abstract

Endüstriyel enerji sistemlerinde enerji tasarrufu büyük ölçüde kojenerasyon yolu ile sağlanır, Kojenerasyon, hem elektrik üretimini hem de buhar ve sıcak su şeklinde ısıl enerji üretimini kapsar. Bu bakandan, diğer güç üretim teknokyilerine göre büyük bir potansiyele sahiptir. Bununla beraber, tasarruf edilen enerji miktarı ilgili sistemin termodinamik verimliliğine bağlıdır. Bu nedenle, sistem bileşenlerinin ekserji kayıplarım belirlemek, verimliliklerini saptamak ve tüm sistemin termodinamik verimliliğini hesaplamak için tennodinamiğin birinci ve ikinci yasalarım temel alarak ekserji analizi yapılmalıdır. Bu çalışmada, üç gaz türbini, üç ısı geri kazanımlı buhar üreticisi, bir buhar türbini, üç ısı değiştirici ve üç dearatörden oluşan 180 MW kapasiteli kojenerasyon tesisinin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Bu çerçevede, her birim için kütle, enerji ve ekserji denklikleri yapılmış, sistemin ekserji kayıpları, enerji ve ekserji verimliliği hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, gaz türbinine ait enerji ve ekserji verimleri ile ekserji tahribi sırasıyla %93, %97 ve 6,22 MW, buhar türbinine ait değerler ise %60, %82 ve 37,44 MW olarak bulunmuştur. Kojenerasyon tesisinin ise, genel enerji verimi % 59,25, ekserji verimi %42,43 ve ekserji kaybı 253,10 MW olarak bulunmuştur. Böylece, ekserji analizi sayesinde enerji analiziyle tespiti mümkün olmayan ekserji kayıpları hesaplanmıştır. Sonuç olarak, ekserji tahribi sebebiyle verim düşüşüne neden olan birimler tespit edilmiş ve bu konuda yapılacak iyileştirmeler hakkında gerekli öneriler sunulmuştur.