Bir ilaç fabrikasında trijenerasyon sistemi kurulmasının termoekonomik analizi
Thermoeconomic analysis of installing a trigeneration system on a pharmaceutical plant
Yazar: FERHAT HABERDAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DERYA B. TÜMER ÖZKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekserjoekonomik analiz = Exergoeconomical analysis

Özet:
Bir sistemi mühendislik yaklaşımıyla irdelediğimizde, sadece termodinamik açıdan incelemek ve bu inceleme ışığında sistemleri birbirleriyle karşılaştırmak pek doğru olmaz. Termodinamik incelemede, maliyetler dikkate alınmaz. Sistemin performansını termodinamik açıdan iyileştirilirken, sistemin yatırım maliyeti çok artabilir. Aynı mantıkla sadece yatırım maliyeti göz önünde bulundurulursa, sistemin performansı düşer ve bu da sistemin işletme maliyetinin artmasına sebep olur. Bu nedenle termodinamik analiz ile maliyet etkisi birlikte düşünülerek optimum tasarım parametreleri belirlenmelidir. Bu tarife en uygun yöntemlerden biri de bu çalışmada uygulanan termoekonomik analizdir.Bu çalışmada ısıtma ihtiyacı buhar kazanından, soğutma ihtiyacı mekanik soğutma sisteminden, elektrik ihtiyacı şebekeden sağlanan, ilaç üretimi yapan bir tesiste, enerji tasarrufu yapmak amacıyla buhar kazanı, buhar türbini ve absorpsiyonlu soğutma sisteminden oluşan trijenerasyon sistemi tasarımı yapılmıştır.İlk aşamada trijenerasyon sistemi yatırımının fizibilitesi incelenmiştir. Fizibilite değerlendirmesi iki farklı durum için yapılmıştır. Birinci durum olarak sistemin ana ekipmanlarından olan buhar kazanı ve absorpsiyonlu soğutma sisteminin yedekli olarak kurularak, bir arıza halinde tesisin çalışmaya devam etmesini sağlayacak şekilde yapılacak yatırım fizibilitesi değerlendirilmiştir. İkinci durum olarak ise aynı ekipmanların yedeksiz kurularak bir arıza halinde tesis üretim kapasitesi yarıya düşürülecek şekilde yatırım fizibilitesi değerlendirilmiştir.İkinci aşamada ise parametreleri belirlenmiş olan trijenerasyon sisteminin termoekonomik analizi yapılarak akımlarda ekserji maliyetleri, ekserji kaybı maliyetleri, ekserji kaybı oranları ve ekipmanların eksergoekonomik faktör parametreleri bulunmuştur. Bu parametreler doğrultusunda sistem ekipmanları ve bu ekipmanlarda yapılabilecek iyileştirmeler konusunda değerlendirmeler yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Trijenerasyon, termoekonomik analiz, enerji verimliliği, ekserji

Abstract:
When a system is studied from an engineering point of view, it is not enough to analyze the system for one thermodynamic parameter and to compare the system according to this analysis. In a thermodynamic examination, costs are not considered. While the thermodynamic performance of the system is getting better the investment costs can increase. On the other hand, if only investmen costs are considered, the system performance can decrease and it causes a higher operating cost. So, it is better to take notice both of thermodynamic analyse and cost effects, and determine the optimum design parameters. The most suitable method for this kind of optimization is the ?thermoeconomic analysis? which is used in this study.In this study, a trigeneration system which composed of a steam generator, a steam turbine and an absorption cooling system is designed for a pharmacy plant supplies its electricity from the grid, its cooling duty a mechanical cooling unit and its heating duty a steam generator.Firstly, the investment feasibility of the trigeneration system is analized. The feasibility study is made for two different cases. In the first case the investment feasibility is examined when a back up steam generator and an absorption cooling system is used to maintain the process when a problem occurs. In the second case the investment feasibility is examined when back up equipment is not used. In this situation, the production capacity of the plant decreases to half.Secondly, the thermodynamic calculations are done for the trigeneration system. The exergy costs, exergy lost costs, exergy lost rates and the exergoeconomic factor of the equipment are determined. According to these parameters, system equipment and the possible revisions which can be made on these pieces of equipment are examined.Key words: Thermoeconomic analysis, trigeneration, energy efficiency, exergy