Gaz türbinli kojenerasyon sistemlerinde yakıt olarak doğalgaz kullanımının incelenmesi
Research of topping-cycles co-generation systems by using natural gas for fuel
Yazar: DUYGU ÇAKIR
Danışman: PROF.DR. HASAN A. HEPERKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyogaz = Biogas ; Doğal gaz = Natural gas ; Kojenerasyon = Cogeneration

Özet:
Enerji üretiminde, atık enerjinin geri kullanılıp, sistem veriminin dolaylı olarak artırılması içinkojenerasyon sistemleri tasarlanmıs, gelistirilmis ve kullanıma sunulmustur. Kojenerasyonsistemleri ile elektrik ve ısı enerjisinin es zamanlı üretimi sağlanmaktadır. Bu sistemler, yakıtrezervlerinin azaldığı günümüzde, sanayi ve konut kullanımı için büyük bir yakıt maliyetiavantajı sağlamaktadır.Bu sistemlerde kullanılacak türbinlerin teknolojik evrimi sürmektedir. Bu teknolojilerinsonuncusu mikrogaztürbinleridir. Hem küçük hacimlerde, hem de kompakt halde bulunan butürbinler yeni türbin teknolojisidir. Elektrik gereksinimi belli değerlerde olan, bunun yanındada ısı enerjisine de ihtiyaç duyulan kosullarda, mikrogaztürbinli kojenerasyonkullanılabilmektedir.Bu sistemlerde kullanılan yakıtların basında doğalgaz gelmektedir. Doğalgaz yanma verimi vekullanım sonrası atıklar açısından kullanım kolaylığı sağlamaktadır. Ancak enerji üretimindehammadde sorununa yeni çözümler getirilebilmek için atıklardan yakıt elde etme çalısmalarısürdürülmekte ve bu çalısmaların basında da biyogaz üretimi gelmektedir. Biyogazınhammaddesi tükenmez bir yakıt olması günümüz kosullarında, biyogazın teknolojikgelisiminin önünü açmaktadır.Arastırmalar, Fachhochschule Gelsenkirchen, Almanya'da, sistem değerlerinin ölçülmesi ilebaslamıs ve sistemin düzgün çalısmadığı görülmüstür. Verimi düsük olan sistemin ısı transferimekanizmaları incelenmis, yeniden tasarlanmıstır. Ancak yapılan inceleme ve testler sonrasıelde edilen sonuçlar göstermistir ki, mikrogaztürbininden çıkan gaz sodyum tasımakta, busodyumun nereden geldiği açıklanamamaktadır. Türbinden çıkan atık gazın ısı değistiricisinefazla hızlı geldiği ve değistirici içerisinde olması gerektiği gibi dağılmadığı görülmüs, dahaetkili bir ısı transferi için türbinden çıkan atık gaz yönlendirilmeye çalısılmıstır.Bu arastırmalara ek olarak ölçüm sonuçları ile Türkiye'de ve Avrupa'da bazı sehirler içinsistemin uygulanabilirliği arastırılmıstır, değisik çalısma sürelerinde sistemin ısı ya da elektrikenerjisi ihtiyaçlarını nasıl karsıladığı görülmüstür, geri ödeme süreleri incelenmistir.Anahtar kelimeler: Kojenerasyon, mikrogaztürbini, mikrotürbin, doğalgaz, biyogaz

Abstract:
In energy generation, cogeneration systems which reuse waste energy, resulting in an indirectsystem efficiency increase, are designed, developed and made ready to use. By cogenerationsystems, heat and electrical energy generation is synchronously obtained. These systemsprovide a huge cost advantage in industrial and domestic areas as fuel reserves are decreasing.The technological evolution goes on at turbines used in these systems. Micro-gas turbines aresubjected to be the latest technology at this point. These turbines are product of new turbinetechnology both being compact and small. Cogeneration by micro-gas turbine can be appliedto a system of determined energy requirement in addition to heat energy requirement.Natural gas takes the first place in fuels used in these systems. Natural gas, according to itscombustion efficiency and process wastes, provides usage easiness compared. The studies onobtaining fuel from wastes are going on for solving the raw material problem in energygeneration and biogas generation has a leading position among these studies. Thetechnological development of biogas is pioneered as a result of having an unlimited rawmaterial for fuel supply.The researches began in Fachhochschule Gelsenkirchen, Germany, with the measurements onsystem values, and result in that system does not work properly. Inefficient system isconsidered by its heat transfer equations and designed again. However, according toinvestigations and test results, the gas coming out of micro-gas turbine contains sodium butthere is proper comment how this sodium come out. The waste gas coming out of turbine hasa high velocity and does not diffuse efficiently. So for a better heat transfer, the gas is tried tobe guide.In addition of these researching, in Turkey and some cities in Europe practicability of thisapplication are researched, in different working hours could be seen how the system providesthe need of its energy and heat and back pay time was researched.Keywords: Co-generation, micro-gas turbine, micro turbine, natural gas, biogas