Kabarcıklı akışkan yataklı bir multi jenerasyon santralinin sanayide uygulanması ve termodinamik analizinin yapılması

Enerji teminindeki çeşitli zorluklar ve petrol fiyatlarındaki aşırı artışlar, enerjisinin yaklaşık % 70?ini ithal eden ve düşük kaliteli linyitler bakımından göreceli zengin olan Türkiye?ye, enerji ve çevre politikalarının oluşturulmasında bu kaynaklardan olabildiğince yararlanmayı zorunlu kılmaktadır. Aynı zamanda, bu tür düşük kaliteli linyitlerin biokütle ile birlikte aynı anda yakılması, gelecekte biokütle enerjisinden büyük ölçüde faydalanmada çok iyi bir potansiyel ortaya koyacaktır. Bu çalışmanın amacı, çeşitli sanayi sektörlerinde çalışabilecek düşük kaliteli linyit yakıtı ve günümüz Türkiye?sinde kullanılan başlıca 8 tür biokütlenin kullanıldığı 6,5 MWe kurulu güçte, 2,5 t/h proses buhar üreten ve 7,5 MW termik güçte sıcak su ısıtıcısından oluşan bir bileşik ısı ? güç santralinin tasarımlanmasıdır. Tasarımlanan santralde, paket programı vasıtasıyla modelleme ve simülasyon çalışmalarının ardından kapsamlı enerji ve ekserji analizleri yapılarak, santralde enerji ve çevresel performansın iyileştirilmesine yönelik araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, biokütle ve linyitin aynı anda yakılmasına dayanan bir bileşik ısı ? güç sistemine, biokütlenin sistem performansına ve gaz emisyonlarına (CO2 ve SO2) olan etkisini incelemek amacıyla enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Yapılan analizde, ısı ? güç üretim sistemi olarak kabarcıklı akışkan yataklı buhar kazanı sistemi düşünülmüştür. Öte yandan sekiz adet biokütle (mısır koçanı, orman atıkları, fındık kabuğu, zeytin çekirdeği, fıstık kabuğu, pirinç kılıfı, atık kağıtlar ve şeker kamışı) ve düşük kaliteli Kangal linyiti seçilmiştir. Biokütlenin karışım oranı %10 olarak alınmıştır. Sonuçta; çevrimin ekserji yıkımının, birlikte yakma ile azaldığı görülmüştür. En düşük ekserji yıkımı Kangal linyiti ile fıstık kabuğu ve Kangal linyiti ile fındık kabuğu birlikte yakıldığında görülmektedir. Ekserji verimi, seçilen biokütle çeşitlerinin özgül özelliklerine bağlıdır. Ayrıca linyit biokütle karışımının birlikte yakılması halinde gaz emisyonlarında da azalma olmuştur. Aynı zamanda sonuçlar; toplam santral ekserji kaybının % 90?ının kazanda oluştuğunu ve kayıpların enerji analizlerinin aksine, % 2,41 ekserji kaybının oluştuğu soğutma sisteminde değil, kazanda olduğunu göstermiştir. Düşük kaliteli yerli linyit yakan santrallerde, yakıt ekserjilerinin ve bileşik ısı ? güç santrali ekserji verimlerinin, yakıt alt ısıl değerinin ve santral enerji verimlerinin yardımı ile doğrudan yaklaşık olarak belirlenmesi için belli katsayılar belirlenmiştir. Böylelikle karmaşık ekserji analizlerinin, yaklaşık da olsa, uygulayıcı mühendisler tarafından kolayca kullanılması olanağı sağlanmıştır.