Düşük kaliteli linyit yakıtlı akışkan yataklı termik santral tasarımı ve optimizasyonu
Optimization and designing of a fluidized bed thermal power plant with low quality lignite
Yazar: AZİZ KÖMÜRCÜ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN ERBAŞ
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Elektrik santralleri = Power plants ; Enerji santralleri = Power plants ; Termik santraller = Thermal power plants

Özet:
Dünya birincil enerji tüketiminde halen fosil yakıtlı elektrik üretim tesisleri önemini korumaktadır. Fosil yakıtlar içinde ise kömür kullanımı dikkati çekmektedir. Yerli kaynak olarak kömür yakıtlı güç santralleri ülkemiz açısından önemlidir. Ülkemizde bulunan pulverize yakma sistemine sahip termik santrallerin bir kısmı, yüksek kül, nem ve silis oranına sahip düşük kaliteli linyit kullanmaktadır. Bu nedenle, ülkemizdeki yerli yakıta dayalı termik santrallerin işletmeciliği oldukça zor olup farklı nedenlerden kaynaklı üretim kayıpları ve verim kayıpları meydana gelmektedir. Yakma sistemi seçimi yapılırken kazan yanma odası sıcaklığı, kül ergime sıcaklığı ve kömürde ki kül ve nem oranın değerlerine dikkat edilmelidir. Standart dışı düşük kaliteli yakıtları tam yanma koşullarına uygun ve içsel SO2, NOx emisyonu tutma özellikleri nedeniyle doğrudan yakabilecek en uygun teknoloji, genelde akışkan yatak, özelde ise dolaşımlı akışkan yatak (DAY) yakma teknolojisidir
Bu çalışmada, düşük kaliteli linyit yakıtlı bir akışkan yataklı termik santral tasarımı öncesi; Kütahya ilinin Seyitömer ve Tunçbilek yöresinde bulunan kömürlerden alınan numunelerin elementel ve kısa analizleri, kül ergime, kazan dram suyunun, besleme suyu ve kondense suyunun analizleri yapılmıştır. Bir enerji dönüşüm sistemleri tasarım-modelleme programı olan ''Thermoflex'' kullanılarak Seyitömer yöresine ait düşük kaliteli linyit yakıtlı pülverize ve akışkan yataklı sistem olmak üzere iki farklı elektrik üretim santrali modellenmiştir. Modellenen termik santrallerde kullanılan yakıt değeri olarak; Kütahya yöresinden alınan üç adet numunenin analizleri yapılarak, çıkan değerlerin ortalaması alınmıştır. Tasarımda kullanılan düşük kaliteli linyit kömürünün ortalama analiz değerleri; ısıl değeri 1793 kcal/kg,                          nem oranı %37,78 ve kül oranı ise % 28,36' dır. Tasarım sonucunda modelleme çıktıları karşılaştırılmış, sistem verimi yüksek ve emisyon değerleri daha düşük olan akışkan yataklı termik santral için ayrıca beş farklı durum koşullarında duyarlılık analizleride yapılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir.

Abstract:
Fossil-fueled electricity generation plants are still important in world primary energy consumption. Among fossil fuels, the use of coal is remarkable. As a domestic resource, coal-fired power plants are important for our country. Some of the pulverized combustion power plants in our country use low quality lignite with high ash, moisture and silica content. Therefore, the operation of the domestic fuel-based thermal power plants in our country is quite difficult and generation losses and yield losses due to different reasons occur. When selecting the combustion system, boiler combustion chamber temperature, ash melting temperature and ash and moisture content of coal should be taken into account. The most suitable technology to burn non-standard low quality fuels directly to full combustion conditions and because of their internal SO2, NOx emission retention properties is generally fluidized bed, especially dolaşımlı akışkan yatak (DAY) combustion technology.
In this study, before designing a fluidized bed thermal power plant with low quality lignite; elemental and short analyzes of samples taken from coals in Seyitömer and Tunçbilek region of Kütahya province, ash melting, boiler drum water, feed water and condensed water were analyzed. Using the energy conversion design/modeling software Thermoflex, two different power generation plants were modeled as Seyitömer region's low quality lignite fueled pulverized and fluidized bed system. As the fuel value used in the modeled thermal power plants; three samples taken from Kütahya region were analyzed and the values obtained were averaged. Average analysis values of low quality lignite coal used in design; its thermal value is 1793 kcal / kg, the moisture content is 37.78% and the ash content is 28.36%. As a result of the design, the modeling outputs were compared, sensitivity analyzes were carried out for five different case conditions for the fluidized bed power plant with high system efficiency and lower emission values and the results were evaluated.