Çatalağzı Termik Santralı ara buharı ile bölgesel ısıtmanın incelenmesi

Abstract

Elektrik üretimi için tasarlanmış geleneksel kömür yanmalı güç üretim santrallerinde yakıt enerjisinin yaklaşık 1/3ü faydalı enerjiye dönüştürülebilirken diğer kısmı baca gazı ve yoğuşturucuda çevreye atılmaktadır. Termodinamik çevrim gereği atılmak zorunda olunan bu enerjiyi, santrali birleşik ısı güç üretim sistemine dönüştürerek azaltmak mümkündür. Aynı anda ısı ve elektriğin üretildiği sistem olan birleşik ısı güç santrali ısısı ile bölgesel ısıtma yapmak mümkündür. Bu çalışmada Çatalağzı Termik Elektrik Santrali?nde yoğuşturucuda soğutma suyuna verilen ısı miktarını azaltmak amacıyla Zonguldak il merkezinde bölgesel ısıtma yapmanın yolları araştırılmıştır. Bölgesel ısıtma için gerekli olan ısı, buhar türbininden ara buhar alarak sağlanmıştır. Santral verimini maksimum düzeyde tutacak buhar alma yerini belirlemek için dört farklı model geliştirilmiş ve en iyi buhar alma yeri tespit edilmiştir. Bölgenin toplam ısıtma yükünü belirlemek için yalıtımlı ve yalıtımsız olması durumuna göre iki farklı tipte referans bina seçilerek ısı kaybı hesabı yapılmış, binanın sıcak tüketim suyu enerji ihtiyacı da eklenerek bölgenin toplam ısıtma yükü ortaya konmuştur. Santral ile bölge arasında sıcak akışkanı taşıyacak olan boruların çapı bölgenin değişen toplam ısı yüküne bağlı olarak ekonomik boru çapı hesabı yöntemiyle hesaplanmış ve boru hattında meydana gelen ısı kaybı tayin edilmiştir. Bölgesel ısıtma yöntemiyle ısınma ile, doğalgaz ile ısınmanın kıyaslanması için birim ısı enerjisi maliyeti belirlenmiştir. Birim ısı enerjisi maliyeti; santralde buhar çekilmesi durumunda meydana gelecek elektrik enerjisindeki azalmayı, ilk yatırım maliyetini, pompa için gerekli olan elektrik enerjisi ihtiyacını ve bakım onarım masraflarını gözeterek hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda Zonguldak?ta Çatalağzı Termik Elektrik Santralinden ara buhar alarak bölgesel ısıtma yapmanın hem enerjitik hem de ekonomik açıdan faydalı bir ısıtma sistemi olduğu tespit edilmiştir.

In a conventional coal-fired power plant, which is only designed for electricity generation, while nearly 1/3 of fuel energy can be converted to useful energy, the other part of the energy is wasted as stack gases and cooling water of condensers. This waste energy could be recovered by modifying the plant as cogeneration system. It is possible to employ district heating by cogeneration system which generates both electricity and useful heat at the same time.In this study, the possibility of employing district heating in Zonguldak has been researched in order to reduce waste energy amount that is transferred to the cooling water of condensers in Çatalağzı Thermal Electricity Power Plant. The heat demand of district heating system has been met by steam extraction from turbine. To simply the steam extraction point, four different cycle model have been developed and the most appropriate steam extraction point has been identified. To specify heat demand of the location, two types of building have been modelled as isolated and unisolated and the total heat demand of the location has been determined. The most economical pre-isolated pipe diameter which is used for transporting the hot fluid between the location and the plant and the heat losses at these pipes have been calculated. The unit cost of heat energy has been determined in order to compare district heating and heating with natural gas. In order to specify the unit cost of heat energy; the decrease of the electricity generation as the steam extraction takes place, the first investment cost, the need of electricity for pumps, maintaning and repairing costs have been considered. Results have indicated that employing district heating system by the way of steam extraction from Çatalağzı Thermal Electricity Power Plant is a useful heating system from the view of energy efficiency and economy.