7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

1/31

Gamze OZBEK

ELEKTRK ELEKTRONK MHENDS

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

2/31

GR: Enerji santralleri, enerji retmek iin kullandklar yakta

gre eitli isimlerle nitelendirirler, mesela doalgazsantrali, kmr santrali, fuel oil gibi, yada hidroelektriksantral gibi.

Doalgaz yaktl kombine evrim termik santralleri dierfosil kaynakl yakt kullanan termik, nkleer vehidroelektrik santrallerine gre daha dk kurulummaliyeti ile daha ksa srede iletmeye alnabilmektedirler.

Kombine evrim santrallerindeki asl ama, atk sgazlarndan yararlanarak buhar eldesiyle elektrik retmek

ve verimi arttrmaktr. Gaz santrallerinin tek banaverimleri dktr ama kombine evrim olduundaverimleri daha da artmaktadr ve milli ekonomiye katksalanmaktadr.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

3/31

GENEL YAPI Kombine evrim santrallerinde gaz trbinleri ve buhar

trbinleri birlikte kullanlmaktadr. Yakt olarak doal gazkullanlan gaz trbinlerinden elde edilen elektrik

enerjisinin yan sra trbin egzozundan yksek scaklasahip egzoz gazlarnn atk ssnn kazana verilmesiyle eldeedilen buhar ile buhar trbinlerinden de ek elektrikretimi salanmaktadr.

Bu santrallerde gaz trbinli evrimlerin st scaklnn

yksek olmas ve buhar trbinli evrimlerin altscaklklarnn dk olmas avantajlar birletirilerektasarm koullarnda al-mak zere kombine evrim

verimi %50-60 civarnda gerekletirilebilmektedir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

4/31

KISIMLAR: Bamsz Atk Is Kazan(HRSG)

Buhar Trbin Generatr(STG)

Kondenser Soutma Kulesi

Gaz Trbini

Generatr

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

5/31

Bamsz Atk Is Kazan(HRSG)Bamsz atk s kazan basn derecesine sahiptir. HP: Yksek basn, 45 bar civarndadr.(400 C)

IP: Orta basn, 12 bar civarndadr.(224 C) LP: Dk basn, 4 bar civarndadr.(120 C)

HP basnc dorudan buhar trbininde kullanlmaktadr.

Gerektiinde IP basnc ile desteklenmektedir. IP basnc ayrca evre fabrikalara satlmaktadr.

LP tesisin ihtiyacn karlamakta ayrca degazr grubunubeslemektedir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

6/31

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

7/31

Buhar Trbin Generatr(STG) STGnin grevi, HRSGden gelen IP ve HP buharlarnn

enerjisini, ayn rotorla bal bulunduu generatrvastasyla elektrik enerjisine evirmektedir. Santraldekullanlan kontrol sistemi STG zerinde snrl birkontrole sahiptir.

STG buhar giriinden kna doru hacmi genileyen

bir yapya sahiptir, 16 kademesi bulunur. Rotor zerineyerletirilmi kanatklar ve bu kanatklar arasnda dgvedeye sabit olarak bal stator kanatklar sistemintemelini oluturur.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

8/31

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

9/31

Kondenser STGnin tm kademelerinden geen ve zellikleri

byk lde deien buhar atlmaz ve yine STGyebal olan kondensere gnderilir. Kondenserde,soutma kulesinden gelen 24C deki suyu sirkle edenboru demeti bulunur. Buhar bu borular arasndangeirilerek youturulur ve yeniden kullanma hazrhle gelir.

Kondenser iindeki borularda gezdirilen su ise buharile s al-veriine girmi ve olduka snmtr.Soutulmak amacyla soutma kulesine gnderilir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

10/31

Soutma Kulesi Su stten braklr, stteki pervaneler havay emer ve

su-hava arasnda s al-verii meydana gelir. Builemle souyan su havuza der. Buradan dapompalarla kondensere yeniden pompalanr.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

11/31

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

12/31

Demineralize Su retim Yntemleri:

Reine Yntemi

Ters Osmos Yntemi

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

13/31

Reine Yntemi Su kuyularndan alnan su nce kum filtrelerinden geirilir. Burdaaskdaki kat partikller ve kum filtresinde bulunan antrasit tarafndanFe tutulur.

Kum filtresinden kan su kuvvetli katyon reinesiyle dolu olan kolona

gelir. Bu kolonda suyun sertliine neden olan Ca+

, Mg+

gibi iyonlarreinelere tutunmu olan H+ ile yer deitirir. Katyon reinelerinden geirilip (+) iyonlarndan kurtulmu olan su

degazre gelir. Degazrde stten yamurlama eklinde verilip alttan dahavayla temas ettirilerek (mekanik arptrma) uucu gazlardanayrtrlr.(CO2 gibi)

Degazrden kan su kuvvetli iyonik reinesiyle dolu anyon kolonlarnagider. Sudaki (-) ykl iyonlar (CO3, SiO2, Cl vb.) reinelere tutunmuolan OH-ile yer deitirir.

