Bu tezde, 3 adet gaz türbini, 6 adet kurutucu ve 1 adet eşanjörün enerji ve ekserji analizi yapılarak, yapay sinir ağları ile yapılan analiz karşılaştırılmıştır. Tez sonuçları özet olarak aşağıda sıralanmaktadır:
a. Gaz türbinlerinde ortam basıncı, kompresör çıkış basıncı, türbin çıkış sıcaklığı, yakıt sarfiyatı ile enerji ve ekserji analizi kabuller çerçevesinde başarı ile yapılabilmektedir.
b. Kurutuculara giren sıcak gaz miktarı çıkan granül miktarı ve buharlaşan su miktarından başarı ile hesaplanabilmiştir.
c. I, II ve III nolu türbinlerin ortalama enerji verimlerinin sırasıyla % 31.2,
% 33.3, % 32.2 olduğu saptanmıştır. IV,V,VI,VII,VII ve IX nolu kurutcuların ortalama enerji verimlerinin sırasıyla, % 56.2, % 70.6, % 61.6,
% 57.5, % 52.6 ve % 56.1 olduğu saptanmıştır. Eşanjörün ortalama enerji veriminin ise % 30.5 olduğu saptanmıştır.
d. I, II ve III nolu türbinlerin ortalama ekserji verimlerinin sırasıyla % 30.2,
% 32.4, % 31.2 olduğu saptanmıştır. IV,V,VI,VII,VII ve IX nolu kurutcuların ortalama ekserji verimlerinin sırasıyla % 31.3, % 16.5, % 20.4,
% 26.9, % 39.4 ve % 36.6 olduğu saptanmıştır. Eşanjörün ortalama ekserji veriminin ise % 32.8 olduğu saptanmıştır.
e. Enerji analizleri sonucunda kojenerasyon sisteminin ortalama enerji verimi
% 82.3, ekserji analizleri sonucunda ekserji verimi % 34.7 bulunmuştur.
f. Ekserjoekonomik analizler sonucunda I, II,II nolu gaz türbinlerinden elde edilen elektriksel gücün maliyet akımı sırasıyla 275.5 $/h, 285.1 $/h ve 293.3
$/h bulunmuştur.
g. HYSA paketi ekserji ve enerji analizinde başarı ile kullanılabilir.
Termodinamik bağıntılar olmaksızın, veriler ışığında (örneğin girdi olarak giriş sıcaklığı, yakıt miktarı, granül miktarı çıktı olarak ekserji yıkımı önceden öğretilerek) sadece YSA ile bir kojenerasyon tesisinin ekserji ve enerji analizi yapılabilir.
h. HYSA ile yapılan kojenerasyon sisteminin analizinde ortalama ekserji yıkımı % 0.075’lik bir hata ile bulunmuştur.
i. YSA(HYSA) ile yapılan kojenerasyon sisteminin analizinde ortalama ürün ekserjisi % 0.438 hata ile (RMS=0.007025), sisteme sağlanan ortalama ekserji ise % 3.211 hata ile (RMS=0.00595) bulunmuştur.
j. YSA hesaplamalarında 14 girdi, 1 veya 2 çıktı, 3 katman, ve 14 gizli nöron kullanılmıştır. Kabul edilebilir hata 0.00002 alınarak, ağ 1 dakikanın altında 718 veriyi başarı ile öğrenebilmektedir.
k. Sonuç olarak bu tez ile gaz türbinleri, kurutucu ve eşanjörlerden oluşan bir kojenerasyon sistemi enerji ve ekserji analizi başarı ile yapılmıştır. İlk defa bir kojenerasyon sisteminin ekserji analizi yapay sinir ağları ile analiz edilmiştir. Bu analizde daha önce bu tip makine mühendisliği uygulamalarında denenmemiş HYSA paketi başarı ile uygulanmıştır.
İlerideki çalışmalara yönelik olarak ise şunlar yazılabilir.
a. İleride özellikle mühendislik alanında YSA analizlerini de içinde barındıran yazılımlar bu tezde kullanılan HYSA paketi kullanılarak geliştirilebilir.
HYSA paketinin yazılımcılar için oldukça kolay ve kullanışlı olduğu,
sonuçların ise mühendislik verilerinin bulunmasında olukça başarılı olduğu söylenebilir.
b. Ekserji analizi ile ilgili olarak daha ayrıntılı grafik ve sonuçlara ulaşılabilir.
