T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİR TERMİK SANTRALİN TERMODİNAMİK ANALİZİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ

Transkript

1 T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİR TERMİK SANTRALİN TERMODİNAMİK ANALİZİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ Serap GÜNEŞ Danışman Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT YÜKSEK LİSANS TEZİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ISPARTA 2017

2 2017 [Serap GÜNEŞ]

3

4

5 İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER... i ÖZET... ii ABSTRACT... iii TEŞEKKÜR... ivi SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ... vii ŞEKİLLER DİZİNİ... vi ÇİZELGELER DİZİNİ... x 1.GİRİŞ Dünya' da Enerji Türkiye' de Enerji KAYNAK ÖZETLERİ TERMİK SANTRALLER Termik Santralin Çalışma Prensibi Sistem Tanıtımı Yakıt Hazırlama Sistemi Kül ve Cüruf Atma Sistemleri Buhar Üretim Sistemi Türbin Sistemi Jeneratör Sistemi Şalt Sahası Baca Gazı Kükürt Arıtma Sistemi MATERYAL VE YÖNTEM Denge Denklemleri Termik Santral Denge Denklemleri Kömürün Özellikleri Enerji ve Ekserji Verimliliği Analizleri ARAŞTIRMA BULGULARI SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ i

6 ÖZET Yüksek Lisans Tezi BİR TERMİK SANTRALİN TERMODİNAMİK ANALİZİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ Serap GÜNEŞ Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT Enerji, günümüzde teknolojinin de gelişmesiyle birlikte insan yaşamı için vazgeçilmez bir unsur haline gelmiştir. Enerji tüketimi; nüfus ve gelir artışı, sanayileşme ve kent yaşamının giderek gelişmesine bağlı olarak her geçen gün artmaktadır. Bundan dolayı enerji kaynaklarının gün geçtikçe azalması ve enerji fiyatlarının da giderek artmasına bağlı olarak tüm dünyada enerjinin etkin ve verimli kullanılması vazgeçilemez bir zorunluluk olmuştur. Türkiye'de kömür yakıtlı termik santraller elektrik üretimine etkin bir şekilde devam ettiği için, işletilmekte olan birçok santralde enerji verimliliği analizleri uygulanarak bazı iyileştirmelerin yapılması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Çünkü geleneksel kömür yakıtlı termik santraller düşük verimlerde çalışmakta olup kömür rezervlerinin hızla tüketilmesine neden olmaktadırlar. Bu tezde, Muğla ilinin Yatağan ilçesinde faaliyet gösteren ve 3 adet 210 MW gücünde üniteye sahip olan Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş' ye ait kazan, buhar türbini ve diğer ekipmanları hakkında bilgiler verilmiş, nominal işletme verileri alınarak sistemin her bir bileşeni ve tüm sistem için termodinamik kanunları yardımıyla kütle, enerji ve ekserji denklikleri kurularak sistemin enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre sisteme ait enerji ve ekserji verimleri sırasıyla % 35,2 ve % 27 olarak bulunmuştur. En yüksek ekserji tahribinin 491,3 MW ile kazanda meydana geldiği tespit edilmiştir. Dolayısıyla sistemde yapılacak olan iyileştirmelerin geliştirme potansiyeli en büyük ekipman olan kazandan başlatılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Enerji, ekserji, termik santral, kazan, türbin, Yatağan. 2017, 81 sayfa ii

7 ABSTRACT Ph. D. Thesis THERMODYNAMIC ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF A THERMAL POWER PLANT Serap GÜNEŞ Süleyman Demirel University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Energy Systems Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT Today, energy has become an indispensable element for human life with the development of technology. The energy consumption rate is increasing based on the population growth, income increase, and also the industrialization and the progress of urban life. Therefore, due to the day to day decline of energy sources and the rising energy prices, it has become an indispensable necessity to use energy efficiently all over the world. As the coal fired thermal power plants in Turkey have been usually used to produce electricity, it is necessary to make some improvements in energy efficiency analysis for many power plants which are being operated. Because traditional coalfired thermal power plants operate at low yields and cause coal reserves to be consumed rapidly. In this thesis, information about boiler steam turbine and other equipments belonging to Yatağan Corparaton which has 3 units at 210 MW power plant operating in Yatağan district of Muğla city has been given. Energy and exergy analysis have been made by establishing mass, energy and exergy balances equations with the help of thermodynamic laws for the whole and each component of the system. Energy and exergy efficiency of the power plant has been found % 35,2 and % 27 respectively according to the obtained results. It has been found that the highest level of exergy damage occurs between 491,3 value in the boiler. Therefore, the improvements to be made in the system have to be started in the boiler as it is the greatest equipment of the development potential. Keywords: Energy, exergy, thermal power plant, boiler, turbine, Yatağan. 2017, 81 pages iii

8 TEŞEKKÜR Bu araştırma için beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları bilgi ve tecrübesi ile aşmamda yardımcı olan değerli Danışman Hocam Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT' a teşekkürlerimi sunarım. Verilerin EES (Engineering Equation Solver) programına işlenmesinde yardımcı olan değerli hocam Mehmet ALTINKAYNAK' a, fabrika çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş. çalışanı dayım Veli YILMAZ' a teşekkür ederim. Tezimin her aşamasında beni yalnız bırakmayan sevgili annem Pakize GÜNEŞ, babam İlyas GÜNEŞ, abim Sedat GÜNEŞ ve ablam Saadet GÜNEŞ' e sonsuz sevgi ve saygılarımı sunarım. Serap GÜNEŞ ISPARTA, 2017 iv

9 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ch Kimyasal ç çıkan d Çap Ekserji transfer hızı Ekserji yıkım hızı g giren h Özgül entalpi ID 1 Isı Değiştiricisi 1 ID 2 Isı Değiştiricisi 2 ID 3 Isı Değiştiricisi 3 ID 4 Isı Değiştiricisi 4 ID 5 Isı Değiştiricisi 5 LHVy Yakıtın alt ısıl değeri ke Kinetik enerji Kütlesel debi n Devir sayısı M Mol ağırlığı P Basınç pe potansiyel enerji ph Fiziksel s Entropi t Zaman T Sıcaklık η Verim ρ Yoğunluk Isı enerjisi İş enerjisi Y Yüzde Mtep Milyon ton eşdeğer petrol GWh Gigawatt saat MW MegaWatt KWh KiloWatt saat kw KiloWatt ψ Ekserji Verimi v

10 ŞEKİLLER DİZİNİ vi Sayfa Şekil Yılı Dünya Küresel Birincil Enerji Tüketim Oranları... 3 Şekil 1.2. Kaynak Bazında Dünya Enerji Talebi Şekil 1.3. Dünya Fosil Yakıt Rezervleri... 4 Şekil Yılları Arasında Dünyadaki Ortalama Enerji. Tüketiminin Ülkelere Göre Dağılımı... 7 Şekil 1.5. Dünyadaki Enerji Tüketiminin Kaynaklara ve Yıllara Göre Değişimi... 7 Şekil Yılları Arasında Dünyadaki Ortalama Enerji Tüketiminin Kaynaklara Göre Dağılımı... 8 Şekil 1.7. Önemli Linyit Kömürü Üreticisi Ülkeler ve Üretim Miktarı (Milyon Ton)... 9 Şekil 1.8. Türkiye' nin Elektrik Enerjisi Üretiminin Birincil Enerji Kaynaklarına Göre Dağılımı Şekil 1.9. Türkiye Elektrik Enerjisi Kurulu Gücü Şekil Türkiye' de Elektrik Enerjisi Kurulu Gücünün Yıllara Göre Değişimi Şekil Yıllar İtibariyle Elektrik Üretiminin Kaynak Bazında Gelişimi (GWh) Şekil Türkiye' de 2017 Haziran Sonu Elektrik Üretimi Şekil Türkiye' nin Enerji Tüketiminin Kaynaklara ve Yıllara Göre Değişimi Şekil Yıllar İtibariyle Elektrik Enerjisi Talebi ve Artış Oranı (GWh % ) 15 Şekil Yılı Elektrik Üretim ve Tüketiminin Aylık Dağılımı (GWh) 16 Şekil 3.1. Türkiye Termik Santraller Haritası Şekil 3.2. Termik Santrali Oluşturan Elemanların Şematik Gösterimi Şekil 3.3. Yatağan Termik Santrali Akış Şeması Şekil 3.4. Yatağan Termik Santrali Görünümü Şekil 3.5. Yatağan Termik Santrali Yıllara Göre Üretim Tablosu Şekil 3.6. Yatağan Termik Santrali 2016 Yılı Aylık Üretim Tablosu Şekil 3.7. Buhar Üretim Sistemi Buhar Kazanının Dışardan Görünümü Şekil 3.8. Türbin Sistemi Şekil 3.9. Jeneratör Sistemi Şekil Şalt Sahası Şekil Yatağan Termik Santrali Baca Gazı Arıtma Sistemi Şekil 4.1. Sistem kondanser tahliye pompası Şekil 4.2. Sistem orta basınç ısıtıcısı Şekil 4.3. Sistem orta basınç ısıtıcısı Şekil 4.4. Sistem orta basınç ısıtıcısı Şekil 4.5. Sistem besleme suyu tankı Şekil 4.6. Sistem kazan besleme pompası Şekil 4.7. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı Şekil 4.8. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı Şekil 4.9. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı Şekil Sistem kazanı Şekil Sistem yüksek basınç türbini... 54

11 Şekil Sistem orta basınç türbini Şekil Sistem alçak basınç türbini Şekil Sistem kondanseri Şekil Sistem soğutma kulesi Şekil 5.1. Kazan, YBT, OBT, ABT için ekserji yıkım değerleri (kw) Şekil 5.2. Kazan, YBT, OBT, ABT için enerji verim değerleri (%) Şekil 5.3. Kazan, YBT, OBT, ABT için ekserji verim değerleri (%) Şekil 5.4. Yüksek basınç türbini ekserji yıkımı ve enerji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi Şekil 5.5. Orta basınç türbini ekserji yıkımı ve enerji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi Şekil 5.6. Alçak basınç türbini ekserji yıkımı ve enerji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi Şekil 5.7. Kazan çıkış sıcaklığının arttırılmasının ekserji yıkımına, kazan enerji ve ekserji verimlerine etkisi Şekil 5.8. Yüksek basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Şekil 5.9. Orta basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Şekil Alçak basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Şekil Kazan suyu çıkış sıcaklığının ekserji yıkımı ve ekserji verimine etkisi Şekil Türbinlerde üretilen güç (kw) vii

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 1.1. Ülkelerin Yıllara Göre Enerji Tüketim Miktarları... 5 Çizelge 3.1 Türkiye' de Bulunan Linyit ve Kömür Yakıtlı Termik Santraller 25 Çizelge 3.2. Kül Analiz Değerleri Çizelge 3.3. Kazan Performans Değerleri Çizelge 3.4. Kazanda Elde Edilen Buharın Kimyasal Özellikleri Çizelge 3.5. Türbin Performans Değerleri Çizelge 3.6. Jeneratör Performans Verileri Çizelge 3.7. Baca Gazı Arıtma Sistemi Tasarım Değerleri Çizelge 4.1. Kazana Giren 32 Noktasındaki Kömürün Kimyasal Bileşimi Çizelge 5.1. Yatağan Termik Santrali'ne Ait Enerji ve Ekserji Değerleri Çizelge 5.2. Yatağan Termik Santrali'ne Ait Ekserji Yıkımı, Enerji Verimi, Ekserji Verimi Değerleri viii

13 1.GİRİŞ Termik Santraller kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü tesislerdir. Enerji, ekonomik ve sosyal ilerlemeyi sağlayan, hayat kalitesini iyileştiren en önemli faktördür. Enerji, günümüzde en temel ihtiyaçlardan biri haline gelmiştir. Günlük yaşantımızda enerjinin kullanılmadığı yer yoktur. Gelişen teknoloji ile birlikte elektrik enerjisi insan yaşamının vazgeçilmezi olmuştur. Hızlı nüfus artışı ve sanayileşme enerjiye olan talebi attırmaktadır. İnsan yaşamındaki refah seviyesinin artması enerji tüketiminin artması ile doğru orantılıdır. Dünyada artan enerji ihtiyacının büyük bir bölümünü karşılamakta olan fosil yakıt rezervleri, petrol rezervleri ve doğalgaz kaynakları her geçen gün daha fazla kullanılmaktadır. Fakat bu rezervlerde paralel bir artış meydana gelmemektedir. Bu nedenle mevcut kaynakların bu kullanımı devam ettiği sürece tükeneceği bilindiği için bir taraftan alternatif enerji kaynakları araştırılmakta bir taraftan da enerji kaynaklarının etkin bir biçimde kullanılmasının sağlanılmasına çalışılmakta ve enerji tüketiminin azaltılması hedeflenmektedir. Bu nedenle insanların bilinçlendirilmesinin yanı sıra, mevcut sistem ve ekipmanların da iyileştirilmesi ve verimliliklerinin artırılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. İşte bu iyileştirme ve verim artırımı noktasına gelindiğinde, son yıllarda geliştirilen ve kullanılmaya başlanan ekserji kavramı devreye girmektedir. Ekserji, termodinamiğin ikinci kanunundan yola çıkarak kütlenin korunumu ve enerjinin korunumu prensiplerine dayanan ve enerji sistemlerinin tasarım ile analizlerinde kullanılan verimli bir metot olarak tanımlanabilir. Mevcut sistemde iyileştirmelere nereden başlanacağının ve hangi noktada en çok enerji kaybı olduğunun bulunabilmesi için kullanılmakta olan enerji analizleri yeterli olmamaktadır. Zira enerji analizleri enerjinin kalitesi değil ancak miktarı hakkında bilgi edinilebilmesini sağlar. Bu çalışmada, Muğla' nın Yatağan ilçesinde faaliyet gösteren 630 MW gücündeki kömür yakıtlı bir termik santral olan Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş. Termik Santrali' nin sistem ve ekipmanları incelenmiş, nominal işletme verileri alınarak 1

14 sistemin her bir bileşeni ve tüm sistem için termodinamik kanunları yardımıyla kütle, enerji ve ekserji denklikleri kurularak sistemin enerji ve ekserji analizleri uygulanmış, verimlerin değişimi üzerine etkenlerin grafikleri çizilmiş, enerji ve ekserji verimleri hesaplanmış, ekserji tahribinin yüksek olduğu bileşenler tespit edilerek geliştirme potansiyelleri saptanmış ve verimlilik arttırıcı çözüm önerileri sunulmuştur Dünya' da Enerji Dünyadaki kömür rezervlerinin 310,5 milyar tonu (% 34,8) Avrupa Avrasya ülkelerinde bulunmaktadır. Bunu 288,3 milyar ton (% 32,3) ile Asya Pasifik ülkeleri takip ederken, 245 milyar tonu (% 27,5) Kuzey Amerika ülkelerinde, 33 milyar tonu (% 3,7) Afrika Doğu Akdeniz ülkelerinde ve 14,6 milyar ton (% 1,6) gibi küçük bir oranı da Orta ve Güney Amerika ülkelerinde bulunmaktadır (ETKB, 2017). Dünya 2015 yılı toplam kömür üretime bakıldığında, küresel kömür rezervlerinin yaklaşık 114 yıl ömrü bulunmaktadır. Son yıllarda yürütülen ciddi kömür arama faaliyetleri sonucunda ülkemiz linyit rezervi önemli ölçüde arttırılabilmiştir. Bununla beraber, söz konusu rezervin uluslararası standartlara göre sınıflandırılmasına ve ekonomik olarak işletilebilir rezervlerimizin belirlenmesine yönelik çalışmalar sürdürülmektedir (ETKB, 2017). Enerji birçok kaynaktan elde edilebilirken birincil enerji kaynakları olarak adlandırılan petrol, doğal gaz, ve kömür gibi fosil yakıtlar bu kaynakların % 87' sini oluşturmaktadır. Şekil 1.1' de birincil enerji kaynakları tüketim oranı gösterilmiştir (World Energy Outlook, 2015). 2

