Yunus Emre Termik Santrali'nin enerji ve ekserji analizi
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Bursa Teknik Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, Türkiye'de faaliyet gösteren Yunus Emre Termik Santrali'nin termodinamik performansı kapsamlı bir şekilde enerji ve ekserji analizleri temelinde incelenmiştir. Enerji kaynaklarının etkin ve verimli kullanımı, günümüzde sürdürülebilir enerji üretimi açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, termik santrallerde verimlilik artışı ve enerji kayıplarının minimize edilmesi, çevresel etkilerin azaltılması için büyük bir gerekliliktir. Santralin ana ekipmanları olan kazan, türbinler, kondenser, ısıtıcılar, pompalar ve soğutma sistemleri tek tek ele alınarak hem enerji hem de ekserji açısından detaylı analizler yapılmıştır. Mevcut işletme verileri ışığında gerçekleştirilen bu analizler, ekipmanların performanslarını tespit etmiş ve ayrıca sistemde meydana gelen termodinamik kayıpların miktarını ve kaynaklarını da belirlemiştir. Enerji analizlerinde klasik birinci yasa prensipleri kullanılarak her bileşenin enerji giriş ve çıkışları incelenmiş ve mutlak enerji verimleri hesaplanmıştır. Buna karşılık, ekserji analizinde enerjinin kalitesi ve kullanılabilirliği esas alınarak ikinci yasa kapsamında ayrıntılı hesaplamalar yapılmış, böylece enerji dönüşümündeki gerçek verimlilik ve kayıplar net bir biçimde tespit edilmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki, santralde en yüksek ekserji tahribatı 224,17 MW ile kazan ünitesinde gerçekleşmektedir. Kazanın enerji verimi %76,68 iken, ekserji verimi %43,16 seviyesindedir; bu fark, kazanın termodinamik verimliliğini artırmak için önemli bir iyileştirme potansiyeli taşıdığını işaret etmektedir. Türbin sistemleri yüksek enerji ve ekserji verimlerine sahip olmakla birlikte, toplam ekserji tahribatı bakımından ikinci sırada yer almaktadır. Pompa ve ısıtıcı gibi yardımcı ekipmanların verimlilikleri daha düşük olmakla beraber, bunların sistem genelindeki etkileri sınırlı kalmıştır. Genel sistem açısından bakıldığında, enerji verimi %35,21, ekserji verimi ise %30,35 olarak hesaplanmıştır. Bu değerler, enerji dönüşümünde kabul edilebilir bir başarıyı ifade etmekle birlikte, ekserji perspektifinden önemli iyileştirme alanlarının olduğunu göstermektedir. Bu doğrultuda, kazandaki ısı transfer yüzeylerinin yeniden tasarlanması, türbin çıkış basıncının optimize edilmesi, kondenserde soğutma suyu debisinin artırılması ve atık ısı geri kazanım sistemlerinin entegrasyonu gibi teknik iyileştirmeler önerilmiştir. Bu çalışma, enerji santrallerinde verimliliği artırmaya yönelik sistematik ve bilimsel analizlerin önemini ortaya koymakta, çevresel etkilerin azaltılması ve sürdürülebilir enerji üretimine katkı sağlama açısından önemli bir referans niteliğindedir. Ayrıca, ülkemizin enerji politikalarına ve gelecekteki teknolojik yatırımlara yol gösterici bilgiler sunmaktadır.
In this thesis study, the thermodynamic performance of the Yunus Emre Thermal Power Plant, operating in Turkey, has been comprehensively examined based on energy and exergy analyses. The efficient and effective utilization of energy resources is critically important for sustainable energy production today. In this context, improving the efficiency of thermal power plants and minimizing energy losses are essential for reducing environmental impacts. The main components of the plant including the boiler, turbines, condenser, heaters, pumps, and cooling systems were individually analyzed in detail from both energy and exergy perspectives. Based on actual operating data, these analyses identified the performance of the equipment and quantified the amount and sources of thermodynamic losses within the system. In the energy analysis, classical first-law principles were applied to examine the energy inputs and outputs of each component, and absolute energy efficiencies were calculated. In contrast, the exergy analysis focused on the quality and usability of energy according to the second law of thermodynamics, allowing for a clearer assessment of actual efficiencies and losses in energy conversion processes. The results indicated that the highest exergy destruction occurs in the boiler unit, amounting to 224.17 MW. While the boiler's energy efficiency is 76.68%, its exergy efficiency is only 43.16%, highlighting a significant potential for thermodynamic improvement. Although the turbine systems exhibit high energy and exergy efficiencies, they rank second in total exergy destruction. Auxiliary components such as pumps and heaters show lower efficiencies, but their overall impact on the system remains limited. From a holistic system perspective, overall energy efficiency was calculated as 35.21%, while exergy efficiency was determined to be 30.35%. These figures indicate an acceptable level of success in energy conversion; however, from an exergy perspective, there is considerable room for improvement. Accordingly, technical recommendations include redesigning the heat transfer surfaces in the boiler, optimizing the turbine exhaust pressure, increasing the cooling water flow rate in the condenser, and integrating waste heat recovery systems. This study highlights the importance of systematic and scientific analyses aimed at improving efficiency in power plants, providing a valuable reference for reducing environmental impacts and contributing to sustainable energy production. Furthermore, it offers insightful guidance for national energy policies and future technological investments.
In this thesis study, the thermodynamic performance of the Yunus Emre Thermal Power Plant, operating in Turkey, has been comprehensively examined based on energy and exergy analyses. The efficient and effective utilization of energy resources is critically important for sustainable energy production today. In this context, improving the efficiency of thermal power plants and minimizing energy losses are essential for reducing environmental impacts. The main components of the plant including the boiler, turbines, condenser, heaters, pumps, and cooling systems were individually analyzed in detail from both energy and exergy perspectives. Based on actual operating data, these analyses identified the performance of the equipment and quantified the amount and sources of thermodynamic losses within the system. In the energy analysis, classical first-law principles were applied to examine the energy inputs and outputs of each component, and absolute energy efficiencies were calculated. In contrast, the exergy analysis focused on the quality and usability of energy according to the second law of thermodynamics, allowing for a clearer assessment of actual efficiencies and losses in energy conversion processes. The results indicated that the highest exergy destruction occurs in the boiler unit, amounting to 224.17 MW. While the boiler's energy efficiency is 76.68%, its exergy efficiency is only 43.16%, highlighting a significant potential for thermodynamic improvement. Although the turbine systems exhibit high energy and exergy efficiencies, they rank second in total exergy destruction. Auxiliary components such as pumps and heaters show lower efficiencies, but their overall impact on the system remains limited. From a holistic system perspective, overall energy efficiency was calculated as 35.21%, while exergy efficiency was determined to be 30.35%. These figures indicate an acceptable level of success in energy conversion; however, from an exergy perspective, there is considerable room for improvement. Accordingly, technical recommendations include redesigning the heat transfer surfaces in the boiler, optimizing the turbine exhaust pressure, increasing the cooling water flow rate in the condenser, and integrating waste heat recovery systems. This study highlights the importance of systematic and scientific analyses aimed at improving efficiency in power plants, providing a valuable reference for reducing environmental impacts and contributing to sustainable energy production. Furthermore, it offers insightful guidance for national energy policies and future technological investments.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
