Gemi ana makine ön ısıtmasında dizel jeneratör egzoz gazları kullanımının enerji tasarrufuna etkisinin termodinamik analizi
Thermodynamic analysis of the effect of using diesel generator exhaust gases on energy saving in ship main engine preheating
Yazar: KÖKSAL ÇOLAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ÖLMEZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Denizcilik = Marine

Özet:
Gemiler, dünya ticaretinde çok önemli bir paya sahiptir ve giderek daha da büyümektedir. Bu büyüme sonucunda, denizcilik sektörüne yeni gemiler dahil edilecek olması, endişelerimizin çoğaldığı bu günlerde daha fazla yakıt sarfiyatına ve emisyon yayılımına sebep olacaktır. Bu maksatla, Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) gemilerde enerji verimliliği konusunu daha hassas ele almış olup hazırda kullanılan gemilerin verimli işletilme koşullarının arttırılması ve yeni inşa edilen gemilerin enerji verimliliği daha yüksek tasarlanması konusunda teşvik edici faaliyetlerde bulunmaktadır.
Bu çalışma, bir RO-RO gemisine ait ana makinenin ön ısıtma sürecinin jeneratörün egzoz gazlarından faydalanarak elde edilecek enerji tasarrufunu kapsamaktadır. Tez kapsamında önerilen yeni yöntem, farklı işletme koşullarını içeren senaryolarda gemiden alınan somut veriler sonucu elde edilecek yakıt tasarrufunu göstermektedir ve termodinamik açıdan incelenmiştir. Ayrıca geminin mevcut işletme koşullarına ait 2 adet senaryo için ve önerilen yeni yöntemi içeren işletme koşullarına ait 3 adet senaryo için MATLAP programı kullanılarak termodinamik analizler uygulanmıştır. Bu kapsamda liman süreci boyunca kazanda %22'lik bir yakıt tasarrufu sağlanmıştır. Geminin liman sürecindeki ortalama toplam yakıt sarfiyatı için de % 8'lik bir tasarruf sağlanmış olduğu görülmüştür. Ana makine ön ısıtma sistemi için iki akışkanlı ve üç akışkanlı yeni modeller oluşturulmuş olup uygulanan termodinamik analizler sonucunda önerilen yeni modellerin uygulanabilir olduğu ve daha çok geliştirilmeye gereksinim olduğu görülmüştür. Ayrıca elde edilecek yakıt tasarrufu ile yıllık yaklaşık 106 tonluk CO2 salınımının yok olacağı görülmüştür.

Abstract:
Ships have a very important share in world trade and are growing more and more. As a result of this growth, the inclusion of new ships in the maritime sector will cause more fuel consumption and emission spread in these days when our concerns are increasing. 
For this purpose, the International Maritime Organization (IMO) has taken the issue of energy efficiency in ships more sensitively and has been encouraging activities to increase the efficient operating conditions of existing ships and to design newly built ships with higher energy efficiency.
This study includes the energy savings to be obtained by utilizing the exhaust gases of the generator during the preheating process of the main engine of a RO-RO ship. The new method proposed within the scope of the thesis shows the fuel savings to be obtained as a result of the concrete data obtained from the ship in scenarios involving different operating conditions and has been examined in terms of thermodynamics. In addition, thermodynamic analyzes were applied for 2 scenarios of the ship's current operating conditions and for 3 scenarios of operating conditions including the proposed new method, using the MATLAP program. In this context, a fuel saving of 22% was achieved in the boiler throughout the port process. It has been observed that an 8% saving has been achieved for the average total fuel consumption of the ship during the port process. As a result of the applied thermodynamic analysis, it has been seen that the new models proposed for the main engine preheating system are applicable and need further development. In addition, it has been observed that with the fuel savings to be achieved, approximately 106 tons of CO2 emissions will be eliminated annually.