15 4,5 % 6,8 % 2,7 % 24,2 % 32,8 % 29 % Kömür Petrol Doğal Gaz Nükleer Hidro Yenilenebilir Şekil Yılı Dünya Küresel Birincil Enerji Tüketim Oranları (BP Energy Outlook to 2035) yılı ilk verilerine göre petrol, dünya enerji talebinin % 32,6' sını, doğal gaz ise % 23,7' sini karşılamıştır. Çeşitli uluslararası kurum ve kuruluşlarının yaptığı çeşitli projeksiyonlara göre, petrol ve doğal gazın birincil enerji tüketimi içindeki paylarını uzun dönemde de koruyacakları öngörülmektedir (Şekil 1.2) (World Energy Outlook, 2015). 400 Milyon Petrol Eşdeğeri varil / ton Yenilenebilir Hidro Nükleer Kömür Doğal Gaz Petrol Yıllar Şekil 1.2. Kaynak Bazında Dünya Enerji Talebi (BP Energy Outlook to 2035). 3

16 Kuzey Amerika ve eski Sovyet Sosyalist Cumhuriyeti Birliği ülkeri dünya linyit rezervlerinde ilk sıradayken, petrolde ortadoğu, doğal gaz da eski Sovyet Sosyalist Cumhuriyeti Birliği ve ortadoğu, taş kömüründe ise Asya ve Okyanusya ilk sıralarda yer almaktadır (Şekil 1.3). Hacim Petrol Doğal Gaz Taş Kömürü Linyit Ülkeler Şekil 1.3. Dünya Fosil Yakıt Rezervleri (Kıncay, 2017). Dünyada enerji tüketiminde en büyük paya sahip ilk 5 ülke, bu ülkelere ek olarak Türkiye' nin ve dünyanın yıllara ve kaynaklara göre enerji tüketim miktarları Çizelge 1.1' de verilmiştir. Çizelge incelendiğinde yıllarındaki ortalama enerji tüketimleri, Çin Halk Cumhuriyeti 2875 Mtep (milyon ton eşdeğer petrol) ile ilk sıradadır. ABD 2205 Mtep ile ikinci sırada yer almaktadır. Türkiye ise 121 Mtep enerji tüketimine sahiptir. Çin Halk Cumhuriyeti' nde kömür tüketimi diğer kaynaklara göre oldukça fazladır. ABD ise enerji tüketiminde daha çok petrolden faydalanmaktadır. Rusya doğal gaz kaynaklarından yararlanırken, Hindistan kömür, Japonya ise enerji tüketimlerini büyük oranda petrolden sağlamaktadır. Çizelgede dikkat çeken diğer husus ise; bu ülkeler arasında nükleer enerjiden faydalanmayan tek ülkenin Türkiye olmasıdır (Sungur vd., 2017). 4

17 Çizelge 1.1. Ülkelerin Yıllara Göre Enerji Tüketim Miktarları (Sungur vd., 2017) ÜLKE ENERJİ KAYNAĞI YILLARA GÖRE ENERJİ TÜKETİM MİKTARLARI Ortalama Petrol 464,2 486,3 507,2 526,8 559,7 508,8 Doğal Gaz 123,4 135,8 154,7 169,6 177,6 152,2 Kömür ,4 1949,3 1920,4 1931,2 ÇİN Nükleer 19, , ,6 27,1 Hidrolik 158,2 197,3 208,2 242,8 254,9 212,3 Diğer Yenilenebilir 23,7 30,8 44,1 51,9 62,7 42,6 Toplam ,2 2903,9 2970,4 3013,9 2874,3 Petrol 834, ,1 838,1 851,6 834,7 Doğal Gaz 628,8 657,4 675,5 392,7 713,6 613,6 Kömür 495,4 437,9 454,6 453,8 396,3 447,6 ABD Nükleer 188,2 183,2 187,9 189,9 189,9 187,8 Hidrolik 73 63,1 61,4 59,3 57,4 62,8 Diğer Yenilenebilir 45,7 51,7 60,2 66,8 71,7 59,2 Toplam ,3 2271,7 2000,6 2280,5 2205,8 Petrol 142,2 144,6 144,9 150, ,1 Doğal Gaz 382,1 374,6 372,1 370,7 352,3 370,4 RUSYA Kömür 94 98,4 90,5 87,6 88,7 91,8 Nükleer 39,1 40, ,9 44,2 40,7 Hidrolik 37,3 37,3 41,3 39,7 38,5 38,8 Diğer Yenilenebilir 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Toplam 694,8 595,2 687,9 689,8 666,8 686,9 Petrol ,6 175,3 180,8 195,5 177,6 Doğal Gaz 55,7 51,8 45,3 45,6 45,5 48,8 HİNDİSTAN Kömür 300, ,6 388,7 407,2 356,4 Nükleer 7,3 7,5 7,5 7,8 8,6 7,7 Hidrolik 29,8 26,2 29,8 29,6 28,1 28,7 Diğer Yenilenebilir 8,8 10,8 12,3 13,6 15,5 12,2 Toplam , ,1 700,4 631,4 5

18 Petrol 203, ,3 189,5 203,1 Doğal Gaz ,2 105,2 106,2 102,1 102,7 JAPONYA Kömür 109,5 115,8 120,7 118,7 119,4 116,8 Nükleer 36,9 4,1 3,3 1 11,3 Hidrolik 19,3 18, ,9 19,7 Diğer Yenilenebilir 7,5 8,2 9,6 11,6 14,5 10,3 Toplam 471,9 468,6 465,8 453,8 448,5 461,7 Petrol 31,1 31,6 32,7 34,4 38,8 33,7 Doğal Gaz 36,8 37,3 37,6 40,2 39,2 38,2 TÜRKİYE Kömür 33,9 36,5 31,6 36,1 34,4 34,5 Nükleer Hidrolik 11,8 13,1 13,4 9,2 15,1 12,5 Diğer Yenilenebilir 1,3 1,7 2,3 2,8 3,8 2,4 Toplam 114,9 120,2 117,6 122,7 131,3 121,3 Petrol 4121,6 4168,6 4209,9 4251,6 4331,3 4216,6 Doğal Gaz 2929,3 3005,8 3062,5 3081,5 3135,2 3042,9 DÜNYA Kömür ,4 3890,7 3911,2 3839,9 3851,2 Nükleer 600,4 559, ,5 583,1 576,5 Hidrolik 795,5 835,6 864,8 884,3 892,9 854,6 Diğer Yenilenebilir 203,6 238,5 281,1 316,6 364,9 280,9 Toplam 12450, , , , , yıllarındaki ortalama enerji tüketiminde en yüksek paya sahip ilk 5 ülke ve Türkiye için dağılım grafiği aşağıda verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi, Çin Halk Cumhuriyeti' nin % 22 ile dünyadaki enerji tüketiminde en yüksek paya sahip olduğu görülmektedir. Bundaki en büyük etken tabii ki hızlı nüfus artışı ve dünyadaki en yüksek nüfuslu ülke olmasıdır. Bunu sırasıyla, ABD % 17, Rusya % 5, Hindistan % 5 ve Japonya % 4 ile izlemektedir. Türkiye ise dünya enerji tüketiminde yaklaşık olarak % 1' lik bir paya sahiptir (Şekil 1.4) (Sungur vd., 2017). 6

19 22% Çin 46% ABD 17% Rusya Hindistan 4% 5% 5% Japonya Türkiye Diğer 1% Şekil Yılları Arasında Dünyadaki Ortalama Enerji Tüketiminin Ülkelere Göre Dağılımı (Sungur vd., 2017) Şekil 1.5' te dünyadaki enerji tüketiminin yıllara ve kaynaklara göre değişimi verilmiştir. Petrol, doğalgaz, hidrolik ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının tüketimi her yıl artmıştır. Kömür kaynaklı enerji tüketimi 2011 yılından 2014 yılına kadar artmış, 2015 yılında ise bir önceki yıla göre azalmıştır. Nükleer enerji tüketimine bakıldığında, 2012 yılında 2011 yılına göre düşüş gerçekleşmiş, 2012 yılından itibaren tekrar artış göstermeye başlamıştır Tüketilen Enerji Miktarı (Mtep) Yıllar Petrol Doğal Gaz Kömür Nükleer Hidrolik Diğer Yenilenebilir Şekil 1.5. Dünyadaki Enerji Tüketiminin Kaynaklara ve Yıllara Göre Değişimi (Sungur vd., 2017) 7

20 yılları arasında dünyadaki ortalama enerji tüketiminin kaynaklara göre dağılımı incelendiğinde tüketimde en fazla % 33' lük dilimle petrol kaynakları kullanılmaktadır. Kömür % 30 ile ikinci sırada yer almaktadır. Bunu % 24 ile doğalgaz, % 7 ile hidrolik, % 4 ile nükleer ve % 2 ile diğer yenilenebilir enerji kaynakları takip etmektedir (Şekil 1.6). 4% 7% 2% 33% Petrol 24% Doğal Gaz Kömür Nükleer 30% Hidrolik Diğer Yenilenebilir Şekil Yılları Arasında Dünyadaki Ortalama Enerji Tüketiminin Kaynaklara Göre Dağılımı (Sungur vd., 2017) Dünyadaki önemli linyit kömürü üreticisi ülkeler ve üretim miktarları Şekil 1.7' de verilmiştir. Şekil incelendiğinde Almanya linyit kömürü üretiminde 182,6 milyon ton ile birinci sırada yer alırken, ikinci sırada 73,1 milyon ton ile Rusya yer almaktadır. Rusya' yı 69,8 milyon ton ile ABD takip etmektedir. 8

21 229,4 62,5 40,3 182,6 Avustralya Çek Cumhuriyeti Almanya Yunanistan 73,1 69, ,8 53,5 Polonya Türkiye ABD Rusya Diğer Şekil 1.7. Önemli Linyit Kömürü Üreticisi Ülkeler ve Üretim Miktarı (Milyon Ton) (Çinçin, 2015) Günümüzde dünya enerji üretiminde öncelikli kaynaklar petrol, doğal gaz ve kömür gibi yenilenemeyen enerji kaynaklarıdır. Özellikle doğal gazın çevreyi daha az kirletmesinden dolayı enerji üretimindeki payı gün geçtikçe artmaktadır. Dünyanın en çok kullanılan enerji kaynağı petroldür. İkinci sırada kullanımı gittikçe azalan maden kömürü ve üçüncü sırada üretim ve tüketimi hızla artan doğal gaz bulunmaktadır. Her dönem belirli bir enerji kaynağı önem kazanmıştır. Kömürün yerini zamanla petrol almış ve sonraki yıllarda doğal gaz önem kazanmıştır. Önümüzdeki yıllarda ise alternatif enerji kaynakları değer kazanacaktır (ETKB, 2017) Türkiye' de Enerji Türkiye' nin enerjide dışa bağımlılığı yüzde 70 civarındadır. Bu oranın ilerleyen dönemlerde artabileceği varsayımı altında yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasını teşvik etmek kaçınılmaz bir hal almaktadır. Bunun yanında enerjinin verimli bir şekilde kullanılması da özellikle Türkiye gibi enerjiyi dışarıdan satın alan ülkeler açısından oldukça önemlidir. Enerji verimliliğinin artırılması; kaynakların daha etkin bir şekilde kullanılması, enerjide arz güvenliğinin oluşturulması, mal ve hizmetlerin daha tasarruflu ve 9

22 az maliyetli bir şekilde üretilmesi ve çevreye verilen zararın azaltılmasına sebep olmaktadır. Türkiye' de 2001 yılından itibaren çıkarılan kanun ve mevzuatlar ile enerji sektöründe yeniden yapılandırma ve liberalleşme süreci başlamıştır. Bugün de yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimi ve bu üretilen enerjinin verimli ve etkin bir şekilde kullanılması adına birçok düzenleme yapılmaktadır. Bu düzenlemelerin ana hedefi enerjide dışa bağımlılığın azaltılarak yerli kaynaklarla üretimi desteklemektir. Bu doğrultuda özellikle elektrik üretiminde kullanılan fosil kaynaklı yakıt maliyetlerinin azaltılması hedeflenmektedir. Türkiye' de elektrik enerjisi üretim aşamasında % 32,4' erlik dilimlerle kömür ve doğalgaz kaynaklarının üstünlüğü bulunmaktadır. Bunların ardından ise barajlar ve hidroelektrik santraller vasıtasıyla elektrik üretimi gelmektedir. Rüzgar, güneş, jeotermal ve diğer enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimindeki payları ise % 10' u geçmemektedir. Genel olarak toplam üretimin yaklaşık % 35' lik kısmı yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanmaktadır (Şekil 1.8) (Karagöl, E.T, 2017). 5,6 % 0,3 % 1,7 % 1,4 % 26,2 % 32,4 % 32,4 % Doğal Gaz Kömür Hidrolik Rüzgar Güneş Jeotermal Diğer Şekil 1.8. Türkiye' nin Elektrik Enerjisi Üretiminin Birincil Enerji Kaynaklarına Göre Dağılımı 2016 (ETKB) 10

23 Türkiye' deki elektrik enerjisi kurulu gücünde doğal gaz ve hidrolik barajlar ilk sırada yer almaktadır. Fuel oil, nafta ve motorin ülkemizde elektrik enerjisi kurulu gücü en az olan yakıtlardır yılında ,4 MW olan kurulu güç 2017 yılı Haziran sonu itibariyle ,3 MW' a çıkmıştır. (Şekil 1.9) (TEİAŞ, 2017). 24,6 % 9,1 % 0,8 % İthal Kömür 1,1 % Doğal Gaz 5 % Taş Kömürü + Linyit + Asfaltit 28,2 % Fuel Oil + Nafta + Motorin Güneş 9,3 % Rüzgar 7,7 % 12,3 % Hidrolik Akarsu Hidrolik Barajlı Çok Yakıtlılar 1,7 % Jeotermal 0,4 % Yenilenen + Atık + Diğer Şekil 1.9. Türkiye Elektrik Enerjisi Kurulu Gücü (TEİAŞ, ) Şekil 1.10' da görüldüğü üzere yılları arasında Türkiye' de elektrik enerjisi kurulu gücü sürekli bir artış göstermiştir. Bunun nedeni olarak gelişen teknoloji, sanayileşme, hızlı nüfus artışı gösterilebilir. Artan enerji ihtiyacını karşılamak için fosil yakıtlar yeterli gelmeyeceği için yenilenebilir enerji kaynakları son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Özellikle 2000' li yılların başından itibaren rüzgar, jeotermal ve güneş enerjisi kaynakları ihtiyaç karşılamaya yönelik daha fazla kullanılmaya başlanmıştır. 11

