Upload
trinhque
View
244
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TERMİK SANTRALLERDE ATILAN ENERJİ VE BÖLGE ISITMA UYGULAMASI
Doç.Dr. Hasan Hüseyin ERDEM
Yıldız Teknik Üniversitesi
Makine Fakültesi
22 Kasım 2014
KOJENERASYON PANELİ
SUNUM PLANI
• Atılan ve Atık Enerji Kavramları
• Termik santral atılan enerjiler
• Bölge Isıtma Sistemleri
• TSAD Projesi ve Uygulaması
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ATILAN VE ATIK ENERJİ
Herhangi bir enerji kaynağının kalitesi işe dönüşebilme potansiyeli ile
ölçülür.
Bu açıdan bakıldığında enerji türlerinin (mekanik, elektrik, iç enerji, ısı,
vb.) hepsi aynı kalitede değildir.
Verilen bir enerjinin işe dönüştürülen kısmına kullanılabilir enerji
(ekserji) ve dönüştürülmesi imkânsız olan kısmına kullanılamaz enerji
(anerji) denilmektedir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ATILAN VE ATIK ENERJİ
Bir kaynaktaki enerji başka bir enerji formuna dönüştürüldüğünde ya
da bu enerjiden herhangi bir prosesi gerçekleştirmek için
faydalandığında geriye kalan enerjinin (atılan enerji) şartları, çevre
şartlarından daha yukarıda ise hala iş potansiyeli vardır.
Sonuç olarak atılan enerji, endüstride herhangi bir prosesten sonra
çevreye atılmasına rağmen kullanılabilir enerji potansiyeli (ekserjisi)
olan enerjidir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ATILAN VE ATIK ENERJİ
Atılan enerji şartları çevre şartlarına yaklaştıkça iş potansiyeli (ekserji)
azalır ve kullanılamaz enerji (atık enerji) artar.
Atılan enerji şartları çevreyle dengeye ulaştığında kullanılamaz enerji
yani atık enerji haline gelir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
298
388
478
568
658
748
838
928
1018
1108
1198
1288
1378
1468
1558
1648
1738
1828
1918
Enerji (Atık Enerji +Ekserji)
İşe Dönüşebilir EnerjiEKSERJİ
Tçevre
Tkaynak
Atık Enerji
ATILAN ENERJİ
Atılan enerji tanımı iki farklı şekilde ele alınabilir.
Bunlar enerjinin sistemden atıldığı veya çekildiği yere bağlı olarak
• proses sonu
• proses içi
olarak adlandırılmıştır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
YAKIT
(Giren Enerji)
BUHAR
(Pro
ses
Enerjis
i)Çevreye Atılan
EnerjiBACA GAZI
(Atılan Enerji)
ENERJİ GERİ
KAZANIM SİSTEMİ
Ge
ri K
aza
nıla
n E
ne
rji
33
22
66
556
5
4
3
11
2
1
YAKIT
(Giren Enerji)
ELEKTRİK
(Ekserji)
BACA GAZI
(Atılan Enerji)
KONDENSER
(Atılan Enerji)
Proses içi
atılan enerji
Besleme Suyu Ön
ısıtıcısı
PROSES SONU ATILAN ENERJİ
Proses sonu atılan enerji, tüm literatürlerde tanımlanan klasik atılan
enerji olup, bir proses sonucunda atılan ve iş potansiyeli olan
enerjidir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
PROSES ENERJİSİ
GİR
EN
EN
ER
Jİ
GERİ KAZANILAN ENERJİ
AT
ILA
N E
NE
RJ
İ
ÇEVREYE ATILAN
ENERJİ
EKONOMİK OLMAYAN İŞ
POTANSİYELİ
ATIK ENERJİ
(ANERJİ)
YAKIT
(Giren Enerji)
BUHAR
(Pro
ses
Enerjis
i)Çevreye Atılan
EnerjiBACA GAZI
(Atılan Enerji)
ENERJİ GERİ
KAZANIM SİSTEMİ
Ge
ri K
aza
nıla
n E
ne
rji
PROSES İÇİ ATILAN ENERJİ
Proses içi atılan enerji ise, proses sona ermeden farklı amaçlar için
kullanılmak üzere sistemden çekilen enerjidir. Proses içi atılan
enerjinin kullanılması ile sisteme giren enerjiden sağlanan toplam
fayda artar ve proses sonu çevreye atılan enerji azalır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
33
22
66
556
5
4
3
11
2
1
YAKIT
(Giren Enerji)
ELEKTRİK
(Ekserji)
BACA GAZI
(Atılan Enerji)
KONDENSER
