Gemilerde atık ısı geri kazanım yöntemlerinin teknik ve ekonomik yönden incelenmesi

Abstract

Günümüzde enerji verimliliği giderek daha da büyük bir öneme sahip olmaya başlamıştır. Bunun sebepleri arasında çevreye olan zararlı etkileri azaltmak için uygulanması gereken kurallar ve yakıt fiyatlarının giderek artması bulunmaktadır.Gemilerde enerji ekonomisi uygulamaları göz önüne alındığında ilk akla gelen konu enerji kaybının yaklaşık %25?ini oluşturan egzoz gazlarıdır. Egzoz gazından enerji geri kazanım yöntemleri giderek daha da önemli olmaktadır.Gemilerdeki işletme maliyetleri düşünüldüğünde giderlerin büyük bir kısmını yakıt masrafları oluşturmaktadır. Egzoz gazından geri kazanım yöntemleri uygulandığında ise yakıt tasarrufu sağlanacağı gibi birim yakıt başına çevreye salınan toplam CO2, NOx ve SOx emisyonları miktarında da bir azalma görülecektir.Bu çalışmada gemilerden çevreye salınan emisyonlar ve bu emisyonlar hakkındaki kurallar ile gemilerde kullanılmakta olan Aşırı doldurma, Güç Türbin Jeneratörü, Buhar Türbin Jeneratörü ve Kombine atık ısı geri kazanım yöntemleri teknik ve ekonomik açıdan incelenmiştir. Bunun yanı sıra karasal sistemlerde uygulanmakta olan Organik Rankine Çevrimi sisteminin gemilerde uygulanabilme potansiyeli araştırılmıştır.Analizler yapılırken öncelikle var olan egzoz gazı potansiyeli ve bu potansiyele etki eden çevre koşulları ve motor yükleri de incelenmiştir. İnceleme için düşük, orta ve yüksek güçlü üç adet, iki zamanlı motor seçilmiş olup bu motorlara hangi tip geri kazanım yöntemi uygulanmasının teknik ve ekonomik olarak uygun olduğu araştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Atık ısı geri kazanım yöntemleri, emisyonlar, gaz türbini, buhar türbini, organik rankine çevrimi

Considering the energy economy implementations on ships, the firstissue to notice is the exhaust gases which comprise nearly 25% ofenergy loss. Thus, recycling methods out of exhaust gas have more andmore importance.Contemplating the expenses of the ships, fuel is of large amountexpenditure. When the waste heat recovery from methods exhaust gas are applied, not only fuel save will be ensured but also there will be a decrease inthe amount of CO2, NOx and SOx emissions that are released to theenvironment per unit fuel.In this study, emissions released out of ships to the environment andregulations about the emissions and overloading, Power TurbineGenerator (PTG), Steam Turbine Generator (STG) and Combine Waste Heat Recovery (ST+PT) methods that are utilized in the ships, are examinedtechnically and economically. Besides, Organic Rankine Cycle Systems, which areapplied to the land-based systems, potential to be implemented to theships.External conditions and motor load are examined which have impact onthe potential while analyzing this exhaust gas potential. Whichtechnical and economical approach is suitable has been investigatedfor recycling by using low, medium and high power three two-strokeengines.Keywords: Waste heat recovery system, emissions, power turbine generator, steam turbine generator, organic rankine cycle