24 Kurulu Güç (MW) Hidrolik Kömür Doğal Gaz Diğer (Termik) Rüzgar + Güneş + Jeotermal Şekil Türkiye' de Elektrik Enerjisi Kurulu Gücünün Yıllara Göre Değişimi (TEİAŞ, ) Elektrik üretiminin kaynak bazında 1980 yılından bu yana gelişimi Şekil 1.11' de verilmiştir. Görüldüğü üzere, jeotermal, rüzgar, güneş ve biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payı her geçen yıl artmıştır Üretim (GWh) TERMİK HİDROLİK JEOTERMAL+RÜZGAR +GÜNEŞ+BİYOKÜTLE Şekil Yıllar İtibariyle Elektrik Üretiminin Kaynak Bazında Gelişimi (GWh) (EPDK, 2017) 12

25 Ülkemizde elektrik üretiminin % 34,2' si doğal gaz ve LNG' den karşılanırken, bunu % 16,9' luk dilimle barajlı hidrolik enerji takip etmektedir. Linyit kömürü ile elektrik üretimi ise % 13,5 pay ile üçüncü sırada yer almaktadır (Şekil 1.12). Barajlı Hidrolik 0 % Rüzgar 0,9 % 34,2; 34% 8,7 % 16,9 % 13,5 % 5,6 % 1,8 % 0,6% 1,1% Jeotermal Fuel Oil Taş Kömürü Linyit İthal Kömür 16 % Asfaltit Doğal Gaz + LNG Biyokütle 0,9 % Nafta Akarsu Hidrolik Şekil Türkiye' de 2017 Haziran Sonu Elektrik Üretimi (TMMOB, 2017) Türkiye' deki enerji tüketiminin kaynaklara ve yıllara göre değişimi Şekil 1.13' te verilmiştir. Petrol ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının tüketimi her yıl giderek artmıştır. Doğalgaz tüketimi 2015 yılında 2014 yılına göre düşmüş, kömür tüketimi 2013 ve 2015 yıllarında bir önceki yıllara göre azalmış, hidrolik enerji tüketimi ise özellikle 2014 yılında diğer yıllara göre azalmıştır (Sungur vd., 2017). 13

26 Tüketilen Enerji Miktarı (Mtep) Petrol Doğal Gaz Kömür Hidrolik Diğer Yenilenebilir Yıllar Şekil Türkiye' nin Enerji Tüketiminin Kaynaklara ve Yıllara Göre Değişimi (Sungur vd., 2017) Ülkemizde elektrik enerjisi üretim santrali sayısı, 2016 yılı sonu itibarıyla 2.321' e yükselmiştir. Mevcut santrallerin 597 adedi hidrolik, 39 adedi kömür, 171 adedi rüzgâr, 31 adedi jeotermal, 260 adedi doğal gaz, adedi güneş, 178 adedi ise diğer santrallerdir (ETKB, 2017) yılı sonu itibariyle, ,6 MW' ı termik, 820,9 MW' ı jeotermal, ,1 MW' ı hidrolik, 5751,3 MW' ı rüzgar ve 832,5 MW' ı güneş olmak üzere Türkiye toplam kurulu gücü ,4 MW' a ulaşmıştır yılı sonu itibariyle brüt elektrik enerjisi talebi 278,3 milyar kwh, puant güç talebi ise ,9 MW olarak gerçekleşmiştir. Toplam 273,4 milyar kwh üretim gerçekleştirilirken 6,4 milyar kwh ithalat yapılmış, arz edilen toplam elektrik enerjisinden 1,4 milyar kwh ihracat gerçekleştirilmiştir yılında elektrik enerjisi talebi bir önceki yıla göre yaklaşık % 4,7' lik artışla 278,3 milyar kwh olmuştur. Mevcut sistemle 2016 yılında, termik santrallerden 184,8 milyar kwh, hidrolik santrallerden 67,3 milyar kwh, rüzgar santrallerinden 15,5 milyar kwh, jeotermal santrallerden 4,8 milyar kwh ile güneş santrallerinden 1,0 milyon kwh olmak üzere toplam 273,4 milyar kwh üretim gerçekleştirilmiştir. 14

27 2017 yılında ise elektrik enerjisi talebinin bir önceki yıla göre yaklaşık % 4,6' lık artışla 290,4 milyar kwh olması beklenmektedir. Mevcut sistemle 2017 yılında, termik santraller 235,9 milyar kwh, hidrolik santraller 76,8 milyar kwh, rüzgar santralleri 16,3 milyar kwh, jeotermal santraller 5,8 milyar kwh ve güneş santralleri 0,3 milyon kwh olmak üzere toplam 335,1 milyar kwh üretim imkanına sahiptir (TEİAŞ, 2017). Şekil 1.14' te görüldüğü üzere elektrik enerjisi talebi 2009 yılından itibaren aralıksız artmıştır yılından 2013 yılına kadar artış hızında düşüş gerçekleşmiştir yılında ise % 5,07 ile son 4 yılın en büyük artış oranı gerçekleşmiştir (EPDK, 2017). Şekil Yıllar İtibariyle Elektrik Enerjisi Talebi ve Artış Oranı (GWh % ) (EPDK, 2017) Şekil 1.15' te 2016 yılına ait elektrik enerjisi üretim ve tüketiminin aylık değişimi gösterilmektedir. Aylık üretim ve tüketim en yüksek değerlerine ağustos ayında ulaşmıştır. Diğer en yüksek değerlerin temmuz, aralık ve ocak aylarında olması dikkat çekmektedir. Buradan çıkarılacak sonuç mevsimsel olarak enerji ihtiyacının artmasıdır. Kış aylarında kalorifer ve doğal gaz kullanımı, yaz aylarında ise klima kullanımı bu oranların artmasına etken olmuştur. 15

28 30000 Üretim Tüketim (GWh) Üretim Tüketim 0 Aylar Şekil Yılı Elektrik Üretim ve Tüketiminin Aylık Dağılımı (GWh) (EPDK, 2017) Günlük yaşantının ayrılmaz bir parçasını oluşturan enerji, ülkelerin sosyoekonomik yapıları içerisindeki yerini ve önemini korurken, enerjinin önemli bir bileşenini oluşturan elektrik enerjisi ağırlığını giderek artan bir oranda geliştirmektedir. Çağdaşlığın ve kalkınmanın bir simgesi olan elektrik enerjisinin tüm ülke sathında vatandaşın, sanayi ve tarım ihtiyaçları için emre amade tutulması, her şeyden önce Ulusal Elektrik Sistemi olarak anılıp ülke genelinde yaygın bir yerleşimi ve şebeke ağı olan üretim iletim hizmetlerindeki kalite ve devamlılığa bağlı bulunmaktadır (Enerji Enstitüsü, 2014). 16

29 2. KAYNAK ÖZETLERİ Termik santrallerin Türkiye' de enerji üretiminde payı oldukça fazladır. Son yıllarda, termik santraller için ekserji ve enerji analizi üzerine birçok çalışma yapılmıştır ve termik santrallere ait tüm proseslerin enerji ve ekserji analizleri ile daha verimli sistem elde etme üzerine araştırmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmaların bir kısmı aşağıda verilmiştir. Bu çalışmaların temel amacı, kömür yakan bir termik santral için enerjik ve ekserjik performanslar incelenerek, geliştirilmeye ihtiyaç duyulan mevcut ünitelerin tanımlanmasıdır. Sevin (2014), yaptığı çalışmada bir termik santralin termodinamiğin birinci kanununa göre verim analizlerini yapmış, beş yıllık süreçte santralin performansında oluşan değişimleri incelemiştir. Çayırhan Termik Santralinin performansını Termik Verim, Boru Verimi, Türbin Verimi ve Kazan Verimi olarak dört koldan incelemiş, sistemin beş yıllık süreçte aşınma ve sünme gibi nedenlere bağlı çalışma karakteristiklerini ortaya koymuştur. Edinilen verilerle, kesintisiz üretimin olması istenen santralde gelecek yıllar için yapılacak üretim için yol gösterilmeye çalışılmıştır. Ayrıca çeşitli örneklerle Çayırhan Termik Santralinde ne tip bir iyileştirme çalışması yapılacağına dair ilişkilendirme yapılmıştır. Taşkınoğlu (2011), çalışmasında; birçok alanda uygulanabilecek enerji verimini elektriksel olarak ele almış ve termik santrallerde elektrik enerjisi verimliliğini arttırmak için gerekli olan yöntemleri açıklanmıştır. Çalışma sonucunda bu yöntemler doğrultusunda sistemde yapılabileceği çalışmalar neticesinde elde edilebilecek elektriksel enerji tasarruflarını hesaplamış olup bu tasarrufların enerji üretim maliyetine olan etkisini göstermiştir. Farklı elektrik enerjisi verimliliği çalışmaları ışığında elde edilebilecek enerji tasarrufları hakkında önerilerde bulunmaya çalışmıştır. Bu amaçla Seyitömer Termik Santrali' nde yaptığı çalışmaları, diğer farklı termik santrallerde yapılan enerji verimliliği çalışmalarıyla karşılaştırmıştır. Sonuç olarak Seyitömer Termik Santrali' ndeki elektrik enerjisi verimliliğine yönelik enerji tasarrufları doğrultusunda kwh başına birim enerji üretim maliyeti hesaplanmaya çalışmıştır. 17

30 Bilginsoy (2012), çalışmasında Çayırhan Termik Santralinin enerji ve ekserji analizini yapmıştır. Her ünitenin enerji ve ekserji kayıplarını ayrı ayrı hesaplamıştır. En fazla enerji kaybını % 45,8 ile kondenserde bulmuş, kazanda meydana gelen enerji kaybını % 8,43 olarak hesaplamıştır. En fazla ekserji kaybı % 58,05 ile kazanda meydana gelirken türbinde oluşan ekserji kaybını % 5,68 olarak belirlemiştir. En fazla ekserji kaybının kazanda meydana gelmesinin sebebini yanma işlemi esnasında oluşan sıcaklık farklarının etkisiyle oluşan ısı transferine bağlamıştır. Farklı çalışma koşullarında sistemdeki ekserji kayıplarının ve ekserji verimliliğinin değiştiğini belirlemiştir. Çelik (2015), yaptığı çalışmada termik santrallerde enerji ve ekserji analizi için yazılım geliştirmiştir. Çalışmada Çatalağzı Termik Santrali' nin akış şemasını çıkarmış ve bağlantı noktalarının sıcaklık ve basınç değerleri ele alınarak yazılım geliştirmiştir. Program yardımıyla analiz yapmış ve santralin ekserji verimini çevre sıcaklığının 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 santigrat derecedeki değerleri için sırasıyla % 35.22, % 34.76, % 34.44, % 33.99, % 33.68, % 33.24, % olarak hesaplamıştır. Sıcaklık artışına bağlı olarak santralin ekserji verimi azalmıştır. Yoğuşturucuda ve borularda artan çevre sıcaklığıyla tersinmezliğin azaldığını, diğer santral elemanlarının ve toplam tersinmezliğin ise artan çevre sıcaklığıyla arttığını gözlemiştir. Ünal (2009), çalışmasında Türkiye' deki bir termik santralin II. ünitesine termoekonomik metodu uygulayarak ünite ekipmanlarının hepsinin ayrı ayrı termoekonomik analizini ve değerlendirilmesini yapmıştır. Termik santralin ünitesinde belirlenen yirmi yedi bağlantı noktasının termodinamik özelliklerini belirlemiş, bu belirlemelere göre her bir bağlantı noktasının enerji ve ekserji değerlerini hesaplamıştır. Bulduğu sonuçlar ile her bir ekipmanın enerji ve ekserji dengelerini kurarak ortalama ekserji maliyetlerini belirlemiş, kayıp ve tahrip olan enerji ve ekserjileri bulmuş, yok olan ekserji oranını belirleyerek eksergo ekonomik faktörleri ortaya çıkarmıştır. Bulduğu verileri grafiksel olarak değerlendirmiş ve ekipmanları birbirleri ile karşılaştırmıştır. 18

31 Kocaekiz (2010), Yatağan Termik Santralinin termodinamiğin birinci ve ikinci yasa yönünden verim analizini yapmıştır. Bu analizleri yaparken farklı çevre şartları ile yükleri incelemiştir. Performans parametrelerini ve değişimleri incelemiştir. Çalışmada sistemin genel verimlerini hesaplamıştır. Yatağan Termik Santrali için yapılan ekserji analiz sonuçları ile santral verimi hakkında daha sağlıklı bilgiler elde edilmiştir. Bu çalışma ile Termik santralin enerji ve verim analizi incelenmiş olup ve önemi belirtilmiştir. Şahin (2012), yaptığı tez çalışmasında, süperkritik buhar koşullarda çalışan Atlas İskenderun Termik Santrali' nin nominal tasarım verilerine göre enerji ve ekserji analizlerini yapmıştır. Aynı zamanda süperkritik koşullarda çalışan kazan, buhar türbini ve diğer ekipmanlar hakkında bilgiler vermiştir. Süperkritik buhar koşullarda çalışan santral üzerinde araştırma yapmasını ise mevcut kömür rezervlerinin tükenmesi ve Rankine buhar çevriminde verim arttırma çalışmalarının üzerinde durulmasına bağlamaktadır. Tekel (2006), üç tane eş özellikli linyit ile çalışan termik santralin ekserji analizlerini yapmıştır. Yaptığı çalışmanın amacı, üç farklı elektrik enerjisi üretim santralinin verimlilik analizlerinin hesaplanması ve enerji ile ekserji dengelerinin kıyaslanmasıdır. Özdemir (2015), yaptığı tez çalışmasında kömür yakıtlı termik santrallerin çalışma prensibini ayrıntılı bir şekilde incelemiştir. Bir termik santralin verim değerinin iyileştirilmesi için yapılan çalışmaları anlatmıştır. Linyit yakıtlı bir termik santrali oluşturan ekipmanlar ve görevleri hakkında bilgi vermiştir. Çalışmasında Flownex SE modelleme programından bahsetmiştir. Bir termik santrali oluşturan ekipmanların her birini modellemiştir. Böylece sistemin kütle ve enerji dengesi sağlamıştır. Sistemin kararlı hali için enerji analizini yapmış, her bir komponente ait güç veya ısı değerlerinin gerçek duruma uygun olduğu gözlemlemiştir. Yazıcı ve Selbaş (2011), yaptığı çalışmada; bazı durumları dikkate almayarak buharlı güç santralinin enerji ve ekserji analizini yapmıştır. Bu buharlı güç 19

32 santraline termodinamiğin birinci kanununu uygulayarak enerji denklemlerini yazmış, buhar türbininden gerekli gücün elde edilebilmesi için farklı kazan sıcaklıklarında kazana verilen ısı, güç akışkanının debisi, pompa gücü ve yoğuşturucudan soğutma suyuna aktarılan ısı miktarlarının her birini hesaplamıştır. Santralin ana elemanları olan kazan ve yoğuşturucuya termodinamiğin ikinci kanununu uygulamış, bu sistem elemanlarının ekserji analizlerini yapmıştır. Farklı kazan sıcaklıklarında ve akışkan debilerinde, kazan tersinmezliği, türbin tersinmezliği ve farklı soğutma suyu debilerinde yoğuşturucu tersinmezliğini hesaplamıştır. Coşkun vd. (2013), Çayırhan termik santralinin enerji ve ekserji analizlerini yapmıştır. Termik santralin her bir ünitesinin giriş ve çıkış noktalarının termodinamik özellikleri EES paket programı yardımıyla belirlemiştir. Termik santralde en fazla ekserji kayıplarını sırasıyla; kazan, türbin grupları, kondenser, ısıtıcı grup ve pompa gruplarında bulmuştur. Rahim ve Gündüz (2013), çalışmasında; tasarlanan bir ısıl güç (kojenerasyon) çevrim sistemine termodinamiğin birinci ve ikinci yasasını (ekserji analizi) uygulayarak, santraldeki kayıpları belirlemeye çalışmıştır. Zhao ve Chai (2010), 300 MW kapasite ile çalışan bir termik santralin ekserji analizini yapmışlardır. Çevre sıcaklığı değişimiyle birlikte sistemin ekserji verimliliğindeki değişimleri incelemişlerdir. Bu çalışma ile çevre sıcaklığının artmasıyla sistemin ekserji veriminde azalma olduğu sonucuna ulaşmışlardır. Mitra ve Ghosh (2015), tarafından yapılan çalışmada Hindistan' ın doğusunda yer alan 250 MW' lık bir termik santralin enerji ve ekserji verimliliği % 100 ve % 90 yük için belirlenmiştir. Enerji ve ekserji verimliliği, tesisin yanı sıra kazan, türbin, tüm besleme suyu ısıtıcıları ve kondansatör gibi birimlerde değerlendirilmiştir. Sonuç olarak; 1. yasa enerji verimliliği oldukça yüksek olmasına rağmen kazan üzerinde büyük bir geri döndürülemezlik veya ekserji tahribatının gerçekleştiği gözlemlemişlerdir. 20