YSA uygulaması gaz türbinlerine, kurutuculara ve eşanjörlere de ayrı ayrı uygulanabilir. YSA sonuçları için farklı yöntemler uygulanarak burada uygulanan yöntem karşılaştırılabilinir.
c. Farklı kojenerasyon sistemleri burada öğrenilen nöral ağ yapısı kullanılarak analiz edilebilir, farklı çalışma verileri için farklı şekillerde eğitilebilir.
Bütün bunlar karşılaştırılarak genelleme yapılabilir.
d. Bu tez ile ileride kullanılacak zeki sistemlerde özellikle kojenerasyon sistemlerinin analizinde fayda sağlayacaktır.
e. Geliştirilen CogeNNExT programı Ege Seramik Fabrikasında kullanılarak, fabrikanın yetkilileri tarafından anlık analiz verileri alınabilecektir. Analizler diğer aylar ve yıllar için yapılarak karşılaştırma imkanı sunacaktır.
KAYNAKLAR DİZİNİ
Ağış, Ö., 1995, Şehrin aynı merkezden ısıtılması ve aydınlatılması, Doğalgaz Dergisi, Sayı 41, 171-179
Ağış, Ö., 2007, Doğalgazın Türkiye’nin gelecek enerji profili içindeki yeri, http://www.kojenerasyon.com/haber/diger/oagis1.htm, Erişim:08.02.2008
Arın, S., Akdemir S., 2002, Seralarda doğal gazın ısıtma amaçlı kullanılabilirliği, Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Dergisi, B3, 89-99
Ahern, J.A., 1980, The exergy method for energy system analysis, John Wiley, NY., 307p.
Anderson, J.A., 1995, An introduction to neural networks, The MIT Pres, 672p.
Aras, H., 2003, Condition and development of the cogeneration facilities based on autoproduction investment model in Turkey, Renew. Sust. Energ. Rev., 7-6, 553–559
Balli, O., Aras H., 2007 a , Energetic anaysis of the combined heat and power system, Energ. Explor. Exploit., 25-1, 39-62
Balli, O., Aras, H., 2007 b, Energetic and exergetic performance evaluation of a combined heat and power systems with micro cogeneration turbine, Int. J. Energ.
Res., 31-14, 1425-1440
Balli, O., Aras, H., Hepbasli,A., 2008, Exergoeconomic analysis of a combined heat and power (CHP) system, Int. J. Energ. Res., 32, 273-289
Barelli, L., Bidini, G., 2004, Design of the measurements validation procedure and the expert system architecture for a cogeneration internal combustion engine, Appl.
Therm. Eng., 25-17-18, 2698-2714
Bejan A., 1997, Advanced engineering thermodynamics, J.Wiley , New york, 850p.
Bejan A, Tsatsaronis G, Moran M., 1996, Thermal design and optimization, John Wiley and Sons Inc., 560p.
Çengel, Y.A., Boles, M.A., 2002, Thermodynamics : An engineering approach., Boston : McGraw-Hill Higher Education, 946p.
Çengel, Y.A., Boles, M.A.,1996, Mühendislik yaklaşımıyla termodinamik, McGraw-Hill, İstanbul , 867s.
KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)
Cerri G., Borghetti, S., Salvini, C., 2006, Neural management for heat and power cogeneration plants, Eng Appl Art Int, V19-7, 721-730
Colak N., Hepbasli A.,2007, Performance analysis of drying of green olive in a tray dryer, Journal of Food Engineering 80 :1188–1193
Ege Seramik, 2007, Ege Seramik Fabrikası Web sayfası, www.egeseramik.com.tr, Erisim:18.10.2007
Efe M.Ö., Kaynak O., 2004, Yapay sinir ağları ve uygulamaları, Boğaziçi Üniversitesi, 141s.
Güngör, R., 2007, Türkiye’de kojenerasyon potansiyeli, uygulamaları ve yasal durum, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu, EİE Toplantı Sunumu
Hassoun, M. H., 1995, Fundamentals of Artificial Neural Networks. The MIT Press, Camprisge, 537p.
Haykin, S., 1994, Neural Networks: A Comprehensive Foundation, Mac-millan, Newyork, 842p.