(Atılan Enerji)
Proses içi
atılan enerji
Besleme Suyu Ön
ısıtıcısı
TERMİK SANTRALLARDAN ATILAN ENERJİLER
Termik santrallar, termodinamik kanunlar gereği kullandığı yakıt
enerjisinin bir kısmını güce dönüştürürken bir kısmını da çevreye
atmak zorundadır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TERMİK SANTRALLARDAN ATILAN ENERJİLER
Termik santrallardan
atılan enerjiler;Proses sonu
Baca
Kondenser
Proses içi
Ön ısıtma amaçlı ara
buhar
Herhangi bir yerden çekilen
ara buhar
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES SONU ATILAN ENERJİLERİ
KONDENSER
Besleme suyu Doymuş Buhar Kızgın Buhar Ara Kızdırma Soğutma Suyu Baca Gazı Kireç Taşı
Alçı Taşı
BACA
ÖN
ISITICILAR
Kazanda yakılan yakıtın ve kazanın özelliklerine bağlı olarak bacadan sıcak gazlar ile birlikteenerji atılmaktadır. Baca gazı çıkış sıcaklığını belirleyen faktör ise linyit yakıtlı termiksantrallerde yakıtın içindeki kükürt oranına bağlı olarak oluşan SO2 miktarıdır. Baca gazısıcaklığının H2SO4 yoğuşum sıcaklığının altına düşmemesi istenir. Örneğin linyit içersinde %3civarında kükürt bulunduğunda, baca gazı çıkış sıcaklığının 160oC’nin altına düşürülmesiuygun olmaz.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
Kondensere giren çürük buhar, soğutma suyu ile gizli ısısı alınarak yoğuşturulmaktadır. Soğutmasuyuna geçen atık ısı ise soğutma kulelerinde çevreye atılmaktadır. Kondenserde atılan enerjinin gerikazanılması ile hem atılan enerjiden hem de kule soğutma suyundan tasarruf sağlanacaktır. Fakatkondenserde önemli miktarda atık enerji olmasına rağmen sıcaklığının düşük olması (~40oC) busıcaklıktaki enerjinin kullanılmasını oldukça kısıtlamaktadır.
SANTRAL PROSES SONU ATILAN ENERJİLERİ
REKÜPERATOR
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
Termik santrallarda farklı amaçlar için kullanılmak üzere santraldaki bir
çok noktadan enerji çekilebilir.
Çekilen enerji sonucunda termik santralın esas amacı olan elektrik
üretiminde farklılaşma olabilir.
Ancak çekilen enerjinin kullanıldığı proses sonucunda elde edilen
toplam fayda artıyor ise bu durum olumsuz olarak değerlendirilemez.
Yapılan bu değişiklik sonucunda beklenen diğer bir fayda ise
santraldan atılan enerjinin azalmasıdır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
Enerji kaynağının belirlenmesinde göz önüne alınan hususlar
1. Atılan ısı kaynağı sıcaklığı kullanım amacı için (bölge ısıtma vb.)
için yeterli olmalı
2. Santral güç üretimi ve termik verimi az etkilenmeli
3. Ekserji verimi artmalı
4. Santralde yapılacak dönüşüm teknik olarak mümkün olmalı
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
ATILAN ISI
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
KONDENSER
GÜÇ
YA
KIT
10
0%
BACA KAYBI
BOLGE ISITMA
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
Bölge ısıtma sistemleri, merkezi bir santralde
üretilen buhar yada sıcak suyun yer altından
geçen borular ile bir bölgeye ulaştırılarak, o
bölgedeki binaların ısıtma ve sıcak su
ihtiyaçlarının karşılandığı sistemlerdir.
BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİ NEDİR?
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
Bölge ısıtma sistemleri 3 bölümden oluşmaktadır:
1. Isı Üretimi (Merkezi kazan yada santral)
2. İletim ve Dağıtım Hatları (Ön izolasyonlu borular)
3. Tüketiciler (Bina altı sistemleri)
BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİ NEDİR?