33 Kaushik vd. (2010), yaptıkları çalışmada farklı termik santrallerin enerji ve ekserji analizi hakkında ayrıntılı bir inceleme yapmışlardır. Termik santral için teorik birinci ve ikinci kanun analizi çevrimi için ve bileşenleri için uygulamışlardır. Maksimum ekserji kaybının yanma ünitesinde olduğunu ve maksimum enerji kaybının ise yoğuşma ünitesinde meydana geldiğini belirtmişlerdir. Hussein vd. (2001), yaptıkları çalışmada 120 MW gücündeki bir termik santrale ekserji analizi uygulamışlardır. Farklı çevre koşullarında santralin ve bileşenlerinin ikinci kanun verimini, tersinmezliklerini ve yüzde ekserji kayıplarını hesaplamışlardır. Rosen ve Dinçer (2004), tarafından yapılan çalışmada termik sistemlerde değişen ölü hal özelliklerinin enerji ve ekserji analizi üzerindeki gerçek etkilerini incelemişlerdir. Sonuç olarak, enerji ve ekserji değerlerinin duyarlılıklarının ve enerji ve ekserji analizlerinin ölü durum özelliklerinde makul farklılıklara kadar olan sonuçların çok küçük olduğunu bulmuşlardır. Bu çalışmada ise, Muğla' nın Yatağan ilçesinde faaliyet gösteren 3 x 210 MW gücündeki kömür yakıtlı bir termik santral olan Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş.' nin sistem ve ekipmanları incelenmiş, nominal işletme verileri alınarak sistemin her bir bileşeni ve tüm sistem için termodinamik kanunları yardımıyla kütle, enerji ve ekserji denklikleri kurularak sistemin enerji ve ekserji analizleri uygulanmış, verimlerin değişimi üzerine etkenlerin grafikleri çizilmiş, ekserji tahribinin yüksek olduğu bileşenler tespit edilerek geliştirme potansiyelleri saptanmış ve verimlilik arttırıcı çözüm önerileri sunulmuştur. 21

34 3. TERMİK SANTRALLER Termik santraller katı, sıvı ve gaz halindeki yakıtlarda var olan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine, ısı enerjisini mekanik enerjiye, mekanik enerjiyi de elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir. Termik santrallerde yakıt olarak kömür, doğalgaz, motorin, fuel oil, taş kömürü gibi yakıtlar kullanılmaktadır (Kızılırmak ve Koçer, 2017). Yanmayla ortaya çıkan ısı enerjisinden elektrik enerjisi üreten merkeze termik santral denir. Yanma, bir kazan yada buhar sürecinde gerçekleştirilir ve suyun buhara dönüştürülmesini ve ısıtılmasını sağlar. Buhar önce türbinin yüksek basınçlı bölümünde ve daha sonra yeniden çok ısıtıldıktan sonra orta ve alçak basınçlı bölümlerde genişler. Birbirini izleyen bu genişlemeler sırasında ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşür. Kondansatörde soğutulunca su yeniden eski haline geçer; türbinden çektiği buharla çalışan bir yeniden ısıtma bölümüyse suyun ısısını yükseltip kazana gönderir. Buhar ve su bir kapalı devre halinde dolaştıkları için, bu çevrim sonsuza kadar yenilenir. Duman kazan çıkışında büyük oranda ısı yitirir ve havaya verilir; böylece yanma olayı gerçekleşir. Kömürle çalışan santrallerde dumanın daha sonra elektrostatik düzenekler yardımıyla tozu alınır ve bacadan dışarı atılır. Bu arada türbinde yaratılan mekanik enerji bir alternatöre iletilir ve burada elektrik enerjisine dönüştürülür. Modern bir termik santralin verimi % 40 dolayındadır. Termik santrallerde kömür kullanımı için gerekli olan tesisler gaz yada mazota oranla çok daha önemli ve büyüktür. Burada özellikle kömürün demiryolu, akarsu ya da deniz yoluyla santrale getirilmesi, boşaltılması, depolanması, santral alanı içinde dolaştırılması ve kazana verilmesi için gerekli tesisler yapılmalıdır. Kömür önce toz haline getirildikten sonra, önceden mazotla 500 C' ye kadar ısıtılmış olan yanma odalarına kuvvetli bir hava akımıyla gönderilir. Bu odaların birkaç 100 m 3 ' ü bulan bir hacmi ve birkaç 1000 m 2 büyüklüğünde bir ısıtma alanı vardır. Büyük bir termik santralin kömür tüketimi günde 3000 tonu aşar. 22

35 Termik santraller içinde linyitli olanlar diğerlerinden çok daha önemli ve güçlü olup, ülkemizin toplam elektrik üretimi içinde linyite dayalı termik santrallerin payı giderek artmaktadır. Yerli enerji kaynaklarımız içinde günümüzde de önemini koruyan linyit yatakları, ülkemizin hemen her yerinde bulunmaktadır. En büyük linyit yatakları; Afşin Elbistan, Muğla, Soma, Tunçbilek, Seyitömer, Konya, Beypazarı, Adana Tufanbeyli ve Sivas havzalarında bulunmaktadır. Kurulu termik santraller de bu bölgelerde yer almaktadır. Linyit, konut sektöründe, termik santrallerde ve sanayi sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaliteli olanlar konut ve sanayi sektörlerinde düşük ısıl değerli olanlar ise termik santrallerde tüketilmektedir. Linyitlerin büyük kısmı düşük kaliteli olduğundan % 77' den fazlası termik santrallerde kullanılmaktadır (Kızılırmak ve Koçer, 2017). Türkiye' de bulunan termik santraller Şekil 3.1' de gösterilmiştir. 23

36 Şekil 3.1. Türkiye Termik Santraller Haritası (Saygılı, 2017) 24

37 Çizelge 3.1' de Türkiye' de bulunan 38 Kömür ve Linyit Yakıtlı Termik Santraller verilmiştir. Bu santrallerin toplam kurulu gücü ,76 MW' dır. Parantez içindeki değer, tesisin inşa aşamasındaki kısmı da tamamlandığında ulaşılacak toplam kurulu gücü ifade eder (Enerji Atlası,2017). Çizelge 3.1. Türkiye' de Bulunan Linyit ve Kömür Yakıtlı Termik Santraller Santralin Adı Santralin Yeri Santral Mülkiyeti Yakıt Güç Zonguldak Eren (ZETES) Afşin Elbistan B Termik Santrali Afşin Elbistan A Termik Santrali İSKEN Sugözü Termik Santrali İÇDAŞ Bekirli Termik Santrali İskenderun Atlas Termik Santrali Soma B Termik Santrali Kemerköy Termik Santrali Yatağan Termik Santrali Çayırhan Termik Santrali Seyitömer Termik Santrali Kangal Termik Santrali Tufanbeyli Termik Santrali Yeniköy Termik Santrali İÇDAŞ Biga Termik Santrali Silopi Termik Santrali Tunçbilek Termik Santrali İzdemir Enerji Aliağa Termik Santrali 18 Mart Çan Termik Santrali Çatalağzı Termik Santrali Aksa Bolu Göynük Termik Santrali İskenderun Demir Çelik Termik Santrali Zonguldak Eren Enerji 25 İthal Kömür MW Kahramanmaraş EÜAŞ Linyit MW Kahramanmaraş EÜAŞ Linyit MW Adana Çanakkale Hatay OYAK İÇDAŞ Elektrik Diler Holding Enerji Grubu İthal Kömür İthal Kömür İthal Kömür MW MW MW Manisa Konya Şeker Enerji Linyit 990 MW Muğla Limak Enerji Linyit 630 MW Muğla Bereket Enerji Linyit 630 MW Ankara Ciner Enerji Linyit 620 MW Kütahya Çelikler Elektrik Linyit 600 MW Sivas Konya Şeker Enerji Linyit 457 MW Adana Enerjisa Elektrik Linyit 450 MW Muğla IC İçtaş Enerji Linyit 420 MW Çanakkale İÇDAŞ Elektrik İthal Kömür 405 MW Şırnak Ciner Enerji Asfaltit 405 MW Kütahya Çelikler Enerji Linyit 365 MW İzmir İzmir Demir Çelik İthal Kömür 350 MW Çanakkale EÜAŞ Linyit 320 MW Zonguldak Bereket Enerji Taş Kömürü 300 MW Bolu Aksa Enerji Linyit 270 MW Hatay OYAK İthal Kömür 220 MW

38 Orhaneli Termik Santrali Çolakoğlu Termik Santrali Yunus Emre Termik Santrali Kardemir Termik Santrali Polat Termik Santrali Soma A Termik Santrali Eti Soda Kojenerasyon Santrali Kahramanmaraş Kağıt Termik Santrali Susurluk Şeker Fabrikası Termik Santrali Amasya Şeker Fabrikası Termik Santrali Kipaş Kağıt Fabrikası Kömür Santrali Aynes Gıda Termik Santrali Küçüker Tekstil Termik Santrali Kütahya Şeker Fabrikası Termik Santrali Çankırı Tuz Fabrikası Kojenerasyon Santrali Göknur Gıda Termik Santrali Bursa Çelikler Enerji Linyit 210 MW Kocaeli Çolakoğlu Metalurji İthal Kömür Eskişehir Naksan Enerji Linyit 190 MW 145 MW (290 MW) Karabük Kardemir A.Ş. Kömür 78 MW Kütahya Polat Elektrik Üretim Linyit 51 MW Manisa EÜAŞ Kömür 44 MW Ankara Ciner Enerji Linyit 24 MW Kahramanmaraş Balıkesir Kahramanmaraş Kağıt Türkiye Şeker Fabrikaları İthal Kömür Linyit 16 MW 9,60 MW Amasya Amasya Şeker A.Ş. Linyit 7,76 MW Kahramanmaraş Kipaş Holding İthal Kömür 7,60 MW (25 MW) Denizli Aynes Gıda Linyit 5,50 MW Denizli Küçüker Tekstil Linyit 5,00 MW Kütahya Çankırı Kütahya Şeker Fabrikası Med Mar Sağlık Salti Tuz Linyit Linyit 4,57 MW (7.128 MW) 1,64 MW Niğde Göknur Gıda Kömür 1,55 MW 3.1. Termik Santral Çalışma Prensibi Termik santraller temel olarak buharlı güç çevrimine başka bir deyişle Rankine çevrimine göre çalışan santrallerdir. Çevrim kondenserden çıkan su ile başlar. Kondenserden çıkan doymuş sıvı halindeki su düşük basınçta onu sıkıştıracak pompaya yönlendirilir. Pompada sıkıştırılan su basıncı artırılarak orta basınç ısıtıcılarına (OBI) gönderilir. Orta basınç ısıtıcıları türbinlerden ara buhar alma yöntemiyle alınan buharın ısısını kullanarak ana çevrimdeki suyu ısıtıp sıcaklığını arttırmakta kullanılan ısı değiştiricilerdir. Bu işlem orta basınçta gerçekleştiği içinde orta basınç ısıtıcıları olarak anılırlar. Orta basınç 26

39 ısıtıcılarından çıkan su degazöre iletilir. Degazör, su pompaya gitmeden önce suyun içindeki buharın arındırılmasını sağlar. Böylece su, besleme suyu pompasına doymuş sıvı olarak gönderilir. Besleme suyu pompası suyu yüksek basınca sıkıştırır ve yüksek basınç ısıtıcılarına (YBI) yönlendirir. Yüksek basınç ısıtıcıları, alçak basınç ısıtıcıları gibi türbinlerden alınan buhar yardımıyla ana çevrimdeki suyun ısıtılmasını sağlayan ısı değiştiricilerdir. Yüksek basınç ısıtıcılarından çıkan su yüksek basınçta kazana girer. Kazan, içerisinde brülörlerin bulunduğu yanma kısmı ve onun üzerinde sıralanmış boru demetlerinden oluşur. Kömür kazan içine yukarıdan püskürtülür ve yakılır. Aşağı düşerken yanan kömür daha sonra kül olarak alt kısımdan alınır. Yanan kömür üst kısımda bulunan boru demetlerinden geçen yüksek basınçtaki suyu ısıtır ve su kazandan kızgın buhar olarak çıkar. Kazandan çıkan kızgın buhar yüksek basınç türbinine (YBT) yönlendirilir. Daha sonra yüksek basınç türbininden çıkan buhar tekrar kazana gönderilir ve tekrar ısıtıldıktan sonra orta basınç türbinine (OBT) iletilir. Orta basınç türbininden çıkıp alçak basınç türbininden (ABT) geçer. Alçak basınç türbininden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar kondensere gider ve burada soğutma suyu yardımıyla soğutularak tekrar doymuş sıvı haline getirilir ve pompaya yönlendirilir. Böylece buharlı güç çevrimi tamamlanmış olur. Türbinler aynı mil üzerinde olup aynı zamanda bu mile bağlı birde jeneratör bulunmaktadır. Türbinden geçen buhar türbin kanatlarına çarparak mili döndürür. Böylece jeneratör elde edilen bu mil işini elektrik enerjisine çevirir ve dağıtımı yapılmak üzere santral alanındaki şalt sahasına iletilir. Santrallarda kullanılan kömür genel olarak yakında bulunan maden sahasından konveyör bant sistemiyle getirilir. Kazandan çıkan yanma sonu baca gazları ise filtrelerden geçirilerek doğal sirkülasyon veya soğutma suyu yardımıyla bacalarda arındırıldıktan ve soğutulduktan sonra doğaya bırakılırlar. Elektrik enerjisinin üretim sürecindeki enerji dönüşümleri şu şekilde meydana gelmektedir: 27

40 Kimyasal Enerji (Yakıt) => Termal Buhar Enerjisi (Kazan) => Mekanik Enerji (Türbin) =>Elektrik Enerjisi(Jeneratör) Termik santrali oluşturan elemanların şematik gösterimi Şekil 3.2' de verilmiştir. Şekil 3.2. Termik Santrali Oluşturan Elemanların Şematik Gösterimi 2015) (Özdemir, Termik santrallar temel olarak bu prensibe göre çalışmaktadırlar. Şekil 3.3' te örnek olarak verilen santral 3 adet orta basınç ısıtıcıları, 3 adet yüksek basınç ısıtıcıları, yüksek, orta ve alçak basınç türbinlerinden oluşan türbin grubu, degazör, kazan besleme suyu tankı, kondanser tahliye pompası, kazan besleme pompası ve kazandan oluşmaktadır. Bu sistemin tamamı santralin bir ünitesidir. Günümüzde var olan santraller bu ve buna benzer bir veya birden fazla üniteden oluşmaktadırlar. Temel olarak benzer sistem yapısına ve akış şemasına sahip bu santrallarde sistem içindeki elemanların sayısında değişiklikler olmaktadır. Örneğin, bazı santrallerde 2 adet alçak basınç ısıtıcısı, iki adet yüksek basınç ısıtıcısı vardır, yani eleman sayıları değişiklik göstermektedir (Çelik, 2015). 28