Hepbasli, A., 2002, Performance evaluation of a vertical ground-source heat pump system in Izmir, Turkey, International Journal of Energy Research, 26, 1121–
1139
Hepbasli, A., 2005, Development and restructuring of Turkey’s electricity sector: a review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9, 311–343
Hepbasli, A., Ozalp N., 2002 a, Present status of cogeneration applications in Turkey, Energy Sources, 24:169–177
Hepbasli, A., Ozalp N., 2002 b, Development of cogeneration in Turkey, Energy Sources, 24, 195–204
Hepbasli, A., Ozalp, N., 2002 c, Cogeneration Studies in Turkey: an applicatio of a ceramic factor in İzmir, Turkey ) , Applied Thermal Engineering, Applied Thermal Engineering, 22, 679–691
Hertz, J., Krogh, A., and Palmer, R. G. ,1991. Introduction to The Theory of Neural Computing. Addison-Wesley Publishing Company, 352
ICCI, 2007, Cogeneration in Turkey , International Energy, Cogeneration and environmental technologies conference & Exhebition 2007 , Web Page:
http://www.icciconference.com/eng/index.asp?t=1_3
KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)
Incropera F.P., DeWitt P.D, 2000, Isı ve Kütle Geçişinin Temelleri, Literatür yayıncılık, İstanbul, 960 s.
Karadağ, T.,2007, Doğalgaz ile enerji üretimi ve kojenerasyon, http://www.teoman.name.tr/?p=113, Erişim: 08.02.2008
Karakoç, H., 2007, DGT : Doğal Gaz Tesisatı, Demirdöküm Teknik Yayınları, 278 s.
Karakoc, H., Turgut, E., Hepbasli, A. 2006, Exergetic analysis of an aircraft turbofan engine, summer course on exergy and its applications, Anadolu University Karakoç, H., Kılıçkaya, S., Karakoç, N., 1990, Çitosan Çorum Çimento sanayinde artık
sıcak gazdan yararlanma, Anadolu Üniversitesi
Keskin, U., Heperkan, H., 2005, Simulation of thermodynamic systems using soft computing techniques, Int. J. Energy Res., 29, 581–611
Kwak H.Y., et. al., 2004, Cost structure of CGAM cogeneration system, International Journal of Energy Research, 28, 1145-1158.
Lazzaretto A. and Tsatsaronis G., 2006, SPECO: A systematic and general methodology for calculating efficiencies and costs in thermal systems, Energy, 31 (8-9), 1257-1289,
Meidel, R., 2006, Cogeneration: opportunities in today’s power markets, IEA Petrochemical Conference
Mendilcioglu, M., 2000, Türk elektrik piyasasında yeninden yapılanma, Türkiye 8.
Enerji Kongresi, Dünya Enerji Konseyi Türk Ulusal Komitesi, Ankara . 169–
176.
Mimag-Samko, 2007, Neden kojenerasyon, http://www.mimag-samko.com.tr/
Neden_Kojenerasyon.pdf, Erişim:08.02.2008
Moran, M. J., 1982, Availability Analysis: A guide to efficient energy use, 253 p.
Nissen S., 2003, Implementation of a Fast Artificial Neural Network, Department of Computer Science, University of Copenhagen, 29p.
Nissen, S., 2007, FANN Fast Artificial Neural Network Library, internet sayfası http://sourceforge.net/projects/FANN, Erişim:08.02.2008
Nissen, S., Larsen, S., and Jensen, S., 2002, Real-time image processing of an iPAQ based robot (iBOT). http://www.hamster.dk/~purple/robot/iBOT/report.pdf.
KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)
Orhan, İ., 2003, Kojenerasyon tesislerinde kullanılan güç teknolojileri, Yüksek lisans tezi , Anadolu Üniversitesi
Öztemel, E., 2003, Yapay sinir ağları, Papatya yayıncılık, İstanbul, 232 s.
Öztürk, A., Yavuz, H.,1995, Uygulamalarla ısı geçişi: tanııtım ve ışınım, Çağlayan Kitapevi, İstanbul, 253 s.