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
Bölge ısıtma sistemleri sadece ısı üreten ve elektrik ile ısıyı beraber
üreten olmak üzere farklı tipleri bulunmaktadır.
BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
JEOTERMAL BÖLGE ISITMA
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
KOJENERASYON BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİ
Kojenerasyon sistemleri yada birleşik ısı-güç
sistemlerinde hem elektrik hem de ısı üretimi
vardır. Bu sayede elektrik üretiminden
kaynaklanan atılan enerjinin (ısının) bir bölümü
farklı amaçlar için kullanılabilir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
NEDEN BÖLGE ISITMA SİSTEMİ ?
KONFORLU ISINMAKonutun tamamında kesintisiz ısınma
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
EKONOMİK ISINMA
Alternatif ısıtma sistemlerine göre %15-%30 oranında daha ekonomik ısınma
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TÜKETİM KADAR ÖDEME İMKANI
İlgili yönetmelikler uyarınca tükettiğin kadar ödeme yapma imkanı
SOMA BELEDİYESİ
ISI FATURASI
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
GÜVENİLİR ISINMA
Yakıt santralda yakılır
Binaya yalnızca sıcak su ulaşır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
KESİNTİSİZ SICAK SU
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
İŞLETMESİ KOLAY
Kömür depolama ve kazan dairesi alanından tasarruf
Yakıt besleme,
Kül alma,
Baca temizliği gereksinimi yok
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TEMİZ HAVA VE ÇEVREKONUTLARDAN SALINAN EMİSYONLAR
• Düşük Verimli Bireysel Isınma Sistemleri
(Soba)
• Yüksek Kükürtlü ve Kalitesiz Kömür
Kullanımı
• Konut Bacalarının Kısa Olması
• Konut Bacalarında Filtre Kullanılmaması
BIS = ISI ÜRETİMİNDE KONTROL İMKANI
• Santral Bacalarında Elektrofiltre ve
Desülfürizasyon Üniteleri
• Santralda Yakıtın Verimli Şekilde Yanması
• Santral Bacalarının Uzun Olması
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ÇEVRE DOSTUBireysel Isıtma Bölge Isıtma
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
DÜNYADA BÖLGE ISITMA UYGULAMALARI
•AB Ülkeleri’nde Bölge Isıtma Sistemleri (BIS) Isı Üretimi ve Ülke İçindeki Pazar Payları
0
20000
40000
60000
80000
100000
İzlanda
Letonya
Finland
iya
Dani
mar
ka
Çek
Cum
huriy
eti
Litvany
a
Slova
kya
İsve
ç
Eston
ya
Rom
anya
Bulga
rista
n
Mac
aristan
Avu
stur
ya
Alm
anya
Hırv
arista
n
Norv
eç
Holla
nda
İsviçre
İtalya
Birleş
ik K
rallık
BIS
Isı
Üre
tim
i (G
Wh
t)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
BIS
Pazar
Payı
(%)
***Türkiye’de ise Bölge Isıtma Sistemleri ısı üretimi sadece 1.920 GWh/yıl’dır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
DÜNYADA BÖLGE ISITMA UYGULAMALARI
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
DÜNYADA BÖLGE ISITMA UYGULAMALARI
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
DÜNYADAN ÖRNEKLER
• Almanya’da tüm konutların %14‘ü bölge ısıtma sistemleri ile ısınmaktadır.
• Yaklaşık 4,9 milyon konut bölge ısıtma sisteminden ısı sağlamaktadır.