41 Şekil 3.3. Yatağan Termik Santrali Akış Şeması 29

42 3.2. Sistem Tanıtımı Şekil 3.4. Yatağan Termik Santrali Görünümü (Bereket Enerji, 2017) 210 MW gücündeki 3 üniteden oluşan Yatağan Termik Santrali Muğla' nın Yatağan ilçesinde bulunmaktadır. Muğla Aydın karayolunun 26. kilometresinden ayrılan Milas Bodrum karayolu kavşağı yakınında kurulmuştur. Muğla' ya 28 km, komşu il olan Aydın' a 79 km uzaklıkta bulunmaktadır. Yüzölçümü hektardır. Yatağan Termik Santrali, Muğla Yatağan linyit havzasındaki düşük kalorili kömürün değerlendirilmesi ve ulusal enerji sistemimizin ihtiyacının karşılanması amacıyla 1975 yılında yatırım programına alınmıştır. Santral bu amaçla Yatağan ilçesine 3 km uzaklıktaki m² lik bir alan üzerine kurulmuştur. Santralin yer seçiminde aşağıda belirtilen ölçütler dikkate alınmıştır: Kömür yatakları ile kül ve cüruf atma sahasına yakınlığı, Santralin ihtiyacı olan suyun bulunabilirliği ve yakınlığı, Elektrik tüketim merkezlerine yakınlığı, 30

43 Depreme mukavemet bakımından fay hattında bulunmayışı, Karayolu ulaşım kolaylığı, Rüzgar yönü yılında yatırım programına alınan Santral, ihaleye çıkılarak katılan 6 firma arasında en uygun fiyat ve kredi şartlarını teklif etmiş bulunan Polonya' nın ELEKTRİM firmasına ihale edilmiştir tarihinde adı geçen firma ile ön anlaşma imzalanmış ve aynı yıl içerisinde görüşmelere başlanarak 20 Nisan 1977 tarihinde sözleşme imzalanmıştır. O günün fiyatları ile TL iç ve USD dış bedelle ihale edilen santralin sözleşmesi ana hatlarıyla I. Ünite' nin 36 ay, II. Ünite' nin ise 39 ayda tamamlanmasını öngörmüştür. Daha sonra Bakanlar Kurulunun 8 Nisan 1980 tarih ve 8/648 sayılı kararları ile Yatağan Termik Santrali III. ünitesinin 1980 yılı yatırım programında ele alınması öngörülmüş, 1x210 MW' lık Yatağan III. ünitesi de yine aynı firmayla, 22 Temmuz 1980 tarihinde I. ve II. Ünite sözleşmesi temel alınarak sözleşme imzalanmıştır. Her biri 210 MW gücünde olan ünitelerden ilki 1982' de, ikincisi 1983' te, üçüncüsü ise 1985' te işletmeye açıldı (YTEÜAŞ, 2017). 12 Haziran 2014' te Özelleştirme İdaresi, Yatağan Termik Santrali ile Güney Ege Linyitleri İşletmesi' nin varlık satışı ile özelleştrilmesi için ihale düzenledi. 6 firmanın katıldığı ihaleyi 1 milyar 91 milyon dolar teklif veren Bereket Enerji Grubu şirketlerinden Elsan Elektrik Gereçleri San. ve Tic. A.Ş. kazandı. 1 Aralık 2014 tarihinde Yatağan Termik Santrali, Bereket Enerji (Elsan Elektrik) firması altında kurulan Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş.' ye devredildi (Enerji Atlası, 2017). Yatağan Termik Santrali' nin yıllara göre üretim tablosu Şekil 3.5' te verilmiştir. 31

44 Üretim (kwh) Üretim (kwh) Yıllar Şekil 3.5. Yatağan Termik Santrali Yıllara Göre Üretim Tablosu (YTEÜAŞ, 2017) Yatağan Termik Santrali' nin 2016 yılına ait aylık enerji üretim tablosu Şekil 3.6' da verilmiştir Üretim (kwh) Üretim (kwh) Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Aylar Şekil 3.6. Yatağan Termik Santrali 2016 Yılı Aylık Üretim Tablosu (YTEÜAŞ, 2017) 32

45 Yakıt Hazırlama Sistemi Üç ünite birden tam kapasite çalıştığında Yatağan Termik Santralının bir günlük kömür ihtiyacı ortalama tondur. Bu kömürü sağlamak üzere Yatağan bölgesinde TKİ Güney Ege Linyitleri İşletmesinin üç ocağı bulunmaktadır: Eskihisar, Tınaz ve Bağyaka. Eskihisar Ocağı santrala en yakın olandır. Santralin kuruluşundan beri kömür alınan Eskihisar Ocağı' nın kömür kalitesi de diğer ocaklara kıyasla daha yüksektir. GELİ ile yapılan sözleşmeye göre Eskihisar ocağından alınan kömürün alt ısıl değeri 2000 ±100 kcal/kg' dır. Ocaktan çıkarılan kömür GELİ araçları ile taşınarak primer kırıcıda kırıldıktan sonra mm. boyutlarında YTEÜAŞ' a teslim edilmektedir. Tınaz ve Bağyaka ocaklarından çıkarılan kömürün alt ısıl değeri daha düşüktür. GELİ ile yapılan sözleşmeye göre kömür kalorisinin 1750±100 kcal/kg sınırlarında olması gerekmektedir. Bağyaka Ocağı santrale 9 km ve Tınaz Ocağı ise 12,5 km uzaklıktadır. Tınaz Ocağından santrale kömür taşıyabilmek için yaklaşık 12,5 km uzunluğunda Türkiye' nin en uzun konveyör bandı yapılmıştır. Konveyör bandının kapasitesi 700 ton/saattir. GELİ' den alındıktan sonra işletmenin kömür kırma eleme tesislerinde 0 40 mm boyutlarına indirilen kömür, radyoaktif bant kantarları ile tartıldıktan sonra konveyör bantlarla ton kapasiteli stok sahasına alınır. Sahada 3 adet kömür park makinası bulunmaktadır. Bu makinalar gelen kömürü sahaya dökme, stoktaki kömürü alarak santrala verme, gelen kömürü stoklamadan doğrudan santrala verme ve gelen kömürü santrala verirken üzerine stoktan alınan kömürü ilave etme şeklinde 4 farklı pozisyonda çalışabilmektedir. Stok sahasından alınan kömür, çift bant sistemi ile her ünitede 6 adet bulunan +42 metre kotundaki her biri 200 ton kapasiteli kazan üstü bunkerlerine boşaltılır. Daha sonra bunker altından devir kontrollü çıkarıcılarla alınan kömür kazan çıkışından alınan 800 C sıcaklıktaki gazla karıştırılarak, öğütülüp kazana püskürtülmek üzere santralin zemin kotundaki her biri 50,2 t/h kapasiteli değirmenlere dökülmektedir (YTEÜAŞ, 2017). 33

46 Kül ve Cüruf Atma Sistemi 3х210 MW gücündeki Yatağan Termik Santralinde günde yaklaşık ton linyit kömürü yakılmakta olup yanma sonucunda atık olarak yaklaşık ton kül ve cüruf karışımı çıkmaktadır. Bu karışımın % 96' sı elektrofiltrelerde tutulan uçucu kül, % 4' ü ise kazan yanma odası altından alınan cüruftur. Şartnamede verilen kül analiz değerleri Çizelge 3.2' de verilmiştir. Çizelge 3.2. Kül Analiz Değerleri (YTEÜAŞ, 2017) SiO 2 = % SO 3 = 5 26 % Al 2 O 3 = % MgO = 2,5 % Fe 2 O 3 = 4 19 % Na 2 O = 0,6 % CaO = 5 23 % K 2 O = 1,5 % Santralden mevcut % 99,2 verimle çalışan elektrofiltreler yardımıyla bacalardan kül çıkışı hemen, hemen tümüyle önlenmektedir. Ancak santrale verilen kömürdeki kül oranının yüksek olması halinde % 35 kül oranına göre projelendirilmiş olan kül sevk tesisatının kapasitesi yetersiz kalmaktadır. Bu durumda önlem olarak ünitelerden yük düşülmekte ve böylece kül miktarı azaltılmaktadır. Ayrıca, ünitelerin devreye alınış ve devreden çıkışları esnasında baca gazı 135 C' ye ulaşmadan elektrofiltreler devreye alınamadığı için yaklaşık 1 2 saat süre ile bacadan kül çıkışı önlenememektedir. Normal işletme şartlarında elektrofiltrelerin verimini yüksek tutabilmek için bütün hücrelerin çalışır vaziyette olmasına azami titizlik gösterilmektedir. Elektrofiltre altından, kazanın ara geçişinden, eko altından, bacadan ve luvo altından alınan kül, pnömatik olarak her biri ton kapasiteli 3 adet kül silolarında; kazan altından alınan cüruf ise 2 x ton kapasiteli cüruf bunkerlerinde toplanmaktadır. Kül silolarında biriken kül, her bir silonun altında bulunan kül ıslatma helezonlarında ıslatılarak konveyör bantlara aktarılır. Cüruf bunkerlerinde biriken cüruf da aynı banta boşaltılarak 2 km mesafedeki kül stok sahasına 34

47 taşınır ve burada raylar üzerinde hareket edebilen kül serme makinası ile santral sahasından gönderilen kireçli su ve diğer atık sular eşliğinde sulu sistem ile kül barajına atılır yılı ocak ayından itibaren start up çalışmalarına başlanan Baca Gazı Desülfirizasyon Sisteminden atık olarak çıkan alçı taşı (CaSO4. 2H2O) da aynı bantlarla kül barajına atılmaktadır Buhar Üretim Sistemi Santralde bulunan OB 660 tipi buhar kazanları tabii sirkülasyonlu ve domlu tip olup pülverize edilmiş kömürü yakacak şekilde dizayn edilmiştir. Buhar kazanları çift geçişli olup ekonomizer, buharlaştırıcı panelleri, kızdırıcılar ve tekrar kızdırıcılar olmak üzere dört ana bölümden oluşur. Santralde her ünite için 50.2 ton/saat kapasiteli altı adet değirmen olup, bir adedi yedektir. Kömür bunkerlerinde toplanan kömür, çıkarıcı ve transportlar vasıtasıyla taşınarak kazandan emilen sıcak gazla karıştırılıp değirmene verilir. Değirmenlerde toz haline getirilen kömür, taze hava ile karıştırılıp, kazan içine püskürtülerek yakılır. Kazanların devreye alınması esnasında kömürü tutuşturacak sıcaklığa erişinceye kadar yardımcı yakıt olarak fuel oil kullanılmaktadır. Ayrıca kömür kalorisinin çok düşük olduğu zamanlarda kazandaki alevin sönmemesi için veya santral yükünü artırabilmek için fuel oil yakıcıları devreye alınabilmektedir. Santralde kullanılan fuel oil 2000 m 3 kapasiteli iki adet depolama tanklarındaki 60 C sıcaklıktaki fuel oil alınıp, ara ısıtıcılardan geçirilerek 140 C' de kazana verilir. Kazanlarda domda iki adet, taze buhar sisteminde üç adet ve tekrar kızdırılmış buhar sisteminde dört adet emniyet valfleri bulunmaktadır. Kazan Performans Değerleri Çizelge 3.3' te gösterilmiştir. 35

48 Çizelge 3.3. Kazan Performans Değerleri (YTEÜAŞ, 2017) Maksimum Devamlı Kapasite 660 ton/saat Taze Buhar Çıkış Basıncı 139 kg/cm 2 Tekrar Kızdırılmış Buhar Çıkış Basıncı 24 kg/cm 2 Taze ve Tekrar Kızdırılmış Buhar Sıcaklığı 535 ± 8 C Kazan Termik Verimi % 87.5 Kazanda elde edilen buharın kimyasal özellikleri Çizelge 3.4' te gösterilmiştir. Çizelge 3.4. Kazanda Elde Edilen Buharın Kimyasal Özellikleri İletkenlik (200 C' de) Silis Demir Sodyum ve Potasyum 0,2 μs/cm 0,02 ppb 0,02 ppb 0,01 ppb Şekil 3.7. Buhar Üretim Sistemi Buhar Kazanının Dışardan Görünümü (Kocaekiz, 2010) 36

49 3.2.4 Türbin Sistemi Santraldeki buhar türbinleri Polonya ZAMECH Firması imali 13K215 tipi üç gövdeli, tekrar kızdırmalı aksiyon tipi türbinlerdir. Türbin ara kademelerinden çekilen 6 adet ara buhar, kazan girişi öncesi kazan suyunun ısıtılarak termik verimin yükseltilmesinde kullanılmaktadır. Yüksek basınç, orta basınç, alçak basınç türbinleri ve jeneratör rotorları birbirlerine üç adet kaplinle bağlıdır. Rotorlar 6 adet taşıyıcı 1 adet klavuz yatak ile yataklanmıştır. Kazandan gelen taze buhar, türbinin yüksek basınç kademelerinde iş görerek kazana tekrar kızdırılmaya gönderilir. Tekrar kızdırılan buhar bu defa türbinin orta basınç kademesi ve sonra da alçak basınç kademelerine gelir. Türbini terkeden çürük buhar kondensere dökülerek su haline dönüştürülür. Bu kondensat alçak basınç ısıtıcıları, kazan besleme tankı ve yüksek basınç ısıtıcıları kademelerinde ısıtılarak pompalar vasıtasıyla tekrar kazana basılır. Türbin performans değerleri Çizelge 3.5' te verilmiştir. Çizelge 3.5. Türbin Performans Değerleri (YTEÜAŞ, 2017) Türbin Tipi 13 K 215 Türbin Verimi % 42 Nominal Güç 210MW Maksimum Güç 215 MW Dönüş Hızı 3000 devir/dk Yüksek Basınç Türbini Giriş Buhar Basıncı 130 atm Yüksek Basınç Türbini Giriş Buhar Sıcaklığı 535 C Orta Basınç Türbini Giriş Buhar Basıncı 22,8 atm Orta Basınç Türbini Giriş Buhar Sıcaklığı 535 C Alçak Basınç Türbini Eksoz Buhar Basıncı 0,06 atm Alçak Basınç Türbini Eksoz Buhar Sıcaklığı 55 C Soğutma Suyu Sıcaklığı (Kondenser Girişi) 27 C Soğutma Suyu Sıcaklığı (Kondenser Çıkışı) 34,1 C Şekil 3.8' de türbin sistemi gösterilmiştir. 37

50 Şekil 3.8. Türbin Sistemi (Kocaekiz, 2010) Jeneratör Sistemi Jeneratör üç fazlı iki kutuplu, su ve hidrojen soğutmalı olup Polonya DOLMEL Firması imalatı TWW tipindedir. Jeneratör rotoru alçak basınç türbini rotoruna bağlı bulunmaktadır. Jeneratör içinde bulunan hidrojenin dışarı kaçmasını önlemek amacıyla jeneratör rotor yataklarına hidrojen sızdırmazlık yağı verilmektedir. Jeneratöre ait performans verileri Çizelge 3.6' da verilmiştir. Çizelge 3.6. Jeneratör Performans Verileri (YTEÜAŞ, 2017) Sanal Gücü 247 MW Aktif Gücü 210 MW Jeneratör Çıkış Gerilimi V± % 5 Bağlantı tipi Yıldız Frekans 50± 1 Hz Stator akımı 9056 A Soğutma tipi Hidrojen + su Verimi % 98,60 38

