Basınç düşürme istasyonlarında doğal gaz genleşme prosesi için türbinin kullanılabilirliği ve güç üretim potansiyeli
Turbine usability and power generation potential for natural gas expansion process in pressure reduction stations
Yazar: YASİN KARABİBER
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN YAĞLI
İskenderun Teknik Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünyada her geçen gün artan enerji talebi karşısında alternatif enerji üretim yöntemleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu enerji yöntemlerinden bir tanesi de doğal gaz basınç düşürme istasyonlarında, doğal gazın basıncının düşürülmesiyle ortaya çıkan basınç enerjisinin kullanılarak elektrik enerjisi üretilmesidir.
Bu tez çalışmasında, Hatay ilinin Erzin ilçesinde bulunan bir doğal gaz basınç düşürme ve ölçüm istasyonunda basıncı düşürülen doğal gazın elektrik üretim potansiyeli çalışılmıştır. Çalışma kapsamında tesiste basınç düşürme elemanı olarak mevcut durumda kullanılan genleşme vanasının yerine genleşme türbini kullanılması durumu için bir tasarım yapılmış ve bu tasarım için tesisten bir yıllık gerçek işletme verileri temin edilerek elektrik üretim potansiyeli araştırılmıştır. Tasarlanan sistem için doğal gazın tesise giriş parametreleri baz alınarak mevcut istasyonun optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ortaya çıkan sonuçlar enerji ve ekserji esaslı analizleri yapılarak incelenmiştir. Bunun yanında bu sistem ile üretilebilecek elektrik enerjisi vasıtasıyla sağlanan enerji tasarrufu sayesinde atmosfere salınacak toplam karbondioksit miktarının azaltılması göz önüne alınarak tasarlanan sistemin çevresel analizi yapılmıştır. Ayrıca elde edilen sonuçlar incelenerek ve tasarlanan sistemin kurulum ve işletme maliyetleri göz önüne alınarak sistemin ekonomik analizi yapılmıştır. Çalışma boyunca genleşme türbini kullanılan sistemin tasarımı ve optimizasyonu için EBSILON® Professional yazılımı kullanılmıştır.

Abstract:
Due to the increasing energy demand in the world, alternative energy production methods are being developed. One of these methods is the generation of electrical energy by using the pressure energy generated by reducing the pressure of the natural gas in natural gas pressure reduction stations.
In this study, the electricity generation potential of the natural gas, whose pressure is reduced at a natural gas pressure reduction and measurement station located in Erzin district of Hatay province, was studied. Within the scope of this study, a design was made for the case of using an expansion turbine instead of the expansion valve which is used currently as a pressure reducing element in the facility, and for this design, the electricity generation potential was investigated by providing one-year real operating data from the facility. For the designed system, the existing station was optimized based on the natural gas input parameters to the facility. The results were analyzed by making energy and exergy based analyzes. In addition, the environmental analysis of the designed system was carried out, considering the reduction of the total amount of carbon dioxide to be released into the atmosphere, by means of the energy savings provided by the electrical energy that can be produced with this system. Furthermore, the economic analysis of the system was made by examining the results obtained and considering the installation and operating costs of the designed system. EBSILON® Professional software was used for the design and optimization of the expansion turbine system throughout the study.