Kangal Termik Santralinin 3. Ünitesinin Enerji ve Ekserji Analizi

Öz

Fosil yakıtlı güç üretim sistemlerinin verimliliğinin artırılması; enerji üretiminin artması, yakıt kaynaklarının, çevre, ekosistem ve insan sağlığının korunması açısından önemlidir. Verim artırma uğraşları için enerji ve ekserji analizleri enerji sistemlerimdeki enerji kayıplarının ve kullanılabilir is potansiyelinin belirlenmesinde önemli araçlardır. Bu çalışmada 157 MW Kurulu gücündeki Kangal Termik Santrali 3. ünitesinin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Hesaplamalar 34 farklı noktadan elde edilen veriler kullanılarak termik santral ünitesinin her bir elemanı için gerçekleştirilmiştir. En yüksek ekserji kayıp oranı kazanda elde edilirken (84,768%) en düşük ekserji kaybı kondenser tahliye pompasında elde edilmiştir (0,0089%). İkinci yasa verimi en fazla yüksek basınçlı besleme suyu ısıtıcısında (%97,73) ve en az kazanda (%52,43) gerçekleşmiştir. Termik santral ünitesinin ısıl ve ikinci yasa verimleri sırasıyla %32,92 ve %53,53 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçların termik santralin optimize edilmesinde faydalı olacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Ekserji analizi
• Enerji analizi
• Kangal
• Termik güç santrali

Energy and Exergy Analysis of the 3rd Unit of Kangal Thermal Power Plant

Öz

Improving the efficiency of fossil-fueled thermal power plants is important in terms of increasing energy production and protecting fuel resources, environment, ecosystem and human health. Energy and exergy analyses are effective tools for determining energy losses and the available work potential of energy systems when dealing with efficiency improvements. In this study, energy and exergy analysis of the 3rd unit of Kangal Thermal Power Plant with an installed capacity of 157 MW were performed. Calculations for each component of the thermal power plant unit were carried out using data obtained from 34 different nodes. The highest exergy loss rate was obtained for the boiler (84.768%) while the least exergy loss rate was obtained for the condenser drain pump (0.0089%). The second law efficiency was highest for the high pressure feed water heater (97.73%) and was lowest for the boiler (52.43%). The thermal and second law efficiencies of the thermal power plant unit were found to be 32.92% and 53.53%, respectively. It is thought that the obtained results will be useful in optimizing the power plant.

Anahtar Kelimeler

• Energy analysis
• Exergy analysis
• Kangal
• Second law analysis
• Thermal power plant

Kaynakça

1. ⦁ IEA, Coal-Fired Electricity, https://www.iea.org/reports/coal-fired-electricity, Erişim Tarihi: 23.0.2023. ⦁ BP, 2022. Statistical Review of World Energy 2022, 57. ⦁ TEİAŞ, Kurulu Güç Raporu-Aralık 2022, https://www.teias.gov.tr/kurulu-guc-raporlari, Erişim Tarihi: 10.01.2023.
2. ⦁ Altınkaynak, M., Güneş, S., Yakut, A.K., 2018. Bir Termik Santralin Enerji Analizi. Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 10 (3), 20-26.
3. ⦁ Oktay, Z., 2009. Investigation of Coal-Fired Power Plants in Turkey and A Case Study: Can Plant. Applied Thermal Engineering, 29 (2-3), 550-557.
4. ⦁ Khaieel, O.J., Ismail, F.B., Ibrahim, T.K., Hassan, S.H., 2022. Energy and Exergy Analysis of the Steam Power Plants: A Comprehensive Review on the Classification, Development, Improvements, and Configurations. Ain Shams Engineering Journal, (13), 3, 101640.
5. ⦁ Arslan, O., 2005. Seyitömer Termik Santrali Birinci ve İkinci Yasa Çözümlemeleri. Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 129.
6. ⦁ Kaya, M., 2008. Buharlı Güç Çevrim Veriminin Ekserji Analiziyle Belirlenmesi. CBÜ Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 1, 9.
7. ⦁ Erdem, H.H., Akkaya, A.V., Cetin, B., Dagdas, A., Sevilgen, S.H., Sahin, B., Teke, I., Gungor, C., Atas, S., 2009. Comparative Energetic and Exergetic Performance Analyses for Coal-Fired Thermal Power Plants in Turkey. International Journal of Thermal Science, 48 (11), 2179–2186.
8. ⦁ Regulagadda, P., Dincer I., Naterer, G.F., 2010. Exergy Analysis of a Thermal Power Plant With Measured Boiler and Turbine Losses. Applied Thermal Engineering, 30 (8-9), 970–976.

9. ⦁ Coşkun, A., Geredelioğlu, Ç., Bolattürk, A., Gökaslan, M. Y., 2013. Çayırhan Termik Santralinin Enerji ve Ekserji Analizi. 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir.
10. ⦁ Ünal, F., Özkan, D. B., 2014. Tunçbilek Termik Santralinin Enerji ve Ekserji Analizi. Tesisat Mühendisliği, 143, 5–13.
11. ⦁ Ozdil, N.F.T, Segmen, M.R., Tantekin, A., 2015. Thermodynamic Analysis of an Organic Rankine Cycle (Orc) Based on Industrial Data. Applied Thermal Engineering, 91, 43-52.
12. ⦁ Ozdil, N.F.T, Pekdur, A., 2016. Energy and Exergy Assessment of a Cogeneration System in Food Industry: A Case Study. Int. J. Exergy, 20 (2), 254-268.
13. ⦁ Ozdil, N.F.T., Tantekin, A., Erbay, Z., 2016. Energy and Exergy Analyses of a Fluidized Bed Coal Combustor Steam Plant in Textile Industry. Fuel, 183, 441–448.
14. ⦁ Bayrakçeken, H.B., 2019. Doğal Gazlı Kombine Çevrimli Bir Santralin Ekserji Analizi ile İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 176.
15. ⦁ Altunbaş, F., 2020. Afşin Elbistan Termik Santralinin Enerji ve Ekserji Analizi. Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 97.
16. ⦁ Dikili, K., Kopaç, M., Erdoğan, B., Topuz, A., 2021. Doğalgaz Yakıtlı Kombine Çevrim Santralinde Enerji ve Ekserji Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3), 2268-2277.
17. ⦁ Kopac, M., Hilalci, A., 2007. Effect of Ambient Temperature on the Efficiency of the Regenerative and Reheat Çatalağzı Power Plant in Turkey. Applied Thermal Engineering, 27, (8–9), 1377–1385.
18. ⦁ Topal H.İ., Bayram B., Bayram, K., Erdoğan B., Kopaç, M., 2022. Kömür Yakıtlı Süper Kritik Termik Santralin Enerji ve Ekserji Analizi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 10, 788-801.