• Toplam Bölge Isıtma Şebekesi Hattı Uzunluğu : 25.000 km
Almanya’da bölge ısıtma yapılan şehirler
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
FİNLANDİYA BIS DURUMU
Finlandiya’da BIS ile ısıtılan konut sayısı 1.1 milyon
Toplam şebeke uzunluğu 9.100 km
Toplam yıllık bölge ısıtma üretimi ~ 32.000 (GWh)
49,4%
6,1%1,5%11,8%
13,5%
17,7%
Bölge IsıtmaDiğerFuel-oil (ağır)OdunFuel-oil (hafif)Elektrik
•Finlandiya’da BIS kullanım oranı
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
DANİMARKA BIS DURUMU
Danimarka’da BIS ile ısıtılan konut sayısı 1.151 milyon
BIS Oranı %60
Toplam yıllık bölge ısıtma üretimi ~32.500 GWh
400 Adet Bölge Enerji Sistemi
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ODENSE BÖLGE ISITMA SİSTEMİ
•Şehir Nüfusu : 184 000
•Abone Sayısı : 80 000
•Kapasite : 750 MWt
•Yıllık Üretim : 2 132 GWht
•Sıcaklık : 82-95 °C
•Şebeke Uzunluğu
–İletim : 120 km
–Dağıtım : 1 500 km
•Şehir Isıtması - Kaynaklar
–BIS : %95
–Doğal Gaz : % 3
–Diğer : % 2
•Temel Isı Kaynağı
Çok yakıtlı güç santralleri
(285+443 MWe)
•Pik Yük Tesisleri
–Sayı : 20
–Kazan : 56
•Kuruluş yılı : 1929
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
KOZANİ BÖLGE ISITMA SİSTEMİ
•Şehir Nüfusu : 55 000
•Abone Sayısı : 17 000
•Isıl Güç Üretim
−Baz Yük : 70 MWt
−Pik Yük : 125 MWt
•Yıllık Üretim : 230 000 MWht
•Sıcaklık : 120 - 65 °C
•Şebeke Uzunluğu
−İletim : 18 km
−Dağıtım : 285 km
•BIS Isı Üretim Oranı
−BIS : %90
−Pik Yük Kazanı : %10
•Isı Kaynağı−Agios Dimitrios Termik Santralı
−Pik Yük Kazanı (80 MWt)
•Santral Yakıt : Linyit
•BIS Kuruluş Yılı : 1993
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
AVRUPA’DA 100 BÜYÜK BÖLGE ISITMA SİSTEMİBasel Belgrade Berlin Bratislava Brescia
Brno Budapest Bukarest Charkiv Chisinau
Copenhagen Daugavpils Debrecen Dnepropetrovsk Donetsk
Dresden Düsseldorf Esbjerg Espoo Essen
Flensburg Frankfurt Gdansk Gelsenkirchen Gothenburg
Graz Grenoble Hamburg Hanover Helsingborg
Helsinki Katowice Kaunas Kiev Kosice
Kozani Krakow Köln Lahti Leipzig
Linköping Linz Ljubljana Lodz Lublin
Lviv Malmö Mannheim Maribor Metz
Minsk Moscow Munich Nis Norrköping
Nottingham Novi Sad Odense Odesa OradeaOslo Ostrava Oulu Paris Plovdiv
Plzen Poznan Prague Reykjavik Riga
Rotterdam Salzburg Sarajevo Sheffield Skopje
Sofia Southampton St Petersburg Stockholm Stuttgart
Tallinn Tampere Tartu Torino Trondheim
Turku Uppsala Utrecht Vantaa Warsaw
Vienna Vilnius Wroclaw Västerås Zagreb
Zaporizhzhya Zürich Ålborg Århus ÖrebroKOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ESENKENT BÖLGESEL ISITMA SİSTEMİ
Konut Sayısı 7.400 konut
Isı Üretim Merkezi Esenyurt Termik Santralı
Isı kapasitesi 45 MWt
ESENKENT BÖLGESEL ISITMA SİSTEMİ (8000 Konut Eşdeğeri)
Sıcak Su (60 C)
Radyatör Devresi (90-70 C)
Şehir Kızgın Su Şebekesi (Yer altı)
Buhardan Isıtma Devresi
Eşanjör Ünitesi
Isı Geri Kazanım Buhar Kazanı
Hava Soğutmalı Yoğuşturucu
Buhar Türbini
Elektrik Gen.
Elektrik Gen.
Yanmış Gazlar
Bina İçi Radyatör Devresi
Buhar
Su
Kızgın Su
Kızgın Su 125/75 C
Buhar-Su Devresi
Yanmış Gazlar
Bölgesel Isıtma Pompası
Baca Gazından Isıtma Devresi
•Kombine Çevrim Santralinde, Doğal Gaz
Yakılarak Doğal Gaz Türbininden ve Yanmış
Gazlardan Buhar Üretilerek Buhar Türbininden
Elektrik Üretilir.