51 Şekil 3.9. Jeneratör Sistemi (YTEÜAŞ, 2017) Şalt Sahası Şalt sahası; güç trafoları, baraları ve diğer bütünleşik elemanları ile elektrik üretim, iletim ve dağıtımın yapıldığı tesislerdir. Şalt sahalarında trafolar aracılığıyla elektrik alçaltılıp veya yükseltilerek istenilen iletim seviyesine getirilir aynı zamanda bunun dışında da önemli fonksiyonları gerçekleştirilir. Kısaca elektrik enerjisini toplamaya veya dağıtmaya yarayan birimlerdir. Yatağan Termik Santrali yakınındaki şalt sahasında üç gerilim seviyesi mevcuttur. Bunların gerilimleri 380 KV, 154 KV ve 31,5 KV' tur. Jeneratörde üretilen enerji 253 MVA lik ana trafo üzerinden 380 KV' luk şalt sahasına aktarılır. 380 KV' luk şalt sahası 11 hücreden meydana gelmiştir. 380 KV şalt sistemi ikisi ana bara ve biri by pass olmak üzere 3 paralel baradan oluşur. Ayrıca 3 Adet 150 MVA gücündeki kuplaj trafoları ile 380 KV' tan 154 KV' a düşürülen gerilim ile çift baralı 154 KV şalt sistemi oluşturulur. 154 KV üzerinden Yatağan yakınındaki Muğla, Aydın, Denizli, Marmaris, Milas, Yeniköy ve Germencik illeri ile ilçelerine verilmektedir. 154 KV çıkışında yer alan 70 39

52 MVA gücünde bir trafo ile oluşturulan 31,5 KV baradan Yatağan çevresindeki ilçe ve köyler beslenmektedir (Başaran, 2012). 380 KV / 154 KV / 31,5 KV şalt sahalarının kontrolü şalt sahası kontrol binasından yapılmaktadır (YTEÜAŞ, 2017). Şekil Şalt Sahası Baca Gazı Kükürt Arıtma Sistemi Kömür veya petrol ürünleri yakan santrallerde baca gazından kükürtdioksiti (SO2) ayıran tesislere Baca Gazı Kükürt Arıtma Tesisleri (BGKAT veya BGD veya FGD) adı verilir. BGD teknolojileri kuru ve ıslak sistemler olarak ikiye ayrılır. Kuru proseslerin avantajları olmasına rağmen yüksek kükürtlü kömürlerde tutma verimi yeterli olmadığı için Dünya' da ve Türkiye' de en yaygın kullanılan proses ıslak kireç taşı prosesidir. Bu proseste tutma verimi % 95' in üzerine çıkabilmektedir (Başaran, 2012). Yatağan Termik Santrali' ne ait baca gazı arıtma sistemine ait akış şeması Şekil 3.11' de verilmiştir. 40

53 Şekil Yatağan Termik Santrali Baca Gazı Arıtma Sistemi (Başaran, 2012) Yatağan baca gazı arıtma sistemine ait tasarım değerleri Çizelge 3.7' de verilmiştir. 41

54 Çizelge 3.7. Baca Gazı Arıtma Sistemi Tasarım Değerleri Parametre Minimum Normal Maksimum Baca Gazı Debisi (Nm 3 /h) / Islak Baca Gazı Debisi (Nm 3 /h) / Kuru SO2 (mg/nm 3 ) Kuru Baz Yıkama Kulesi Resirkülasyon Pompa Sayısı Kireçtaşı ihtiyacı (ton/saat)

55 4. MATERYAL VE YÖNTEM Yapılan bu tez çalışmasında referans çevre sıcaklığı (T0) 25 C, referans çevre basıncı (P0) 101,3 kpa olarak alınmıştır. Türbin izentropik verimi %85 olarak alınmıştır. Pompanın izentropik verimi de %85 olarak alınmıştır. Sistemi birleştiren borularda basınç ve ısı kaybının olmadığı kabul edilmiştir Denge Denklemleri Bu bölümde, termodinamik yasalara bağlı olarak bazı tanımlayıcı açıklamalar elektrik üretim sisteminin analizi için verilmiştir. Sırasıyla kütle, enerji ve ekserji denge denklemlerini kapsayan ilkeler sistemin iyileştirme potansiyelini araştırmak için incelenmiştir (Dincer, 2012). Kütle denge analizi, herhangi bir termodinamik sistemin analizinde kullanılan temel bir ilkedir. Kararlı hal durumu için kütle dengesi aşağıdaki gibi verilebilir. ç (4.1) burada g ve ç alt indisleri sırasıyla sisteme giren ve çıkan madde akımını göstermektedir. Enerji denge denklemi verilen prosesin değişim özelliğini açıklamada uygulanır. İncelemesi yapılan prosesin enerji dengesi termodinamiğin birinci yasasına göre sistem içinde korunur. Kinetik ve potansiyel enerji etkilerinin ihmal edilmesiyle kararlı hal şartları için enerji denge denklemi aşağıdaki gibi verilir (Bejan, 1996). ç ç (4.2) Ekserji analizi, enerji kaynaklarının ekonomik ve etkin kullanımı için stratejiler oluşturmada destekleyicidir ve enerji üretim sistemlerinin dizaynlarının incelenmesinde kullanılmaktadır. Sistemin termodinamik analizi için kullanılan ekserji denge denklemi aşağıdaki gibi verilir (Dincer, 2012). m ex E x ç m çex ç E x E x (4.3) 43

56 Burada Ex ekserji transfer hızı, Ex ısı transfer hızının ekserjisi ve Ex iş ile alakalı ekserji transfer hızıdır. Ekserji yıkımı E x ile ifade edilmektedir. ex prosesin spesifik ekserjisidir. Bu kavramlar aşağıdaki şekilde ifade edilir; E x 1 Q (4.4) E x W (4.5) ex ex ex ex ex (4.6) Burada ex, ex, ex ve ex sırasıyla kinetik, potansiyel, fiziksel ve kimyasal ekserjidir. Kinetik ve potansiyel ekserjiler ihmal edilebilir olduğundan, fiziksel ekserji şu şekilde ifade edilebilir; ex, h h T s s (4.7) Kimyasal ekserji ise maddenin kimyasal dengesinden kimyasal yapısının uzaklığı ile bağlantılıdır. Yakıtların spesifik kimyasal ekserjileri molar kimyasal ekserji ( ) ve ilgili yakıtın alt ısıl değeri (LHVy) kullanılarak tanımlanır (Szargut, 1987). (4.8) İdeal gazların kimyasal ekserji içerikleri şu şekildedir; ex ex R T lnz (4.9) Burada z i numaralı bileşenin mol kesrini ve ex verilen referans sıcaklık ve basınçta molar kimyasal ekserjidir ve şu şekilde ifade edilir; ex ex, h (4.10) 44

57 Burada ex,, h ve T sırasıyla i numaralı kimyasal bileşenin standart molar kimyasal ekserjisi, oluşum entalpisi ve gazlaştırma sıcaklığıdır. Materyal akışının ekserjisi aşağıda verildiği gibidir; E x m ex (4.11) Termik Santral Denge Denklemleri Ekserji analizi bakış açısından hareketle alternatif enerji kaynakları tarafından desteklenen entegre sistemin performansını değerlendirmek için sistem ile sistemin tüm bileşenlerinin hem ürün ve hem de girdi ilişkisinin belirlenmesi gereklidir. Yukarıdaki kabullere bağlı olarak sistemin bileşenleri için enerji ve ekserji analiz ifadeleri aşağıdaki verilmiştir. Şekil 4.1. Sistem kondanser tahliye pompası Kondanser tahliye pompası kondanserde toplanan yoğuşum suyunu orta basınç ısıtıcılarından geçirerek kazan besleme suyu tankına gönderir. Kondanser tahliye pompasına ait giren ve çıkan akımlar Şekil 4.1' de gösterilmiştir. Ayrıca kondanser tahliye pompasına ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m (4.12a) Enerji : m h m h (4.12b) 45

58 Entropi : m s S ü, m s (4.12c) Ekserji : m ex m ex E, (4.12d) Orta basınç ısıtıcıları kondanser tahliye pompası ile kazan besleme tankı arasında yer alırlar. Türbinden aldıkları ara buharlarla kondanser tahliye pompasından gelen suyu ısıtırlar. İçlerinde boru demetleri bulunur, borunun içinden tahliye pompasından gelen su geçer, ara buharda boruların dışına dökülür. Isınan su besleme tankına gider, ısısını veren ara buharda yoğuşur ve kondansere dökülür. Sistemde 3 adet orta basınç ısıtıcısı bulunmaktadır. Orta basınç ısıtıcısı 1' e ait giren ve çıkan akımlar Şekil 4.2' de gösterilmiştir. Şekil 4.2. Sistem orta basınç ısıtıcısı 1 Orta basınç ısıtıcısı 1' e ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.13a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.13b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.13c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex m ex E, (4.13d) 46

59 Orta basınç ısıtıcısı 2' ye giren ve çıkan akımlar Şekil 4.3' te verilmiştir. Şekil 4.3. Sistem orta basınç ısıtıcısı 2 Orta basınç ısıtıcısı 2' ye ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.14a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.14b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.14c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex m ex E, (4.14d) Orta basınç ısıtıcısı 3' e giren ve çıkan akımlar Şekil 4.4' te verilmiştir. Şekil 4.4. Sistem orta basınç ısıtıcısı 3 47

60 Orta basınç ısıtıcısı 3' e ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m (4.15a) Enerji : m h m h m h m h (4.15b) Entropi : m s m s S ü, m s m s (4.15c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex E, (4.15d) Degazörle kazan besleme suyu tankı beraber monte edilmişlerdir. Orta basınç ısıtıcılarından gelen tahliye (yoğuşum) suyu degazörden geçer. Degazör fiziksel yolla suyun içindeki gazları atmosfere atar. Degazörün iyi çalışabilmesi için sıcaklığının basıncına eşdeğer kaynama sıcaklığında olması ve suyu çok küçük parçalara ayırması gerekmektedir. Degazörde gaz alma nominal parametreleri 6 ata basınç ve 158 C sıcaklıktır. Degazörde gazı alınan su besleme tankında toplanır. Bu tank kazan besleme pompalarına depoluk görevi görür. Pompa seviyesinden daha yüksek seviyede olduğu için de onların emiş basınçlarını yükseltirler. Besleme suyu tankına giren ve çıkan akımlar Şekil 4.5' te verilmiştir. Şekil 4.5. Sistem besleme suyu tankı 48

61 Besleme suyu tankına ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m (4.16a) Enerji : m h m h m h m h (4.16b) Entropi : m s m s S ü, m s m s (4.16c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex E, (4.16d) Kazan besleme pompası, kazan besleme suyu tankı ile yüksek basınç ısıtıcıları arasında bulunur. Görevi kazan besleme suyu tankından suyu almak, ara buhar ve yoğuşum suyunu mevcut ısı sayesinde ısıtmak ve suyu yüksek basınç ısıtıcıları ve ekonomizör borularından geçirerek kazana göndermektir. Kazan besleme pompasına giren ve çıkan akımlar Şekil 4.6' da verilmiştir. Şekil 4.6. Sistem kazan besleme pompası Kazan besleme pompasına ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m (4.17a) Enerji : m h m h (4.17b) Entropi : m s S ü, m s (4.17c) Ekserji : m ex m ex E, (4.17d) 49

62 Yüksek basınç ısıtıcıları kazan besleme pompası ile kazan arasında yer alırlar. İçerisinde boru demetleri bulunur, besleme pompasından gelen su borulardan geçer. Türbinden alınan ara buhar da boruların dışına dökülür. Isınan besleme suyu kazanın ekonomizör borularına gider. Isısını veren ara buhar da yoğuşarak kazan besleme tankına dökülür. Sistemde 3 adet yüksek basınç ısıtıcısı bulunmaktadır. Yüksek basınç ısıtıcılarının çıkışındaki besleme suyu sıcaklığı 243 C' dir. Yüksek basınç ısıtıcısı 1' e giren ve çıkan akımlar Şekil 4.7' de verilmiştir. Şekil 4.7. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı 1 Yüksek basınç ısıtıcısı 1' e ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.18a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.18b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.18c) Ekserji :m ex m ex m ex m ex m ex Ex, (4.18d) 50

63 Yüksek basınç ısıtıcısı 2' ye giren ve çıkan akımlar Şekil 4.8' de verilmiştir. Şekil 4.8. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı 2 Yüksek basınç ısıtıcısı 2' ye ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.19a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.19b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.19c) Ekserji :m ex m ex m ex m ex m ex Ex, (4.19d) Yüksek basınç ısıtıcısı 3' e giren ve çıkan akımlar Şekil 4.9' da verilmiştir. Şekil 4.9. Sistem yüksek basınç ısıtıcısı 3 51

64 Yüksek basınç ısıtıcısına ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m (4.20a) Enerji : m h m h m h m h (4.20b) Entropi : m s m s S ü, m s m s (4.20c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex Ex, (4.20d) Santralde bulunan kazan tabi sirkülasyonlu, domlu, su ve hava ön ısıtmalı çift geçişli kızdırıcılı ve tekrar kızdırıcılı bir kazandır. Kazanın ilk ateşlemesi 140 C' ye kadar ısıtılmış olan fuel oilin propan gazı ile yakılmasıdır. Kazan yakılmadan önce su ile doldurulur. Kazanda üretilen buhar 139 kg/cm 3 basıncında, 540 C sıcaklığındadır. Yüksek basınç türbinine giden taze buhar buradan çıktıktan sonra tekrar kazana, tekrar kızdırıcılara gelir. Tekrar kızdırıcıdan çıkışta basınç 23 kg/cm 3 sıcaklık 540 C' dir. Kazandan çıkan tekrar kızdırılmış buhar türbin orta basınç kademesine, oradan çıkıp alçak basınç kademesine gider. Çizelge 4.1. Kazana Giren 32 Noktasındaki Kömürün Kimyasal Bileşimi Kömür Mol Ağırlığı (kg/kmol) M Kütle Yüzdesi (%) Y Kütlesel Debi (kg/s) C S N H O CaO SiO Al 2 O Fe 2 O MgO K 2 O SO Toplam 1 69,44 Kazana 32 noktasından giren kömürün kimyasal ekserjisi denklem (4.21) e göre hesaplanmıştır (Dincer, 2012). 52

65 ex (4.21) Kazan için giriş ve çıkış akımları Şekil 4.10' da gösterilmiştir. Şekil Sistem kazanı Kazana ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.22a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.22b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.22c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex m ex Ex, (4.22d) 53

