TEKSTİLDE BOYAMA İŞLEMİ GERÇEKLEŞTİREN BİR KOJENERASYON TESİSİNİN ENERJİ VE EKSERJİ ANALİZİ

Abstract

Bu tezde, Kahramanmaraş'ta bulunan bir tekstil fabrikasının buhar ve elektrik ihtiyacını karşılamak amacıyla kurulmuş bir kojenerasyon tesisinin enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde, sistemde bulunan ünitelerin birbirleriyle ve çevreyle olan etkileşimleri incelenerek performans değerlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. Yakıt olarak doğalgaz kullanılan kojenerasyon tesisinde, içten yanmalı bir motor sayesinde elektrik üretilmektedir. Motordan çıkan baca gazlarının ısısı, bir atık ısı kazanına aktarılarak buhar üretilmektedir. Üretilen buhar, tekstil boyama işlemi için kullanılmaktadır. Yapılan enerji ve ekserji analizleri sonucunda, kojenerasyon tesisinin enerji kaybı 13098.7 kW, enerji verimi %68.9, ekserji kaybı 7018.74 kW ve ekserji verimi %56.48 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen verim ifadeleri, üretici firma tarafından hazırlanan katalogdaki verim ifadeleri ile karşılaştırılmıştır. Kojenerasyon tesisinde enerji veriminin en yüksek olduğu ünite %99.76 ile 2 numaralı su devir daim pompası (P2) ve en düşük olduğu ünite %3.8 ile ekonomizerdir. Ekserji veriminin en yüksek olduğu ünite, %96.91 ile P2 ve en düşük olduğu ünite %3.33 ile ekonomizer olmuştur. Kojenerasyon tesisinde, en yüksek enerji ve ekserji kaybının 8083.42 kW ile turboşarj ünitesinde meydana geldiği görülmüştür. Enerji kaybının en düşük olduğu ünite, 2.2 kW ile 3 numaralı devir daim pompası (P3) ve ekserji kaybının en düşük olduğu ünite 2.18 kW ile 4 numaralı su devir daim pompası (P4) olmuştur. Analizleri yapılan kojenerasyon tesisinde, enerji ve ekserji kaybının motorda ve motora bağlı sistemlerde (Turboşarj (TŞ), ısı değiştiriciler (ID) ve atık ısı kazanı (AIK)) yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Termodinamik, kojenerasyon, enerji analizi, ekserji analizi, verimIn this thesis, energy and exergy analysis of a cogeneration power plant established to meet the steam and electricity needs of a textile factory in Kahramanmaraş was carried out. In this analysis, performance evaluation was done by examining interactions among the units in system and their environment. In a cogeneration plant where natural gas is used as fuel, electricity is produced by an internal combustion engine. Steam is produced by transferring the heat of the flue gases by motor to a waste heat boiler. The steam that is produced, is used for textile dyeing process. As a result of the energy and exergy analyses been done, the energy loss of the cogeneration plant was calculated as 13098.7 kW, energy yield as 68.9%, exergy loss as 7018.74 kW and exergy yield as 56.48%. The yield expressions obtained are compared to the ones in the catalog prepared by the manufacturer. In the cogeneration plant, the unit with the highest energy efficiency is water circulation pump number 2 (P2) with 99.76% and the lowest is economiser with 3.8%. The unit with the highest exergy efficiency is the water circulation pump number 2 (P2) with 96.91% and the lowest is economizer with 3.33%. In the cogeneration plant, it is observed that the unit with the highest loss of energy and exergy is turbocharged with 8083.42 kW. The unit with the lowest energy loss is the P3 with 2.2 kW, and the unit with the lowest loss of exergy was P4 with 2.18 kW. In the cogeneration plant where the analyses performed, it is concluded that the loss of energy and exergy is high in the engine and engine related systems (Turbocharger, heat exchanger (ID) and waste heat boiler (AIK)). Key words: Thermodynamics, cogeneration, energy analysis, exergy analysis, efficiency