Ekserji analizi sonuçları

Kojenerasyon sisteminde Haziran 2007 ayına ait veriler ile yapılan ekserji analizleri sonucunda aşağıdaki sonuçlar çıkarılmıştır.

a. Gaz türbinlerinin ekserji analizinde en büyük ekserji kaybı yanma odasında meydana gelmektedir. Bunu kompresör ve türbin (Şekil 7.21).

666 590 596

Kompresör Yanma Odası Türbin

I II III

Şekil 7.21: I, II ve III no’lu türbinlerde birim zamanda ekserji yıkımı

b. Kurutucularda ekserji yıkımı en fazla sıcak gaz ve buharın atıldığı bacalarda olmaktadır (Şekil 7.22). Bunu kurutucu gövdesi, brülör ve egzoz fanı takip etmektedir.

Brülör Kurutucu Gövdesi Fan

I

Şekil 7.22: IV,V,VI,VII,VIII ve IX no’lu kurutucularda birim zamanda ekserji yıkımı

c. Haziran 2007 ayında sadece IV ve V no’lu kurutucularda brülör çalıştığından diğerlerinde brülör bölümde ekserji kaybı yoktur. V no’lu kurutucu en yoğun çalışan (en fazla granül kurutan) kurutucu olduğundan gövdede meydana gelen ekserji yıkımı en fazladır.

d. Analizi yapılan ay için elde edilen sistem elemanlarının ekserji yıkımları (Şekil 7.21 ve Şekil 7.22) ele alındığında, en fazla ekserji yıkımı yıkımı akımı I no’lu gaz türbininin yanma odasında 6.38 MW olmuştur ve bunu ardından II ve III no’lu türbinin yanma odalarında sırasıyla 5.98 MW ve 5.95 MW olarak meydana gelmiştir.

e. Eşanjörde ekserji yıkımı eşanjör gövdesinde meydana gelmektedir. Bunu eşanjör bacası izlemektedir.

f. Şekil 7.23’te tüm bacalardan atılan ortalama ekserji kayıpları dağılımı incelediğimizde en çok kaybın sırasıyla, V,VI ve VII no’lu kurutucu bacalarında olduğu görülmektedir.

g. Şekil 7.24’te I, II ve II no’lu gaz türbinlerinin tahliye bacalarından olan ekserji yıkımının aylık değişiminin 2000 kW’ın altında seyrettiği hesaplanmıştır.

h. Kurutucu bacalarından atılan birim zamanda ekserji yıkımları Şekil 7.25’te görüldüğü gibi her bir kurutucuda farklılıklar göstermektedir.

i. Haziran ayı başında değişmesi gereken II no’lu gaz türbinine ait kabinin filitresinin değişimi 21 Haziran 2007 tarihine kadar geciktirilmiştir. Şekil 7.26’da gaz türbini kabinlerinden atılan birim zamanda ekserji yıkımı incelendiğinde bu gecikme nedeniyle ekserji yıkımındaki artış görülebilmektedir. Filitre değişiminden sonra ekserji yıkımı azalamıştır.

BACALARDAN ATILAN EKSJİLERİNİN ORTALAMA DAĞILIMI (kWh)

Şekil 7.23: Bacalardan atılan ortalama ekserji kayıpları dağılımı (kWh)

GAZ TÜRBİNİ EGZOZLARINDA EKSERJİ KAYIPLARI

0

01.06.2007 00:00 06.06.2007 00:00 11.06.2007 00:00 16.06.2007 00:00 21.06.2007 00:00 26.06.2007 00:00 01.07.2007 00:00 I

II III

Şekil 7.24: Gaz türbini tahliye egzozlarından atılan birim zamanda ekserji yıkımı

KURUTUCU BACALARINDAN ATILAN EKSERJİ DEĞERLERİ

01.06.2007 00:00 06.06.2007 00:00 11.06.2007 00:00 16.06.2007 00:00 21.06.2007 00:00 26.06.2007 00:00 01.07.2007 00:00