Reid, R.C., Prausnitz J.M., Poling B.E., 1987, The properties of gases and liquids, McGraw-Hill: New York., 741 s
Sacmi Imola S.C., 2007, Spray driers, http://www.sacmi.com, Erişim:08.02.2008 Science Encyclopedia, History of Cogeneration,
http://science.jrank.org/pages/1572/Cogeneration-History-cogeneration.html, Erişim:02.10.2007
Sciubba E., 2005, Exergo-economics: Thermodynamic foundation for a more rational resource use, International Journal of Energy Research, 29, 613–636.
Smith, R., 2006, Introduction to cogeneration, Leonardo energy , KEMA
Solar Turbines Web Page, 2007, http://mysolar.cat.com/cda/layout?m=6637&x=7, Erişim:10.11.2007
Sözen, A., Arcaklioglu, E., 2007, Exergy analysis of an ejector-absorption heat transformer using artificial neural network approach , App Therm Eng, 27, 481–491
Szargut, J., 2005, Exergy method, technical and ecological applications, WIT Pres, 164p.
Tettamanzi, A. and Tomassini, M. ,2001, Soft computing, Springer-Verlag. 537 p.
Tsatsaronis, G., 2006, Definitions and nomenclature in exergy analysis and exergoeconomics, Energy, 32-4, 249-253
Tsatsaronis, G., Cziesla, F., 2002, Thermoeconomics, “Thermoeconomics, Encyclopedia of Physical Science and Technology, Third Edition, Academic Press, 16, 659-680.
Turgut, E.T., 2007, Uçaklarda Kullanılan Gaz Türbinli Motorların Ekserjoekonomik Analizi, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi SHYO
KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)
Valero A., Serra L. ve Uche J., 2006, Fundamentals of exergy cost accounting and thermoeconomics. Part 1: Theory, Journal of Energy Resources Technology, 128 (1), 1-8
Xiang, J.Y. , Cal, M. and Santarelli, M., 2004, Calculation for physical and chemical exergy of flows in systems elaborating mixed-phase flows and a case study in an IRSOFC plant, International Journal of Energy Research, 28, 101–115
EKLER
Ek.1. Kojenerasyon Tesisinin Şematik Gösterimi
Ek.2. CogeNNexT Programında Hesaplama Akış Şeması Ek.3. Eşanjör Pompası Karakteristiği
Ek.4. Geliştirilen CogeNNexT Programının Saat Bazında Yaptığı Kojenerasyon Sistemine ait Hesaplama Sonuçları
EK.5. CogeNNexT programı Kaynak Kodları CD’si
Ek 1: Kojenerasyon tesisinin şematik gösterimi
Ek 2: CogeNNexT programında hesaplama akış şeması
Ek.3: Eşanjör Pompası Karakteristiği
EK.4: Geliştirilen CogeNNext programının saat bazında yaptığı kojenerasyon sistemine ait hesaplama sonuçları
NO : DURUM P T m. Cp h s phi E. Ex.
8.2: SICAK GAZ 102.0 712.2 6.323 1.188 766.3 6.727 157.1 4845 993
ÖZGEÇMİŞ
Yılmaz Yörü, Türkiye Cumhuriyeti vatandaşıdır ve 1974 yılında Türkiye’de Eskişehir’de doğmuştur. İlk ve orta öğretimini tamamladıktan sonra 1993 yılında Eskişehir Anadolu Teknik Lisesi Uçak Motorları bölümünden mezun olmuştur. Aynı yıl Osmangazi Üniversitesi M.M.F. Makine Mühendisliği Bölümüne girmiş, 1997 yılında öğrenimini tamamlamıştır. Öğreniminin hemen ardından Enerji-Termodinamik bilim dalında Yüksek Lisansa başlamıştır. 1 yıl sonra Osmangazi Üniversitesi, M.M.F., Makine Mühendisliği bölümünde araştırma görevlisi olarak çalışmaya başlamıştır.
Yüksek Lisansta “Diktörgen Kesitli Kanalda Akış İpçiklerinin incelenmesi” konulu tezini tamamladıktan sonra Enerji-Termodinamik bilim dalında Doktora eğitimine başlamıştır. Bu arada 2004-2005 yılları arasında askerlik görevini tamamlamıştır.
Enerji, ekserji gibi farklı terdmodinamik konuları ile akışkanlar mekaniği, C++
bilgisayar programlama ve yenilikçi tasarımlar ilgi alanları arasındadır. Yılmaz Yörü, İngilizce, Almanca bilmektedir, evli ve bir çocuk babasıdır.