Süperkritik şartlarda çalışan kömür yakıtlı bir termik santralin enerji ve ekserji analizi

Sanayileşmenin arttığı ve yaşam standartlarının yükseldiği bu günlerde enerji kullanımı önem kazanmaktadır. Kullanılan enerji miktarının artması ile birlikte enerji üretim teknolojileri, doğal kaynakların verimli kullanımı ve yapılan tesislerin çevre ile olan uyumu konusunda ciddi çalışmalar ve planlamalar yapılmaktadır. Gelecekte enerji tüketim miktarı günümüze göre artması muhtemeldir. Bu yüzden mevcut doğal kaynak rezervlerini en verimli şekilde kullanmak kaçınılmazdır. Bu da enerji üretim tesislerinin en verimli şekilde tasarlanması, enerji tüketen kullanım araçlarının da enerji verimliği konusuna uygun üretilmesi ile sağlanabilir. Ülkemizde elektrik enerjisi üretiminin büyük bir kısmı termik santrallerle gerçekleşmektedir. Bu santraller kömür, doğalgaz, fueloil vb. gibi yakıtların yakılarak oluşan ısının mekanik enerjisine akabinde ise elektrik enerjisine dönüştürülmesi prensibiyle çalışır. Kömür yakıtlı termik santralini ele aldığımızda ocak içinde yanan kömür kazan içinde dolaşan saf suyu buhar haline getirmektedir. Elde edilen buhar baca gazı ile kızgın buhar haline getirilerek buhar türbinine verilip, aynı mile bağlı olan jeneratörü döndürmektedir. Türbin kanatlarına çarpan buhar yoğuşturucudan geçerek su haline gelerek çevrime devam etmektedir. Özellikle bu sistemlerde verimi arttırmak için yanma sonucu oluşan yüksek sıcaklıklı baca gazını en verimli şekilde ısı geri kazanımında kullanmak oldukça önemlidir. Bu konuda termik santral prosesinde kullanılan ekonomizer, kızdırıcı, tekrar kızdırıcı, hava ön ısıtıcısı gibi ekipmanlar çevreye atılacak olan atık ısıyı kullanarak yakıttan tasarruf sağlamaktadır. Ayrıca kazana beslenen suyun da belirli bir sıcaklıkta olması gerekmektedir. Bunu da buhar türbininden ara buhar alarak ilave yakıt ve ısıtıcı gerektirmeden yapmaya olanak sağlayan ısı değiştiriciler kullanılmaktadır. Ayrıca ekipman ve ilave yakıttan tasarruf etme amacıyla türbin tahrikli kazan besi suyu kullanımı ve ana türbin şaftına bağlı yağlama pompası gibi sistemler verimi arttırıcı yönde olmaktadır. Büyük ölçekli buhar santrallerinde termodinamik verimi arttırmak için süperkritik değerlerde çalışan sistemler tasarlanmaktadır. Yüksek sıcaklık ve basınçlı buhar değerleri ile santralin verimi artmaktadır. Bu çalışmada süperkritik şartlarda çalışan bir termik santral için enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Bununla birlikte ekipman ve santralin termoekonomik analizi gerçekleştirilmiştir.