IV

Şekil 7.25: Kurutucu bacalarından atılan birim zamanda ekserji yıkımı

GAZ TÜRBİNİ KABİN BACALARINDAN ATILAN EKSERJİ

0

01.06.2007 00:00 06.06.2007 00:00 11.06.2007 00:00 16.06.2007 00:00 21.06.2007 00:00 26.06.2007 00:00 01.07.2007 00:00 GT1 GT2 GT3

Şekil 7.26: Gaz türbini kabinlerinden atılan birim zamanda ekserji yıkımı

j. Analizler sonucunda kojenerasyon sistemindeki gaz türbinleri, kurutucular ve eşanjöre ait saat bazında değişen 1 aylık ekserji verimi değerleri grafikler ile elde edilmiştir. Taurus-60 modelindeki I nolu gaz türbininin (GT0) ekserji

verimi dağılımı Şekil 7.27’de gösterilmiştir. Gaz türbininin ekserji verimi ortalama olarak % 30.21 olarak hesaplanmıştır. I nolu gaz türbininde çevre sıcaklığının ekserji verimini çok fazla etkilemediği görülmektedir.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.27: I nolu gaz türbinine (GT0) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

k. Centaur-50 modelindeki II nolu gaz türbininin (GT1) ekserji verimi dağılımı Şekil 7.28’de gösterilmiştir. Gaz türbininin ekserji verimi ortalama olarak % 32.38 olarak hesaplanmıştır (Şekil 7.28). II nolu gaz türbinlerinde çevre sıcaklığının ekserji verimini çok fazla etkilemediği görülmektedir.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.28: II nolu gaz türbinine (GT1) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

l. II nolu gaz türbini ile aynı modelde olan III nolu gaz türbini (GT2) ekserji verimi Şekil 7.29’da gösterilmiştir. Gaz türbininin ekserji verimi ortalama olarak

% 31.22 olarak hesaplanmıştır. III nolu gaz türbinlerinde çevre sıcaklığının ekserji verimini çok fazla etkilemediği görülmektedir.

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.29: III nolu gaz türbinine (GT1) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

m. Verilerin alındığı Haziran ayı içerisinde brülör ile hiç ek sıcak hava takviyesi yapılmayan IV nolu kurutucunun (DORST) aylık ekserji verimi dağılımı ise Şekil 7.30’da gösterilmiştir. IV nolu kurutucunun ekserji verimi % 31.29 olarak hesaplanmıştır. IV nolu kurutucuda gece ve gündüz arasındaki çevre sıcaklığı değişiminin ekserji verimini etkilediği ve ay sonuna doğru meydana gelen sıcaklık artışı ile ekserji veriminin düştüğü grafikte görülmektedir. Grafikte sıfıra inen dikey çizgiler bakım gibi çeşitli nedenlerden dolayı kurutucunun durduğu anları göstermektedir.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.30: IV no’lu kurutucuya (DORST) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

n. Haziran 2007 ayı boyunca zaman zaman brülör ile ek sıcak hava takviyesi yapılan iki kurutucudan biri olan V nolu kurutucunun (ATM-8000) ekserji verimi dağılımı Şekil 7.31’de gösterilmiştir. Ortalama ekserji verimi % 16.46 olarak hesaplanmıştır. Bu kurutucuda ekserji verimi yakıt kullanımı nedeni ile sadece sıcak hava gazları ile çalışan kurutuculara göre daha düşüktür. Ay sonuna doğru meydana gelen sıcaklık artışı ile ekserji veriminin düştüğü grafikte görülmektedir.

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.31: V nolu kurutucuya (ATM-8000) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

o. Ek sıcak hava takviyesinin yapıldığı bir diğer kurutucu olan VI nolu kurutucunun (ATM-9000) ay içerisindeki ekserji verimi dağılımı Şekil 7.32’de gösterilmiştir. Ortalama ekserji verimi % 20.37 olarak hesaplanmıştır. Sıcaklık artışı ile yakıtın da kullanıldığı bu kurutucuda yine ekserji verimi düşüş göstermektedir.