•Bölgesel Isıtma Sistemi, Buhar
Türbininden Buhar Çekilerek ve az
miktarda Baca gazlarından yararlanılarak
hazırlanan Kızgın Suyun, Eşanjör
Ünitelerine pompalanması ile konutların
ısıtma ve sıcak su gereksinimlerini yakıt
yakılmadan karşılar.
Kızgın Su Devresi
Bina Kullanma Sıcak Suyu
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
BALÇOVA JEOTERMAL BIS
Bölgede sekiz jeotermal kuyudan, üretim sıcaklığı 83– 135 °C
aralığında jeotermal akışkan elde edilmektedir.
Bölge ısıtma sisteminde dolaşan suyun gidiş sıcaklığı, plaka tipi ısı
değiştiricilerinde, jeotermal su yardımıyla 80–90 °C aralığına
ısıtılmaktadır. Dönüş sıcaklığı ise 42– 60 °C’dır. Böylece 6631 konut
ile birlikte 2 otel ve 2 üniversiteye ait muhtelif yapıların ısıtılması
sağlanmaktadır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TSAD PROJESİ
ENERJİ VERİMLİLİĞİNİ ARTIRMAK ÜZERE TERMİK
SANTRAL ATIK ISILARINI FAYDAYA DÖNÜŞTÜRME
YÖNTEMLERİNİN ARAŞTIRILMASI GELİŞTİRİLMESİ
VE BİNALARDA ISITMA UYGULAMASI
(TSAD)
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
PROJE HAKKINDA GENEL BİLGİLER
• Başlama tarihi : 01.07.2006
• Bitiş tarihi : 01.01.2011
• Proje süresi : 54 Ay
• Müşteri kurumlar :– Elektrik Üretim A.Ş. (EÜAŞ)
– Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü (EİE)
• Proje ortakları :– TÜBİTAK MAM
– Yıldız Teknik Üniversitesi (YTÜ)
• Destek Programı : “TÜBİTAK Kamu kurumları araştırma ve geliştirme projeleri destekleme programı”
PROJE YÖNETİMİ VE EKİBİ
Dr. Cengiz GÜNGÖR (PYG)
Yük. Müh. E. Alptekin YAĞMUR
Yük. Müh. Murat BARANAK
Dr. Selçuk ATAŞ
Mak. Müh. Hakan Tol
Yük. Mak.Müh.Gökhan GÜNDOĞDU
Yük. Mak. Müh. Murat KAHRAMAN
Doç.Dr. Hasan Hüseyin ERDEM (PYG)
Prof. Dr. Bahri ŞAHİN
Prof. Dr. İsmail TEKE
Doç.Dr. Süleyman Hakan SEVİLGEN
Doç.Dr. . Ahmet DAĞDAŞ
Doç.Dr. Burhanettin ÇETİN
Doç.Dr. Ali Volkan AKKAYA
MÜŞTERİ KURUMLAREÜAŞ EİE
PYK TÜBİTAK MAM
PYKYTU
PYDr. Cengiz Güngör
TÜBİTAK MAM
MKKAtilla Gürbüz, EİE
Hüsnü Altunkaya, EÜAŞDr. Cengiz Güngör, MAM
Dr.Hasan Hüseyin Erdem, YTÜ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
AMAÇ
Projenin öncelikli amacı, kamuya ait mevcut fosil yakıtlı termik
santrallerdeki atılan enerjilerin ekonomiye kazandırılmasıydı.