66 Yüksek basınç türbini kazan ile orta basınç türbini arasında yer alır. Kazandan çıkan taze buhar yüksek basınç türbinine gelir. Gelen buhar buradan çıktıktan sonra tekrar kazana, tekrar kızdırıcılara gelir. Yüksek basınç türbininden çıkıştaki buhar basıncı 26,5 ata' dır. Buharın sıcaklığı ise 313 C' dir. Tekrar kızdırıcıya giden bu buhar kızdırıcıdan çıktıktan sonra orta basınç türbinine gider. Yüksek basınç türbini için giriş ve çıkış akımları Şekil 4.11' de gösterilmiştir. Şekil Sistem yüksek basınç türbini Yüksek basınç türbinine ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m (4.23a) Enerji : m h m h m h (4.23b) Entropi : m s S ü, m s m s (4.23c) Ekserji : m ex m ex m ex Ex, (4.23d) Sistemde bulunan orta basınç türbini yüksek basınç türbini ile alçak basınç türbini arasında yer alır. Kazandan tekrar kızdırılıp çıkan buhar orta basınç türbinine gelir, buradan da alçak basınç türbininin orta kısmına gönderilir. Orta basınç türbinine gelen buharın basıncı 22,8 ata iken sıcaklığı 535 C' dir. 54

67 Sistem orta basınç türbinine giren ve çıkan akımlar Şekil 4.12' görülmektedir. de Şekil Sistem orta basınç türbini Orta basınç türbinine ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m m (4.24a) Enerji : m h m h m h m h m h m h (4.24b) Entropi : m s S ü, m s m s m s m s m s (4.24c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex m ex m ex Ex, (4.24d) Alçak basınç türbini sistemde orta basınç türbini ve kondanser arasında yer alır. Alçak basınç türbini iki koldan akışlı ve her kolda da dört kademe olacak şekilde dizayn edilmiştir. Orta basınç türbininden çıkan buhar alçak basınç türbinine gelir. Alçak basınç türbinin girişinde vana olmadığı için buhar türbine hemen girer. Buradan çıkan buhar ise kondansere dökülür. Bu türbinde genişleyen buharın basınç ve sıcaklığı çok düşmüştür. Bu yüzden bu buhara çürük buhar 55

68 denir. İçerisinde su zerrecikleri de oluştuğu için yaş buhar da denir. Buraya gelen buharın sıcaklığı 170 C iken basıncı 1,2 ata' dır. Alçak basınç türbinine giren ve çıkan akımlar Şekil 4.13' te gösterilmiştir. Şekil Sistem alçak basınç türbini Alçak basınç türbinine ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m (4.25a) Enerji : m h m h (4.25b) Entropi : m s S ü, m s (4.25c) Ekserji :m ex m ex E, (4.25d) Kondanserin içerisinde binlerce bakır alaşımlı borular vardır. Bu boruların içerisinden soğutma kulesinden gelen su geçer, boruların dışına da alçak basınç türbininden gelen çürük buhar dökülür. Boruların dışından geçmekte olan çürük buhar ısısını soğutma suyuna vererek yoğuşur ve kondanserin altında toplanır. Isınan soğutma suyu tekrar soğutma kulelerine döner. Bu esnada kondanserde oluşan gazlar ejektörle dışarı atılırlar. Böylece kondanserde devamlı vakum tutulmuş olur. 56

69 Kondanser için giren ve çıkan akımlarının gösterimi Şekil 4.14' te verilmiştir. Şekil Sistem kondanseri Kondansere ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m m m m (4.26a) Enerji : m h m h m h m h m h (4.26b) Entropi : m s m s m s S ü, m s m s (4.26c) Ekserji : m ex m ex m ex m ex m ex Ex, (4.26d) Kondanserden gelen ısınmış su soğutma kulesinin üst kısmında önce komple yüzeye dağılır. Sonta yüzey büyütücü PVC elemanlarından geçerken, soğutma kulesi bacasında bulunan aspiratörün çektiği hava ile karşılaşarak ısı alışverişi yaparlar, ısısını veren soğutma suyu soğur ve soğutma kulesi havzunda toplanır. Isıyı alan hava da bir miktar su buharı ile beraber kule bacasından atmosfere atılır. 57

70 Soğutma kulesine giren ve çıkan akımları Şekil 4.15' te verilmiştir. Şekil Sistem soğutma kulesi Soğutma kulesine ait kütle, enerji, entropi ve ekserji dengeleri aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir. Kütle : m m (4.27a) Enerji : m h m h (4.27b) Entropi : m s S ü, m s (4.27c) Ekserji : m ex m ex Ex, (4.27d) Kömürün Özellikleri Santralde kullanılan kömür ortalama kcal / kg alt ısıl değerine sahip olup, ünite başına 69,45 kg/s yakılmakta ve içeriği % 70 C, % 5 H2, % 2 N2, % 23 O2 ve kömürün su oranı % 30'dur. Kömür numuneleri için brüt kalorifik değer (GCV), net kalorifik değer (NCV), entropi ve kimyasal ekserji hesaplamaları aşağıdaki denklemlerde kısaca tanımlanmıştır. Kömürün brüt kalorifik değerinin tahminleri aşağıdaki gibi yazılmalıdır. Kömür elementlerinin ağırlık yüzdesine bağlı olarak formül (Kaiho ve Yamada, 2012); % % % % (4.28) 58

71 Kurak, kül içermeyen temel brüt kalorifik değer hesaplaması için, denklem aşağıda verilen şekilde tanımlanabilir (Mason, 1983). Burada c, h, o, n, s karbon dioksit, hidrojen, oksijen, nitrojen ve kükürt ve kül içermeyen kömür bazında sırasıyla ve MJ / kg olarak tanımlanır (4.29) Net kalorifik değeri orjinal bazda açıklamak faydalıdır; bu aşağıdaki eşitlikle yapılabilir (Van Loo ve Koppejan, 2008) (4.30) burada, ağırlıkça nem içeriğidir. Kömür yanması ile ilgili ekserji sistemleri için kömür entropisi ve kimyasal ekserji hesabı çok önemlidir. Kuru ve kül içermeyen kömür numunelerinin spesifik ekserji içeriği aşağıdaki gibi tanımlanabilir (Mancarella ve Chicco, 2008) exp (4.31) Burada DAF, kuru ve kül içermeyen temel anlamına gelir ve entropi birimi kj/ kg K'dir. Kömür numunelerinin kimyasal ekserji içeriği, kuru ve kül içermeyen temel olarak aşağıdaki gibi tanımlanabilir (Kaygusuz, 2009). (4.32) 59

72 Ekserji değeri külsüz bazda kuru kömür için MJ/kg olur. Buna ek olarak, yüksek sabit karbon içeren kömürler için kimyasal ekserji kg kuru külsüz bazda 7 ila 8,2 MJ arasında değişir. Kömürün yaş temelli spesifik kimyasal ekserjisi, kül içeriği ihmal edilerek hesaplanabilir. Çünkü külün kimyasal ekserjiye katkısı önemsizdir (Sudiro ve Bertucco, 2009). % % (4.33) Burada, kurutulmuş kömürün ağırlık yüzdesi % ; %, suyun ağırlıkça yüzdesi; suyun moleküler kütlesidir Enerji ve Ekserji Verimliliği Analizleri Enerji ile ilgili performans ölçüsü olarak; bir sistemin enerji verimliliği (η), sistem sınırından sisteme enerji girişine kadar faydalı üretim oranı olarak tanımlanabilir. η ƩÇ Ʃ = 1 Ʃ Ʃ (4.34) Çalışma koşullarına göre ekserji verim ( ) eşitlikleri aşağıdaki gibi tanımlanabilir. ƩÇ Ʃ = 1 Ʃ Ʃ (4.35) 60

73 5. ARAŞTIRMA BULGULARI Termik santralde bulunan güç üretim hattı için tüm proseslere ayrı ayrı enerji ve ekserji analizleri uygulanmıştır. Orta basınç ısıtıcısı 1 enerji verimliliği denklem (5.1) de gösterilmiştir. (5.1) Orta basınç ısıtıcısı 2 enerji verimliliği denklem (5.2) de gösterilmiştir. (5.2) Orta basınç ısıtıcısı 3 enerji verimliliği denklem (5.3) te gösterilmiştir. (5.3) Yüksek basınç ısıtıcısı 1 enerji verimliliği denklem (5.4) te gösterilmiştir. (5.4) Yüksek basınç ısıtıcısı 2 enerji verimliliği denklem (5.5) te gösterilmiştir. (5.5) Yüksek basınç ısıtıcısı 3 enerji verimliliği denklem (5.6) da gösterilmiştir. (5.6) Kazanda enerji girdisinin yüksek olmasının sebebi, güç üretimi için yüksek sıcaklıklara çıkılması gerekmesidir. Bundan dolayı kazana yüksek miktarda 61

74 kömür girmektedir. Bu kömür toz halde kazan içerisine bantlar yardımıyla sevk edilmektedir. Kazan için enerji verimliliği denklem (5.7) de gösterilmiştir. (5.7) Yüksek basınç türbini için enerji verimliliği denklem (5.8) de gösterilmiştir. (5.8) Orta basınç türbini için enerji verimliliği denklem (5.9) da gösterilmiştir. (5.9) Alçak basınç türbini için enerji verimliliği denklem (5.10) da gösterilmiştir. (5.10) Sistem e ait tüm iş girdilerinin olduğu ekipmanların toplam gücü denklem (5.11)' de gösterilmiştir. (5.11) Termodinamiğin birinci yasasının uygulandığı sistemlerde tek başına enerji çözümlemesi yeterli olmamaktadır. Dolayısıyla entropi üretimlerinin ve de ekserjilerinin de buna bağlı olarak da her prosesin ayrı ayrı ekserji verimliliklerinin de hesaplanması gerekmektedir. Ekserji verimi tüm prosesler için çıkan ekserjinin giren ekserjiye oranıdır ç. Bu tanıma bağlı olarak orta basınç ısıtıcısı 1 in ekserji verimi aşağıdaki gibidir. 62

75 (5.12) Orta basınç ısıtıcısı 2 için ekserji verimi aşağıdaki şekilde hesaplanabilir. (5.13) Orta basınç ısıtıcısı 3 için ekserji verimi aşağıdaki şekilde hesaplanabilir. (5.14) Yüksek basınç ısıtıcısı 1 ekserji verimi aşağıdaki şekilde hesaplanabilir. (5.15) Yüksek basınç ısıtıcısı 2 ekserji verimi aşağıdaki şekilde hesaplanabilir. (5.16) Yüksek basınç ısıtıcısı 3 ekserji verimi aşağıdaki şekilde hesaplanabilir. (5.17) Kazan için ekserji verimi denklem (5.18) de gösterilmiştir. (5.18) Yüksek basınç türbini ekserji verimi denklem (5.19) da gösterilmiştir. (5.19) 63

76 Orta basınç türbini ekserji verimi denklem (5.20) de gösterilmiştir. (5.20) Alçak basınç türbini ekserji verimi denklem (5.21) de gösterilmiştir. (5.21) Sistemin ekserji verimini bulmak için kullanılan denklem (5.22)' de gösterilmiştir. Ʃ (5.22) Sistemin ekserji yıkımı aşağıdaki denklemle bulunabilir. = m ex Ʃ (5.23) Çizelge 5.1' de termodinamik analizi yapılan; Şekil 3.1' de akış şeması verilen Yatağan Termik Santrali'nin her bir noktasının kütlesel debisi (kg/s), sıcaklığı ( C), entalpisi (kj/kg), entropisi (kj/kgk), enerjisi (kw), ekserjisi (kw) olarak hesaplanmıştır. Kütlesel debi ve sıcaklık hariç diğer noktaların entalpi, entropi, enerji ve ekserji değerleri EES (Engineering Equation Solver) Mühendislik yazılım programında hesaplanmıştır. 64

77 Çizelge 5.1. Yatağan Termik Santrali'ne Ait Enerji ve Ekserji Değerleri Sıra ṁ (kg/s) Sıcaklık ( C) h (kj/kg) s (kj/kgk) Enerji (kw) Ekserji (kw) 1 180, ,7 1, , ,4 1, , ,4 1, , , , ,2 1, ,5 1, ,4 1, ,3 2, ,1 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,4 0,3948 4, ,44 34, , , , ,6 1, , , , , , ,6 0,505 24, , ,5 2, , ,3 2, , ,4 2, , ,8 0, , Yatağan Termik Santrali'nde kazan, yüksek basınç türbini, orta basınç türbini ve alçak basınç türbini için gerçekleşen ekserji yıkımı değerleri, enerji ve ekserji verimleri Çizelge 5.2' de gösterilmiştir. 65

78 Çizelge 5.2. Yatağan Termik Santrali'ne ait Ekserji Yıkımı, Enerji Verimi, Ekserji Verimi Değerleri Ekserji Yıkımı (kw) ) Enerji Verimi (%) (ƞ) Ekserji Verimi (%) Kazan ,8238 0,4872 Yüksek Basınç ,7960 0,5741 Türbini Orta Basınç ,6708 0,3013 Türbini Alçak Basınç Türbini ,8598 0,1642 Elde edilen değerlere göre kazan, yüksek basınç türbini, orta basınç türbini, alçak basınç türbini ekserji yıkım değerleri Şekil 5.1' de verilmiştir. Ekserji Yıkımı (kw) Kazan Yüksek Basınç Türbini Orta Basınç Türbini Alçak Basınç Türbini Şekil 5.1. Kazan, YBT, OBT, ABT İçin Ekserji Yıkım Değerleri (kw) Elde edilen değerlere göre kazan, yüksek basınç türbini, orta basınç türbini, alçak basınç türbini enerji verim değerleri Şekil 5.2' de verilmiştir. 66

79 1 0,9 0,8 Enerji Verimi (%) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Kazan Yüksek Basınç Türbini Orta Basınç Türbini Alçak Basınç Türbini Şekil 5.2. Kazan, YBT, OBT, ABT İçin Enerji Verim Değerleri (%) Elde edilen değerlere göre kazan, yüksek basınç türbini, orta basınç türbini, alçak basınç türbini ekserji verim değerleri Şekil 5.3' te verilmiştir. 0,6 0,5 Ekserji Verimi (%) 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Kazan Yüksek Basınç Türbini Orta Basınç Türbini Alçak Basınç Türbini Şekil 5.3. Kazan, YBT, OBT, ABT İçin Ekserji Verim Değerleri (%) 67

80 ,8 Ekserji yıkımı (kw) Ex D,YBtürbini 0,7 0,6 0,5 Verim % YBtürbini 0,4 0 0, Türbin giriş sıcaklığı ( o C) Şekil 5.4. Yüksek basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi Yüksek basınç türbininde türbin giriş sıcaklığı yükseldikçe ekserji verimi azalırken, ekserji yıkımının yükseldiği gözlemlenmiştir. 0 C sıcaklıkta kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 800 C sıcaklıkta kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 0 C sıcaklıkta verim %72 civarında kalırken, 800 C sıcaklıkta %36 civarında kalmıştır ,8 Ekserji yıkımı (kw) Ex D,YBtürbini 0,7 0,6 0,5 Verim % YBtürbini 0,4 0 0, Türbin giriş sıcaklığı ( o C) Şekil 5.5. Orta basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi 68

81 Orta basınç türbininde türbin giriş sıcaklığı yükseldikçe ekserji verimi azalırken, ekserji yıkımının yükseldiği gözlemlenmiştir. 0 C sıcaklıkta yaklaşık kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 800 C sıcaklıkta kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 0 C sıcaklıkta verim %36 civarında kalırken, 800 C sıcaklıkta %20 civarında kalmıştır , Ekserji yıkımı (kw) Ex D,ABtürbini 0,16 0,14 Verim % ABtürbini , Türbin giriş sıcaklığı ( o C) Şekil 5.6. Alçak basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin sıcaklığa bağlı değişimi Alçak basınç türbininde türbin giriş sıcaklığı yükseldikçe ekserji verimi azalırken, ekserji yıkımının yükseldiği gözlemlenmiştir. 150 C sıcaklıkta kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 250 C sıcaklıkta kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 150 C sıcaklıkta verim %17,6 civarında kalırken, 250 C sıcaklıkta %12,8 civarında kalmıştır. 69