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.32: VI nolu kurutucuya (ATM-9000) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

p. Ek sıcak hava takviyesinin yapılmadığı VII nolu kurutucunun (ATM-35/1) ay içerisindeki ekserji verimi dağılımı Şekil 7.33’te gösterilmiştir. Ortalama ekserji verimi % 26.91 olarak hesaplanmıştır.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.33: VII nolu kurutucuya (ATM-35/1) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

q. VIII nolu kurutucuda (ATM-35/2) da ay içerisinde ek sıcak hava takviyesinin yapılmamıştır. Bu kurutucu diğer kurutuculara göre ay içerisinde daha az çalışmıştır. Kurutucunun bir ay içerisindeki ekserji verimi dağılımı Şekil 7.34’de gösterilmiştir. VIII nolu kurutucunun ortalama ekserji verimi % 39.43 olarak hesaplanmıştır. Diğer kurutucular gibi sıcaklık artışı ile ekserji verimi düşmektedir.

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.34: VIII nolu kurutucuya ait (ATM-35/2) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

r. Sıcak hava takviyesinin hiç yapılmadığı bir diğer kurutucu IX nolu (ATM-65) kurutucudur. Bu kurutucuda ekserji verimi dağılımı Şekil 7.35’de gösterilmiştir.

Ortalama ekserji verimi % 36.59 olarak hesaplanmıştır. Diğer kurutucularda olduğu gibi bu kurutucuda da sıcaklık artışı ile ekserji verimi düşmektedir.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.35: IX nolu kurutucuya (ATM-65) ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

s. Haziran ayında çalışan 140˚C’lik X nolu kızgın buhar eşanjörünün veriminin ise çok az değiştiği görülmektedir (Şekil 7.36). Bu eşanjörün ortalama ekserji verimi % 32.79 olarak hesaplanmıştır.

0.00

01.Haz 06.Haz 11.Haz 16.Haz 21.Haz 26.Haz 01.Tem

Ekserji Verimi

Şekil 7.36: X nolu eşanjöre ait hesaplanan ekserji veriminin aylık dağılımı

t. Kojenerasyon sistemde yer alan elemanların ortalama ekserji verimleri yukarıdaki grafiklerin ortalamaları ele alındığında Şekil 7.37 elde edilmektedir.

I,II ve III nolu türbinlerin ortalama enerji verimlerinin sırasıyla % 30.21, % 32.38, % 31.22 olduğu saptanmıştır. IV,V,VI,VII,VII ve IX nolu kurutcuların ortalama ekserji verimlerinin sırasıyla, % 31.29, % 16.46, % 20.37, % 26.91, % 39.43 ve % 36.59 olduğu bulunmuştur. Eşanjörün ortalama ekserji veriminin ise

% 32.79 olduğu saptanmıştır.

30.21 32.38 31.22 31.29

16.46 20.37

Ortalama ekserji verimi yüzdesi

Şekil 7.37: Kojenerasyon sistemindeki elemanların ortalama ekserji verimi

u. Kojenerasyon sisteminin ekserji verimi için sistemin ekserji akımı Şekil 7.38’de gösterilmiştir. Gaz türbinlerinde toplam doğalgaz tüketimi ile sağlanan ekserji akımı 39367.49 kW (% 88.98), kurutucularda toplam doğalgaz tüketimi ile sağlanan ekserji akımı 4877.14 kW (% 11.02), kurutucu bacalarından toplam atılan sıcak buharın ekserjisi 3093.39 kW (% 6.99) ve toplam elektrik üretimi gücü 12279.82 kW (% 27.75) dır. Bu veriler ışığında kojenerasyon sisteminin ekserji verimi % 34.74 bulunmuştur.

v. Geliştirilen CogeNNExT programı sistemin her noktasında ait, saat bazındaki enerji ve ekserji hesaplamalarını Ek-3’de olduğu gibi verebilmektedir. Program ayrıca tablo ya da grafik şeklinde kullanılmak üzere ayrıntılı olarak aylık veri dosyalarını oluşturabilmektedir.

Şekil 7.38: Kojenerasyon sisteminde ekserji akımı atılan sıcak buhar 3093.39 kW