Bu hedefi gerçekleştirmek amacıyla;
• atılan enerji potansiyellerini belirleme,
• geri kazanma yöntem ve tekniklerini araştırma,
• geri kazanılan enerjinin kullanım yöntemlerini araştırma,
• ekonomiklik değerlendirme analizleri yapılmıştır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
KAPSAM
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
1. Ön inceleme
2. Potansiyel belirleme ve yapılabilirlik analizleri
3. Isı depolama sistemlerinin geliştirilmesi
4. Örnek uygulama için tesis seçimi ve projelendirilmesi
5. Pilot uygulama
6. Proje sonuçlarının tanıtılması ve yaygınlaştırılması
ID Task Name
1 Proje Sözleşmesinin Onayı
2 İP0: Proje Yönetimi
5 İP1: Ön inceleme
12 Toplantı : Proje değerlendirme toplantısı-1
13 İP2: Potansiyel belirleme ve yapılabilirlik analizleri
30 Toplantı : Proje değerlendirme toplantısı-2
31 İP3: Isı depolama sistemlerinin geliştirilmesi
38 Toplantı : Proje değerlendirme toplantısı-3
39 İP4: Örnek uygulama için tesis seçimi ve projelendirilmesi
46 Toplantı : Detay tasarım değerlendirme toplantısı
47 İP5: Pilot uygulama
53 Toplantı : Plot uygulama gözden geçirme toplantısı
54 İP:6 Proje sonuçlarının yaygınlaştırılması
71 Toplantı : Proje kapatma toplantısı
Proje Sözleşmesinin Onayı
İP0: Proje Yönetimi
İP1: Ön inceleme
İP2: Potansiyel belirleme ve yapılabilirlik analizleri
İP3: Isı depolama sistemlerinin geliştirilmesi
İP4: Örnek uygulama için tesis seçimi ve projelendirilmesi
İP5: Pilot uygulama
İP:6 Proje sonuçlarının yaygınlaştırılması
-3 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55
-1 1 2 3 4 5
İŞ PAKETLERİ
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TSAD PROJESİ
Sadece elektrik üretim amaçlı kurulmuş olan mevcut fosil yakıtlı
termik santrallarda, yapılacak uygun dönüşümlerle atılan enerjilerin
değerlendirilmesi mümkün olduğu gösterilmiştir.
Geri kazanılan enerji, bina ve sera ısıtmasında, sanayide düşük
sıcaklıklı proses ısısı elde etmede, bina soğutmasında ve bölge
özelliklerine göre birçok değişik alanda (örneğin havuz balıkçılığı,
kurutma vb.) kullanılabilir.
YAPILAN ÇALIŞMALAR
Araştırma Tasarım Uygulama
• Atılan enerji potansiyeli• Kullanım alanları• Ekonomiye/çevreye fayda
• Santral dönüşümü• Bölge ısıtma sistemi• Isı depolama sistemleri
• Soma Termik Santralı
YAPILAN ÇALIŞMALAR
Potansiyel belirleme analizleri
Santral çevresindeki yerleşim birimlerinin ısıtma/soğutma/sks ihtiyaçları
1. Afşin-Elbistan B
2. Ambarlı
3. Bursa
4. Çan
5. Çatalağzı
6. Hamitabat
7. Kangal
8. Kemerköy
9. Orhaneli
10. Seyitömer
11. Soma-B
12. Tunçbilek
13. Yatağan
14. Yeniköy
54
14 Santral ve etrafındaki yerleşim yerleri analiz edildi.
Santral çevresindeki yerleşim yerlerinin ısı talepleri bir yıllık saatlik dış hava sıcaklıkları dikkate alınarak hesaplandı.
0
50
100
150
200
250
300
350
0 480 960 1440 1920 2400 2880 3360 3840 4320 4800 5280 5760 6240 6720 7200 7680 8160 8640
Hour
Heat
Lo
ad
(M
Wt)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
100
200
300
400
0 480 960 1440 1920 2400 2880 3360 3840 4320 4800 5280 5760 6240 6720 7200 7680 8160 8640
Isı
Yü
kü
(M
W)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 480 960 1440 1920 2400 2880 3360 3840 4320 4800 5280 5760 6240 6720 7200 7680 8160 8640
Hour
Heat
Lo
ad
MW
t
