Seramik fabrikasi için kojenerasyon sisteminin genişletilmiş termodinamik analizi ve değerlendirmesi

Kurutma, pişirme, ısıtma gibi enerji yoğun proseslere sahip olan seramik sektöründe, enerji maliyeti, toplam üretim maliyetinin %35'in üzerine çıkabilmektedir. Özellikle doğalgaz, petrol gibi yakıtların tamamına yakınının ülkemize ithal edilmesine bağlı olarak artan enerji maliyetleriyle birlikte ülkedeki şirketlerin küresel piyasalarda rekabet etme gücü azalmaktadır. Ayrıca bu prosesler de kullanılan inorganik hammadde ve tüketilen doğalgazın, çevreye olan etkileri her geçen gün artmaktadır. Genel olarak bu endüstride etkin bir enerji etüt çalışmaları yapılmadığı için verimsizliğe yol açan komponentlerin tespit edilemediği gözlenir. Böylesi bir maliyet ve çevresel etkiyle karşı karşıya kalan şirket yöneticileri, fabrikaları bir bütün olarak değerlendirdikleri için, komponent bazında tersinmezlikleri göz ardı etmektedirler. Günümüzde, özellikle kurutma proseslerine sahip olan seramik sektörü için çeşitli enerji geri kazanım sistemleri uygulanmaktadır. Fakat bunların içerisinde gaz türbinli kojenerasyon sisteminin uygulanması hakkında termodinamiksel ve ekonomik açıdan hala kesin bir yargıya varılmış değildir. Bu tezde, Uşak Organize Sanayi Bölgesinde yer alan bir seramik fabrikası için modellenen kojenerasyon sisteminin ekserji, eksergoekonomik ve ekserjoçevresel analizlerinin yanında, ileri ekserji, ileri eksergoekonomik ve ileri çevresel analizlerinin uygulaması, beş farklı ölü durum sıcaklığı için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, yatırımı yapılacak olan kojenerasyon sistemi için "Net Şimdiki Değer" yöntemi kullanılarak, karlılık analizi yapılmış ve yatırımın başabaş noktası tespit edilmiştir. Geleneksel ekserji, eksergoekonomik ve eksergoçevresel analizine göre, komponentler arasında sırasıyla en yüksek ekserji yıkım, ekserji maliyet oranı ve eksergetik çevresel etki oranına sahip olan yanma odasının iyileştirme potansiyeli, diğer komponentlere göre daha yüksek olduğu kabul edilir. Fakat ileri ekserji, eksergoekonomik ve eksergoçevresel analizine göre, duvar karosu ve yer karosu kurutucuların kaçınılabilir ekserji yıkım değeri, ekserji yıkım maliyet oranı ve çevresel etki oranı, diğer komponentlerden daha yüksek bulunmuştur. Bu yüzden duvar ve yer karosu kurutucularının iyileştirme potansiyeli her üç analizde de yanma odasından daha fazla olduğu söylenebilir. Ayrıca duvar ve yer karosu kurutucuların üzerine daha çok odaklanılması gerektiği anlaşılır. Bunun yanında kojenerasyon sisteminin toplam ekserji yıkım değerinin %90'nından, toplam ekserji yıkım maliyet oranının %96'sından ve toplam çevresel etki oranının %96'sından fazlası komponentlerde meydana gelen tersinmezliklerden kaynaklanmaktadır. Bu yüzden komponentler arasındaki etkileşimin ekserjetik, ekonomik ve çevresel açıdan zayıf olduğu söylenebilir. Net şimdiki değer yöntemine göre gaz türbinli kojenerasyon sistemi, 13. yılında başa baş noktasına ulaşırken, yaşam ömrü boyunca sağladığı toplam kazanç 562148$'dır.