82 , kazan 1 Ekserji yıkımı (kw) Ex D,kazan 0,9 0,8 0,7 0,6 Verim % kazan 0, , Kazan çıkış sıcaklığı ( o C) Şekil 5.7. Kazan çıkış sıcaklığının arttırılmasının ekserji yıkımına, kazan enerji ve ekserji verimlerine etkisi Kazan çıkış sıcaklığı yükseldikçe ekserji verimi arttığı, ekserji yıkımının azaldığı ve enerji veriminin arttığı gözlemlenmiştir. 400 C çıkış sıcaklığında kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 700 C çıkış sıcaklığında kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 400 C çıkış sıcaklığında ekserji verimi %45 civarında kalırken, 700 C çıkış sıcaklığında %54 civarında kalmıştır. Enerji verimi ise; 400 C çıkış sıcaklığında %72 civarında kalırken, 700 C çıkış sıcaklığında %95 civarında kalmıştır. 70

83 , Ex D,YBtürbini 0,59 Ekserji yıkımı (kw) YBtürbini 0,585 0,58 0,575 Verim % , Türbin basıncı (kpa) 0,565 Şekil 5.8. Yüksek basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Yüksek basınç türbininde türbin basıncı yükseldikçe ekserji verimi artarken, aynı zamanda ekserji yıkımının da yükseldiği ancak bir süre sonra düşme eğilimi gösterdiği gözlemlenmiştir kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı gözlemlenirken kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde kpa türbin basıncında ekserji verimi %56,665 civarında kalırken, kpa türbin basıncında %59,25 civarında kalmıştır. 71

84 ,4 Ekserji yıkımı (kw) Ex D,OBtürbini OBtürbini 0,3 0,2 Verim % , Türbin basıncı (kpa) Şekil 5.9. Orta basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Orta basınç türbininde, türbin basıncı yükseldikçe ekserji veriminin azaldığı, ekserji yıkımının da yükseldiği gözlemlenmiştir kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 4000 kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 1500 kpa türbin basıncında ekserji verimi %31 civarında kalırken, 4000 kpa türbin basıncında %29 civarında kalmıştır. 72

85 , Ex D,ABtürbini Ekserji yıkımı (kw) ABtürbini 0,165 0,16 0,155 Verim % , Türbin basıncı (kpa) Şekil Alçak basınç türbini ekserji yıkımı ve ekserji veriminin basınca bağlı değişimi Alçak basınç türbininde türbin basıncı yükseldikçe ekserji veriminin azaldığı, ekserji yıkımının yükseldiği gözlemlenmiştir. 100 kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı gözlemlenirken 200 kpa türbin basıncında kw ekserji yıkımı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı şekilde 100 kpa türbin basıncında ekserji verimi %16,9 civarında kalırken, 200 kpa türbin basıncında %15,25 civarında kalmıştır. 73

86 ,6 Ekserji yıkımı (kw) sistem 0,5 0,4 0,3 Verim % Ex D,sistem 0, , Kazan çıkış sıcaklığı ( o C) Şekil Kazan çıkış sıcaklığının ekserji yıkımı ve ekserji verimine etkisi Kazan çıkış sıcaklığının arttırılmasının ekserji yıkımının azalttığı ve ekserji verimini arttırdığı şekilde görülmektedir. Şu anki teknolojilerde 600 C ile 650 C ye kadar dayanıklı türbin tasarımları yapıldığından kazan sıcaklığının çıkabileceği maksimum değer bellidir. Türbin malzemesi değiştirilerek sıcaklık zorlamaları yapılacak olursa sisteme katkı sağlayacağı bu çalışmada ifade edilmeye çalışılmıştır. Türbinlerde üretilen güçlere ait grafik Şekil 5.12' de verilmiştir Üretim (kw) YBT OBT ABT 0 Yüksek Basınç Türbini Orta Basınç Türbini Alçak Basınç Türbini Şekil Türbinlerde üretilen güç (kw) 74

87 6. SONUÇ VE ÖNERİLER Enerji kaynaklarının giderek azalması, enerji maliyetlerinin artması ve çevresel etkilerden dolayı tüm dünyada enerjinin verimli bir şekilde kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Buna bağlı olarak, enerjinin çok kullanıldığı veya değişime uğratıldığı sistemlerde termodinamik analiz yöntemleri olan enerji ve ekserji analizleri ile sistemin verimliliğinin değerlendirilmesi yapılarak iyileştirmelere gidilmesi gerekmektedir. Çünkü bu sayede enerji ve ekserji kayıplarının önüne geçilerek enerji tasarrufu sağlanabilir ve enerji maliyetleri düşürülebilir. Yapılan hesaplamalarda Muğla ilinin Yatağan ilçesinde faaliyet gösteren 3x210 MW gücündeki linyit kömürü yakıtlı bir termik santral olan Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş' den nominal işletme şartları ile ilgili veriler alınmış, ünitenin ekipmanları için kütle, enerji, ekserji ve entropi denklikleri kurularak sistemin enerji ve ekserji analizleri yapılmşıtır. Elde ettiğimiz sonuçlara göre santral ünitesinin enerji ve ekserji verimleri sırasıyla % 35,2 ve % 27 olarak bulunmuştur. En yüksek ekserji tahribinin 491,3 MW ve ile kazanda meydana geldiği tespit edilmiştir. Dolayısıyla geliştirme potansiyeli en yüksek ekipmanın kazan olduğu sonucuna varılmıştır. Orta basınç türbini ekserji tahribi ve geliştirme potansiyeli en yüksek ikinci ekipman olmasına rağmen kazana göre değerleri kazanın %22'si civarındadır (109,9 MW). Türbinde yapılacak olan iyileştirmeler ekserji veriminin artışını sağlasa da maliyetler göz önüne alındığında tercih edilebilir olmaktan uzaktır. Diğer ekipmanların ekserji tahripleri ve geliştirme potansiyelleri ise oldukça düşük seviyelerdedir. Bu yüzden yapılacak olan iyileştirmelerin sistem verimine çok bir etkisi olmayacağı gibi işletmeye ekstra maliyete sebep olacaktır. Yapılması gereken iyileştirmelerin sisteme enerji ve ekserji verimi olarak en fazla etkisi olan kazandan başlatılması sonucuna ulaşılmıştır. Kazanda tahribin 75

88 fazla olmasına neden olarak kazan borularının iç ve dış yüzeylerinde tabakalar oluşması, sistemden çevreye atılan ısı, yanma odasına verilen hava miktarının az olması gösterilebilir. Çünkü eksik hava verilmesi durumunda yakıt tam olarak yanmadan dışarı atılmaktadır, bu da verimi düşürmektedir. Hava fanlarının gözden geçirilmesi enerji ve ekserji kayıplarını engelleyebilir. Ayrıca iyileştirme olarak türbin giriş sıcaklıklarının arttırılması verimi arttıracaktır. Çeşitli yöntemlerle ünitede ısı kayıplarının fazla olduğu noktalar belirlenebilir ve gerekli izolasyonlar yapılarak enerji ve ekserji kayıpları azaltılabilir. Günümüzde 110 ton/s kömür sarfiyatı ile bu tesisten daha fazla enerji üreten termik santraller bulunmaktadır. Bunun nedeni ise Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş'de kullanılan kömürün alt ısıl değerinin kalori olmasıdır. Soğutma kulelerinde atılan ısı fabrika içi sıcak su hazırlama ünitesinde, fabrika içi ofis ve mahallerin ısıtılmasında, Soma Termik Santrali' nde yapıldığı gibi şehir içi ısınmada kullanılması ile tasarruf sağlanabilecektir. Sonuç olarak sistemde yüzde yüz enerji ve ekserji verimi sağlanması imkansızdır. Fakat ekserji tahribi fazla olan ekipmanlarda yapılacak olan iyileştirmeler ile verim artışı sağlandığı gibi enerji başına düşen yakıt miktarını, maliyetini, çevre kirliliğini azaltacaktır. Bundan dolayı sistemin enerji ve ekserji analizinin birlikte yapılmış olması sistemin gerçek performansının ortaya çıkmasını sağlamaktadır. 76

89 KAYNAKLAR Başaran, M., World Energy Council, Türk Milli Komitesi, Enerji Yatırımları Fizibilite Raporu Hazırlanması Semineri, Termik Santraller, 8 15s, Mart 2012, Ankara. Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M., Thermal design and optimization. Wiley Interscience. Bereket Enerji, Erişim Tarihi : tes/. Bilginsoy, A.K., Bir Termik Santralde Termodinamik Analiz Ve Isıl Süreçlerdeki Tersinmezliklerin Belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara. BP Energy Outlook to 2035, Erişim Tarihi : economics/energyoutlook 2015/bp energy outlook 2035 booklet.pdf. BP Statistical Review of World Energy, British Petroleum (BP), London. Coşkun, A., Geredelioğlu, Ç., Bolattürk, A., Gökaslan, M. Y., Çayırhan Termik Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi. 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, 17/20 Nisan 2013, İzmir. Çelik, C., Termik Santrallarda Enerji Ve Ekserji Analizi İçin Yazılım Geliştirilmesi. Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak. Çinçin, Y., Linyit Yakan Termik Santral Uçucu Küllerinden Kireç Katkısı İle Hafif Tuğla Üretiminin Araştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 3s, İzmir. Dincer, I., Rosen, M. A Exergy: energy, environment and sustainable development. Newnes. Dincer, I., Rosen, M. A Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development, Second edition. Waltham, USA: Elsevier. Enerji Atlası, Erişim Tarihi: termik santrali.html. Enerji Enstitüsü, Elektrik İletim Sektörü 2013 Yılı Raporu. Erişim Tarihi: elektrikiletimi sektor raporu 2013/. 77

90 Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı (ETKB), Erişim Tarihi: TR/Sayfalar/Komur. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı (ETKB), Erişim Tarihi: TR/Sayfalar/Temiz Enerji. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı (ETKB), Erişim Tarihi: TR/Sayfalar/Elektrik. EPDK, Elektrik Piyasası 2016 Yılı Piyasa Gelişim Raporu, Ankara. Hussuein, I.B., Yusoff, M.Z., and Boosroh, M. H., Exergy Analysis of a 120 MW Thermal Power Plant. ASME Proceedings International Technical Conference On Thermal Engineering, Page: , December 2001, Bangladesh. Kaiho, M., Yamada, O., "Stoichiometric Approach to the Analysis of Coal Gasification Process," Stoichimetry and materials science when numbers matter, New York: In Tech, ch,16. Karagöl, E.T., Kavaz, İ., Dünyada Ve Türkiye' de Yenilenebilir Enerji. Seta Vakfı; Analiz, Nisan 2017, Sayı : 197, Kaushik, S. C., Reddy V.S. and Tyagi, S. K., Energy and Exergy Analysis of Thermal Power Plants: a Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Page: , 2011, India. Kaygusuz, K., "Chemical exergies of some coals in Turkey," Energy Sources, vol. 31, no: 4, pp , January Kıncay, O Enerji Profili Ders Notu. Erişim Tarihi : Kocaekiz, B., Bir Termik Santralin Enerji Ve Verim Analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İzmir. Kızılırmak, B.H. ve Koçer, A.K., Erişim Tarihi: /ogrencisunum/termik% 20Santraller.pptx, Zonguldak. Mancarella, P., Chicco, G., " Assessment of the greenhouse gas emissions from cogeneration and trigeneration systems. Part II: Analysis techniques and application cases," Energy, vol. 33, no: 3, pp , March Mason, D "Formulas for calculating the calorific value of coal and coal chars: development, tests and uses," Fuel Proces. Tech., vol. 7, no. 1, paper 11 22, January

91 Misra, R., Sahoo, P., Gupta, A Thermoeconomic evaluation and optimization of an aqua ammonia vapor absorption refrigeration system. International Journal of Refrigeration, 47 59, Mitra, S. ve Ghosh, J., Energy And Exergy Analysıs Of A 250mw Coal Fıred Thermal Power Plant At Dıfferent Loads. International Journal of Research in Engineering and Technology, June 2015, India. Özdemir, T., Kömür Yakıtlı Bir Termik Santralin Sistem Modellemesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul. Rahim, M. A., Gündüz, D., Gaz Türbinli Bir Isıl Güç (Kojenerasyon) Çevrim Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi: Ankara Şartlarında Uygulama. Tübav Bilim Dergisi, Cilt: 6, Sayı: 2, Sayfa: 19 27, 2013, Ankara. Rosen, M., Dincer, I., Effect of Varying Dead State Properties on Energy and Exergy Analyses of Thermal Systems. International Journal of Thermal Sciences; 43, Page: , Saygılı, R., Erişim Tarihi: Sevin, L., Bir Termik Santralin Enerji Analizi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara. Sudiro, M., Bertucco, A., Production of synthetic gasoline and diesel fuel by alternative processes using natural gas and coal: Process simulation and optimization," Energy, vol. 34, no. 12, pp , Dec, Sungur, B., Özdoğan, M., Topaloğlu, B., Namlı, L., Küresel Enerji Tüketimi Bağlamında Mikro Kojenerasyon Sistemlerinin Teknik ve Ekonomik Değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, cilt 58, sayı 686, s. 1 20, Şahin, H.E., Kritik Üstü Tip Bir Buharlı Güç Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi. İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul. Taşkınoğlu, M., Termik Santrallerde Elektrik Enerjisi Verimliliğinin Arttırılması E.Ü.A.Ş. Seyitömer Termik Santrali Örneği. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Konya. TEİAŞ, Erişim Tarihi : TEİAŞ, TEİAŞ 2016 Sektör Raporu, Ankara. Tekel, E., Termik Santrallerin Enerji Ve Ekserji Analizi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Denizli. 79

92 TMMOB, Elektrik Mühendisleri Odası Sunusu, Ünal, F., Bir Termik Santralin Ekserji Analizi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul. World Energy Outlook, Erişim Tarihi : energyoutlook World Energy Outlook, Erişim Tarihi : energyoutlook 2015.html. Van Loo, S., Koppejan, J., The handbook of biomass combustion and cofiring, London, UK: Earthscan. Yazıcı, H., Selbaş, R., Bir Buharlı Güç Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi. Selçuk Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, Teknik Online Dergi. Cilt 10, Sayı: YTEÜAŞ, Yatağan Termik Enerji Üretim A.Ş Mühendis notları. Zare, V., Mahmoudi, S., Yari, M., Amidpour, M Thermoeconomic analysis and optimization of an ammonia water power/cooling cogeneration cycle. Energy, 47, Zhao, H. ve Chai, Y., Eksergy Analysis of a Power Cycle System With 300 MW Capacity International Conference on Advances in Energy Engineering, Page: , June 2010, China. 80

93 ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Serap GÜNEŞ Doğum Yeri ve Yılı : Konya, 1987 Medeni Hali Yabancı Dili E posta : Bekar : İngilizce : serapgunesim@gmail.com Eğitim Durumu Lise : Soma Rıfat Dağdelen Anadolu Lisesi, 2005 Lisans : SDÜ, Teknik Eğitim Fakültesi, Bilgisayar Sistemleri Öğretmenliği, 2009 Mesleki Deneyim Süleyman Demirel Üniversitesi, Uzaktan Eğitim Merkezi Milli Eğitim Bakanlığı (Bilişim Teknolojileri Öğretmenliği) (halen) 81