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 480 960 1440 1920 2400 2880 3360 3840 4320 4800 5280 5760 6240 6720 7200 7680 8160 8640
Düzenlenmiş yük süre eğrisi
YAPILAN ÇALIŞMALAR
YAPILAN ÇALIŞMALAR
YAPILAN ÇALIŞMALAR
Detaylı analizler ve maliyet modeli
1. Afşin-Elbistan B
2. Soma-B
3. Tunçbilek
4. Yatağan
YAPILAN ÇALIŞMALAR
Santral dönüşüm tasarımları/imalat resimleri ve teknik şartnameler
1. Soma-B Termik Santralı
2. Yatağan Termik Santralı
YAPILAN ÇALIŞMALARBölge ısıtma sistemlerinin konsept tasarımı ve yapılabilirlik analizleri
Soma bölge ısıtma sistemi anketi
1. Soma Belediyesi, 8100 konut eşdeğeri
2. Yatağan, 4500 konut eşdeğeri
YATAĞAN İLÇESİNE TERMİK
SANTRAL ATIK ISILARINI
ULAŞTIRACAK
BÖLGE ISITMA SİSTEMİ YATIRIMI
YAPILABİLİRLİK ANALİZİ
(4500 KE)
TÜBİTAK MAM
Ekim 2009
YAPILAN ÇALIŞMALARKonferanslar, fuarlar, yayınlar
www.tsad.org.tr
YAPILAN ÇALIŞMALAR
Isı satış şartname ve sözleşmesi (22.01.2011)
ELDE EDİLEN PROJE ÇIKTILARI
14 santralin atık ısı potansiyeli
Atık ısı haritası
Santral dönüşüm tasarımları
Isı satış maliyet modeli
Isı kullanım elkitabı
Isı satış yöntemi
Konut ısıtmasında kullanılabilecek potansiyel
15 Milyon MWth (700 bin konut)
ELDE EDİLEN PROJE ÇIKTILARI
Isı depolama sistem tasarımı
Prototip ısı depolama sistemi
ÇIKTILARIN UYGULAMAYA AKTARIMIBirçok kurum EÜAŞ’tan ısı talep etmiştir.
Talep Santral FizibiliteIsı satış ihalesi
Yatırımlar
Soma Belediyesi
Soma Tamamlandı Tamamlandı Tamamlandı
Karıncalı Belediyesi
Orhaneli Tamamlandı Tamamlandı Tamamlandı
Afşin Belediyesi
Afşin-Elbistan B
Tamamlandı
Elbistan Belediyesi
Afşin-Elbistan B
Tamamlandı
Tunçbilek Belediyesi
Tunçbilek Tamamlandı
Zonguldak Valiliği
Çatalağzı Tamamlandı
Trakya Kalkınma A.
Hamitabat Tamamlandı
YATAĞAN
2
1
3
4
5
67
8
9
10
1112
30
29
28
14
15
16
18
48
23
25
27
26
17
22 1924 20
31 13
21
32
33
34
35
36 37
38
4
39
40
6
7 89 41
41
Buhar
Ara buhar
Çürük buhar
Besleme suyu
Kondens
Gland buharı35
42
43
44
45
46
47
46
49
50
52
53
51
BÖLGE ISITMA İÇİN ÇEKİLECEK
ARA BUHAR ALMA YERİ
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
SANTRAL PROSES İÇİ ATILAN ENERJİLERİ
2
1
3
4
5
67
8
9
10
1112
30
29
28
14
15
16
18
48
23
25
27
26
17
22 1924 20
31 13
21
32
33
34
35
36 37
38
4
39
40
6
7 89 41
41
Buhar
Ara buhar
Çürük buhar
Besleme suyu
Kondens
Gland buharı35
42
43
44
45
46
47
46
49
50
52
53
51
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
SİMÜLASYON MODELLERİ
TSAD projesi kapsamındaki santrallerin mevcut durumlarının ve
santralların atılan enerji potansiyellerinin belirlenmesi ile bölge
ısıtma sistemlerinin ilavesinin enerjetik ve ekserjetik performans
üzerine etkilerinin araştırılması için simülasyon modeli
geliştirilmiştir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
Güç BİS Kondenser Baca
obis
BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİ
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,30
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
obis
Qb
is [k
W]
POTANSİYEL HESAPLAMALARI
10m
mo bis
bis
PERFORMANS ANALİZLERİ
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,30
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
obis
N [k
W]
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,30,31
0,32
0,33
0,34
0,35
0,36
0,37
obis
ex
th
10m
mo bis
bis
PERFORMANS ANALİZLERİ
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,30,36
