Ağaç sanayinde gaz türbinli bir kojenerasyon çevrimi sisteminin tasarımı ve termodinamik analizi: Balıkesir şartlarında uygulama

Abstract

Tüm ülkelerde olduğu gibi, ülkemizde de enerji talebi her geçen zaman diliminde sürekli yükselmektedir. Enerjide büyük ölçüde dışa bağımlı olan ülkemizde enerji tasarrufu büyük önem kazanmaktadır. Enerji kullanımında ilk sırayı Endüstriyel tesisler almaktadır. Endüstriyel tesislerin enerji tüketiminin büyük bir bölümünü elektrik enerjisidir. Bu bağlamda, elektrik enerji ihtiyaçlarını üretmek isteyen endüstriyel tesisler, genellikle gaz türbini veya buhar türbini güç santrallerini kullanmaktadır. Verimleri düşük olan bu tesislerin verimini artırmak ve atık ısının değerlendirilmesi için kojenerasyon sistemleri kullanılmaktadır. Termodinamik bakımından ısıl güç santrallerinin verimleri, termodinamiğin birinci ve ikinci yasasıyla göre hesap edilmektedir. Isıl yöntemlerin enerji ve ekserji performansları sistem seçimi, sistem tasarımı ve sistem koşullarının tayininde önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Balıkesir ilimizde bulunan ve ağaç endüstrisinde faaliyet gösteren bir fabrikada bulunan 7,5 MW kapasiteli gaz türbini güç çevriminin termodinamiğin birinci kanununa göre enerji analizi yapılmıştır. Gaz türbininden çıkan atık egzoz gazının buhar kazanı ve ekonomizer kullanılarak tasarlanan kojenerasyon sisteminden geçirilmesi ile 11 Mpa basınçta ve 3,055 kg/s kütlesel debide buhar üretilebileceği hesaplanmıştır. Kojenerasyon sisteminden elde edilen buhar tutkal işletmesinde tutkal üretiminde, soğutma grubu Chiller ünitesinde, odun parçacıklarını pişiren ve lif haline getiren Refiner ünitesinde ihtiyaç duyulan buharın sağlanması için kullanılacaktır.

As in all countries, energy demand in our country is constantly rising over time. Energy saving is of great importance in our country which is largely outsourced. The first order of energy use is industrial plants. A large part of the energy consumption of industrial plants is electricity. In this context, industrial plants that want to produce electrical energy needs usually use gas turbines or steam turbine power plants. Cogeneration systems are used to increase the efficiency of these plants with low efficiency and to evaluate the waste heat. In terms of thermodynamics, the efficiency of heat power plants is calculated according to the first and second laws of thermodynamics. Energy and exergy performances of thermal methods are important in system selection, system design and determination of system conditions. In this study, an energy analysis was carried out according to the first law of the thermodynamics of a 7,5 MW gas turbine power cycle in a factory operating in the wood industry located in Balıkesir province. It has been calculated that the waste exhaust gas from the gas turbine can be produced at 11 MPa and at 3,055 kg / s by using the boiler and the cogeneration system designed using the economizer. The steam obtained from the cogeneration system has been used for glue production, cooling in the chiller unit, for in the refiner unit which cooks and fiberizes the wood particles.