Gücü 600 MW olan süper kritik bir elektrik santralinin enerji ve ekserji analizinin belirlenmesi
Determination of energy and exergy analysis of a super critical electric power plant with power 600 MW
Yazar: MEHMET YASİR ARAT
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÖZALP
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Günümüz teknolojilerinde enerji verimliliği ve çevre duyarlılığı konusunda ultra süper kritik ve süper kritik sistemle çalışan santraller çok büyük önem arz etmektedir. Bu tesisler sayesinde, geleneksel santral tiplerine göre %10 - %15'lere varan ciddi verim artışları elde edilebilmektedir. Aynı zamanda modern filtrasyon sistemlerine sahip olmaları ve bu sistemlerin adapte edilebilme kolaylığı nedeniyle çevreye olan olumsuz etkileri çok daha düşüktür. Santral teknolojilerinde tasarrufu sağlayacak, sistem ömrünü uzatıp bakım giderlerini azaltacak ve verimi artıracak diğer bir hususta ekserji analizidir. Ekserji, yeni santral projelerinin fizibilite çalışmalarında, eski santrallerin modernizasyonunda ve çalışır durumdaki tesislerin verimlilik ve iyileştirme analizlerinde oldukça önemli bir yere sahiptir. Tüm endüstriyel yapılarda olduğu gibi süper kritik santrallerde de mevcut yapıyı muhafaza etmek ve eksik olan noktalarda iyileştirmeler yapmak için sık sık tesisde ekserjetik verim analizleri yapılarak ekipmanlar kontrol ve takip edilmelidir.
Bu çalışmada, İÇDAŞ Elektrik Enerjisi Üretim ve Yatırım A.Ş. bünyesindeki, Çanakkale ilinde sadece elektrik üretmek amacıyla kurulmuş 2×600 MW güç üretim kapasiteli süper kritik Bekirli Termik Santrali'nin bir ünitesi ele alınmıştır. Bu tesis üzerinde önce tam yükte, daha sonra farklı yükler altında enerji ve ekserji analizleri yapılmış ve bulunan sonuçlar grafikler halinde verilerek karşılaştırılmıştır. Santralde öncelikli olarak su-buhar, yanma havası ve baca gazını içeren proses şeması oluşturulmuş ve ardından ekipman giriş ve çıkışları için 52 adet düğüm noktası tayin edilmiştir. Bu noktalar için enerji ve ekserji değerleri belirlenerek ilgili ekipmanlara ait analizler yapılmıştır. Tam yük altında yapılan hesaplamalar ile farklı yüklerde belirlenen sonuçlar, kayıp enerji, ekserji yıkımı, kazan ve tesis genel verimleri yönünden karşılaştırılmıştır. İncelenen tüm yüklerde en büyük enerji kaybı ve ekserji yıkımı kazanda meydana gelmiştir. Tam yük için bu değerler sırasıyla 277543,35 kW ve 700653,59 kW'dır. Tam yükte ekserji verimi açısından en verimli ekipman %96,64 ile KBS pompası olurken, en verimsiz ekipman %49,22 ile kondenser olmuştur. Santral yükü azaldıkça kazan ve tesis genel veriminin azaldığı, yine aynı şekilde kazan ve diğer ekipmanların ekserji verimliğinin de genel olarak azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In today's technology, power plants operating with ultra-super-critical and super-critical systems have great importance in terms of energy efficiency and environmental sensitivity. Thanks to these facilities, it is possible to achieve significant yield increases of up to %10 - %15 compared to conventional power plant types. At the same time, their negative effects on the environment are much lower due to the easiness of adapting these systems and that they have modern filtration systems. Another important issue is the exergy analysis to provide savings in the plant technology, to extend system life, to reduce maintenance costs, and to increase efficiency. Exergy has a very important place in feasibility studies of new plant projects, in modernization of old plants and in efficiency and improvement analysis of plants in operation. As with all industrial structures, in order to maintain the current structure in super-critical plants and to make improvements in the missing points, frequent plant exergy yield analyses should be made and the equipment should be controlled and monitored. In this study, a unit of Bekirli Thermal Power Plant, which is a supercritical superheat thermal power plant with 2 × 600 MW power production capacity, owned by İÇDAŞ Elektrik Enerjisi Üretim ve Yatırım A.Ş and established in Çanakkale province, was dealt. Energy and exergy analysis in this facility was carried out firstly under full load and then under different loads and the results were given and compared in Graphics. At the plant, primarily a process scheme including water-vapor, combustion air and flue gas was created and 52 nodal points were assigned for equipment inputs and outputs. Energy and exergy values were found for these points and the related equipment was analyzed. The calculations under the full load were made and compared with the found results the at different loads in terms of energy loss, exergy destruction, the overall efficiency of the boiler and the plant. The greatest energy loss and the exergy destruction at all examined loads had occured at the boiler. According to full load, this values are 277543,35 kW and 700653,59 kW, respectively. In terms of exergy yield, the most efficient equipment at full load was the KBS pump with 99,64% and the most inefficient equipment was the condenser with 49,22%. It has been observed that as the plant load decreases, the overall efficiency of the boiler and the plant, and the exergetic efficiency of the boiler and the other equipment decreases in the same way.