Slayt 1 - Deneysan

KOJENERASYON
Prof. Dr. İlhan Tekin Öztürk
Kocaeli Üniversitesi
Kojenerasyon nedir?
Aynı anda elektrik ve ısı tüketimine
ihtiyaç duyulan bir tesiste, ısı ve
elektriğin ayrı ayrı santrallerde
üretilerek tüketilmesi yerine tek bir
santralde aynı anda elektrik ve ısı
üretiminin verimli bir şekilde üretilip
tüketime sunulmasına kojenerasyon
denir.
Klasik elektrik üretme santrallerindeki
durum
Qb
100%
10%
L
45%
Qa
L
Qa
Qb
W
-Kazan kayıpları
-Atık ısı
-Yakıtla beslenen enerji
-Üretilen elektrik enerjisi
45%
W
Sankey diyagramı yardımı ile sadece güç üretimi çevrimi
veriminin açıklanması
Konvansiyonel Elektrik Üretimi ile
Kojenerasyon Sisteminin Karşılaştırılması
KOJENERASYON TESİSİ
Enerji Girişi=159 birim
Tesise y akıtla giren
toplam enerji 100 Birim
33 Birim
62 Birim
Kay ıp
55 Birim
Isıl Güç
İlav e Kazan
hısıl=% 93
66 Birim
Toplam Kay ıp
Yakıt Olarak Doğal Gaz
Kullanılması Durumunda
Toplam Verim = 93/159 = % 58.5
12 Birim Kay ıp
100 Birim
Enerji Girişi=100 birim
Elektrik Güç
38 Birim
59 Birim
Isıl Güç Üretim i İçin Eletriksel Güç Üretimi İçin
y akıtla giren enerji
y akıtla giren enerji
Yakıtla Giren Enerj i Toplam 159 Birim
KONVANSİYONEL TESİSi
Toplam Verim = 88/100 = % 88
Kojenerasyonun Avantajları
Eğer kombine ısı - güç merkezi (santrali)
yani kojenerasyon kurulursa verim daha
da yüksek olur ve oluşan avantaj
% 40’lara kadar (sadece güç üretimine
göre) ulaşılabilir.
Kojenerasyon Sistemleri

Karşı basınçlı buhar türbinli kojenerasyon
o
65 bar, 400 C
T
KAZAN
o
13 bar 299 C
o
o
170 C
80 C
o
120 C
Besi suyu dönüşü
Kazana
Kojenerasyon Sistemleri
Ara buhar almalı buhar türbinli kojenerasyon
P1
YBT
KAZAN
m1
P2
o
170 C
ARA BUHARLI
~
ABT
m2
m3
P3
m4
o
80 C
P4
Kojenerasyon Sistemleri

Buhar türbinli kojenerasyon sisteminin sankey diyagramı
Qb
Qb
100%
100%
15%
Q
0...45%
55...0%
L
Qa
15%
Q
55%
30-40%
30%
W
W
a-Ara buharlı
b-Karşı basınçlı
L -Kazan kayıpları
Qa -Atık ısı
Q -Isıtmada kullanılan ısı
W -Mekanik enerji
Qb -Yakıtla beslenen enerji
L
Gaz Türbinli Kojenerasyon Sistemleri
Baca
Hava
Yakacak
Şebeke
o
80 C
Yanma
odası
GT
Kompresör
K
o
170 C
Ekzost
Gaz Türbinli Kombine Kojenerasyon
Baca
Hava
Yakacak
Yanma
odası
GT
Kompresör
K
A
T
Şebeke
o
80 C
Ekzost
o
170 C
Gaz veya Dizel Motorlu Kojenerasyon
Egzost (atmosfere)
o
150 C min
6
5
2
3
4
7
o
80 - 90 C
o
400 - 450 C
Isıtma devresi
o
90 C
1
o
65 - 70 C
8
1-Dizel grubu
2-İlave ısıtıcı
3-Ek yakıt brülörü
4-Isı değiştirgeci
5-Isıtma için kullanım
6-Karıştırma vanası
7-Basınçlandırıcı
8-Sıcaklık ayarlayıcısı
Kojenerasyon sistemlerinin Karşılaştırılması
Santral
Enerjiden
Elektrik
Santral
yararlanma
oranı
ısı
ömrü
oranı ()
yıl
Diesel
0.70
1.00
20
Gaz
Türbini
0.75
0.60
17
Buhar
Türbini
0.80
0.40
30
Üçlü Üretim ve İkili Üretim
Aynı anda ısıtma, soğutma ve elektrik
enerjisi ihtiyacı bir santralde
karşılanabiliyorsa buna üçlü üretim
diyebiliyoruz.
 Kış sezonu ısıtma, yaz sezonu
absorbsiyonlu soğutma ve yaz kış
elektrik üretimi söz konusuysa buda
kojenerasyon olarak tanımlanmalı.

Örnek

Bir endüstriyel tesiste 300 MW ısı enerjisine
ihtiyaç duyulmaktadır.Bu tesiste bu ısıl gücü
karşılamak üzere kurulan bir ısı santralinde
yakıt olarak doğal gaz kullanılması durumunda
ve yılda maksimum kapasitede 7000 saat
çalışıldığı esas alınırsa ve santralde ısı üretme
verimi yıllık ortalama % 90 alınırsa tüketilen
yıllık yakıt miktarını elde ediniz.
Örnek (devam)


Bu enerji merkezi için bir buhar türbinli kojenerasyon
sistemi düşünülmesi durumunda; santralde türbine
gönderilen buharın entalpisi 3433 (kJ/kg), türbinden
çıkan buharın entalpisi 2756.7 (kJ/kg), ve tesisin ısıl
gücünü karşılamak için kullanılan kondenserden
yoğuşarak çıkan suyun entalpisi 546.31 (kJ/kg)
olduğuna göre, türbinin mekanik ve elektrik verimleri
sırasıyla 0.95 ve 0.96 olduğuna göre, bu türbinden
elde edilen elektrik enerjisini hesaplayınız.
Yine kazan verimini % 90 alarak kojenerasyon
tesisinde yılda tüketilen yakıt miktarını elde ediniz
Örnek (devam)
Kojenerasyon tesisinde üretilen elektrik
enerjisinin sadece elektrik üretilen bir
santralde % 45 yıllık ortalama verimde
üretildiği varsayıldığına göre tüketilen
yıllık yakıt miktarını elde ediniz.
 Isı ve elektriğin ayrı ayrı üretilmesi
durumu ve kojenerasyon durumunda
tüketilen yakıtları karşılaştırarak sonucu
irdeleyiniz.

Gaz türbinli kojen tesislerinde verim
iyileştirme yöntemleri





Çevrime beslenen havanın soğutulması ya su
püskürterek (evaporatif soğutma) veya atık
ısılarla absorbsiyonlu soğutma yapmak
Çevrim uygunsa ara soğutmalı sıkıştırma
yapmak
Yakıt ve yanma odasına kompresörden sonra
gönderilen havanın ısıtılması
Çevrime kademeli ısıtma uygulamak
Çevrime uygun sıkıştırma oranı belirlemek