0,38
0,4
0,42
0,44
0,46
0,48
0,5
obis
YO
Q
QNYO bis
i
PERFORMANS ANALİZLERİ
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,30,36
0,38
0,4
0,42
0,44
0,46
0,48
0,5
obis
ko
j-i
ki=0,5ki=0,5
ki=0,7ki=0,7
kli
bisikoj Q
Q
N
6,84bisCOP N
QCOP bis
bis
BIS PERFORMANS KATSAYISI
SOMA BÖLGE ISITMA SİSTEMİToplam Konut Sayısı
~ 28.000 Konut
28.000 Konutun Maksimum
Isıtma ve Sıcak Kullanım
Suyu Isı Talebi
~ 221 MWt
Soma B Termik Santralı Toplam IsıÜretim Potansiyeli
~ 264 MWt
SOMA BÖLGE ISITMA SİSTEMİ
SOMA BÖLGE ISITMA SİSTEMİ
Pompa
İstasyonu
Kullanıcılar
Soma
Termik Santralı
BELEDİYE
Konut Sahipleri
İletim ve Dağıtım Hattı
SEAŞ
Bina Alt
İstasyonları
Radyatörler ve
ısıtma boru tesisatı
Santral DönüşümüBina Alt Sistemleri
Konut İçi Tesisat
Bina Alt
İstasyonları
Bölge Isıtma Sistemi - Sorumluluklar
Tüketim BedeliIsı ÜretimiIsı Dağıtımı Faturalama
Bakım ve Onarım
YA
TIR
IMİŞ
LE
TM
EY
AT
IRIM
CI
Üretim İletim ve Dağıtım Tüketim
TSAD PROJESİ SONUÇLARI
Santrallerin, farklı amaçlar için kullanılabilecek toplamatık ısı potansiyeli 35 Milyon MWht/yıl dır. Bu potansiyel3,2 Milyar m3 doğalgaza eşdeğer olup, ekonomik değeri 4Milyar TL’dir. Termik santrallerin atık ısı potansiyelinin %42’si ileçevrelerindeki mevcut yerleşim yerlerinin ısıtma talebinikarşılamak mümkündür. Böyle bir uygulama ile yıllık 15Milyon MWht’lik ısı tasarrufu ve ülke ekonomisine 1,8Milyar TL kadar ekonomik katkı sağlanabilecektir. Termik santrallerin toplam atık ısı potansiyellerinintamamının kullanılması ile 1,5 Milyon konutun ısı talebikarşılanabilir. Mevcut termik santrallerin çevresindebulunan toplam konut sayısı 620 bin olup bu konutlarsantral atık ısılarının bir kısmı ile ısıtılabilecektir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
TSAD PROJESİ SONUÇLARI
Santral yakınındaki mevcut bir yerleşim yerinin termiksantral atık ısıları ile ısıtılması durumunda; (santralınkonutlara yakınlığı, bölgedeki konut yoğunluğu ve ısınınsantraldan alındığı kısımdaki maliyeti gibi unsurlara bağlıolarak) konutları, kömüre ve doğalgaza göre hem %20-40daha ucuza hem de daha konforlu şekilde ısıtmakmümkündür.
Atık ısıların santral yakınındaki konutların ısıtılması ile çevrekirliliğinin ve santrallarda su kullanımının önemli ölçüdeazaltılması mümkün olacaktır.
– Bu durumda 5 Milyon ton CO2 ve 100 bin ton SO2emisyonu azaltılabilecektir.
– Yılda toplam 22 Milyon tonsuyun tasarruf edilmesiimkân dâhilindedir.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
ATILAN ENERJİ GERİ KAZANIMI
Atılan enerjinin geri kazanılması ile elde edilecek faydalar
Birincil enerji tüketimini azaltarak ülke ekonomisine katkı sağlar
Yerli kaynaklar daha verimli kullanıldığı için rezerv ömürleri artar
Enerji açısından dışarıya olan azalır
Enerji kullanım kaynaklı çevreye atılan emisyon miktarları azalır
Termal ve kimyasal kirlenmeler azalır
Özellikle bölgesel ısıtma için konforlu, ucuz, güvenilir ve güvenlikli enerji sağlanmış olur
Yeni iş sahaları ve imkânlarını artırarak istihdam sağlar
Sanayinin üretim maliyetlerini azaltarak rekabet gücünü artırır.
KOJENERASYON PANELİ 22 KASIM 2014
İLETİŞİM:
Doç.Dr. Hasan Hüseyin ERDEM
Yıldız Teknik Üniversitesi Makine FakültesiMakine Mühendisliği BölümüBeşiktaş/İSTANBULTel: 02123832907e-mail: [email protected]