Daha sonra su MIX-BEDe (kark yatak) gelir. Burda katyon ve anyonreineleri kark olarak bulunur. Daha nceki ilemlerde kurtulmuolabilecek iyonlar bu kolon tutar.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

14/31

Reine Ynteminde Rejenerasyon: Katyon reineleri ilevini yitirdiinde yani reinelere tutunmu

olan H+iyonlar azaldnda reineler H+yklemesi iin HCl ileykanr. Anyon reineleri iin de ayn ekilde NaOH ile ykanarakOH-yklemesi yaplr.

Rejenerasyon sonucu aa kan atk su ntralizasyon havuzunagelir. Burda 6 9 aras pH ayarlamas yaplarak doaya verilir.

Santralde kullanlan suyun saf olmamas buhar retimsistemlerinde malzemenin mrnn ksalmasna, tkanmaya,bakm maliyetlerinde arta sebep olur.

Ca, Mg gibi metaller kire yapc olduklarndan suda istenmez.Anyon reinelerinde tutulan SiO2ise ok sert olduundan buhartrbininin kanatklarna zarar verir. Bu nedenle sudaki miktaren aza indirilir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

15/31

Ters Osmos Yntemi Kuyulardan ekilen suya NaOCl dozajlanr. Bunun sebebi

filtreler iin zararl olan baktrei oluumunu nlemektir. Dahasonra su kum filtresine gelir, burdan kta verilen NaOClyielemine etmek iin SMBS(Sodyum MetaBislfat) verilir.

Ayrca sudaki kire yapc iyonlar askda tutmak iin antiskalatverilir. Burdan su RO-1e gelir, iyonlar ters osmos ile tutulur.

Arkasndan RO-2ye gelen suyun tabaka oluturmasnengellemek iin yani iyonlamann kolay olmas iin ikincikademelere kostik verilip pH ykseltilerek CO

2elimine

edilir.(Mg+2 ve Ca+2ayrtrld iin pHn ykselmesi sorunolmaz.)

Verilen suyun %75i rn olarak alnr, %25i atlr.(iletkenlii okyksektir.)

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

16/31

Ters Osmos

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

17/31

Ters Osmos Ynteminde Elektrodiyaliz: RO-3ten kan su buraya gelir. Suyun iyonlarn alma

ileminde membranlar ya anyonlarn ya da katyonlarngemesine izin verecek ekilde elektrodlarn arasnasrayla yerletirilirler. Elektrodlar yklendike anyonlarana akmdan ayrlrlar ve anyon seici membraniinden geerek konsantre hcrede birikirler. Bitiikhcre duvar katyon seici olduundan anyonlar

buradan geemezler. Benzer ekilde katyonlar da aynyolu izler.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

18/31

Elektrodiyaliz:

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

19/31

Gaz Trbini Bu motorlar uak motorlarnn bir trevi olup radyan

alan motorlardr. Birbirinin iinden geen iki aftmevcuttur. aftlarn birine dk basn kompresr (LPC)

dierine yksek basn kompresr (HPC) baldr. Souyan havann hacmi azalr prensibinden hareketle hava

gaz trbinine alnmadan nce soutulur. Hava filtresindengeerek kompresre gelir. Burada yksek basnlar-dasktrlr. Skan havaya doal gaz verilip yanma

odalarnda atelenir. Yanma sonucu genleen karm trbin ksmn evirerek

g elde edilir ve bu g de generatr evirir. Elde edileng 40Mwatt civarndadr.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

20/31

Gaz Trbini

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

21/31

Gaz Trbini

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

22/31

Generatr: Generatr trbin aftnn dnmesiyle oluan mekanik gcelektriksel gce eviren makinedir.

N S kutuplar arasnda dairesel olarak hareket ettirilen bir

bobinde alternatif gerilim indklenir. Elektrik enerjisigenellikle alternatif gerilim olarak retilmektedir. ACgeneratrler bobin gruplarndan oluan temel iki anaparadan oluur.

Stator: zerinde elektrik enerjisinin indklendii sargnnbulunduu blmdr.

Rotor: N S kutuplarn meydana getiren sarglarnbulunduu blmdr.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

23/31

Teorik Bilgi Kombine g evrimleri gaz ve buhar trbinlerinin

birlikte kullanld evrimlerdir. Kombine evrim fikribasit Brayton evriminin verimini, yksek scaklklarda

almann salad ka-zanlardan yararlanmak veegzoz gazlaryla atlan s enerjisini geri kazanarak buenerjiyi buharl g evrimi gibi bir alt evrimde skayna olarak deerlendirmek fikrinden hareket-leortaya kmtr. Kombine g evrimleri geenyzyln bandan beri tasarlanan sistemler olmasnaramen ilk kombine evrim santrali 1950'de kurulmuolup, daha sonra ise hzla artan uygulamalar ilegnden gne geliim gstermektedir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

24/31

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

25/31

deal Brayton evrimi kullanlarak yaplanhesaplamada denklemler aada gsterildiiekildedir. Gaz evrim verimini bulmak iin;

Burada; ve , trbin net ii ve gaz evrimine girensdr. Ayn denklemi kullanarak evrimin net gchesaplanabilir. Bu nedenle, gaz evriminin enerjibalans yazlarak, buhar evriminde serbest s miktar

bulunur;

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

26/31

Birinci denklemdeki gibi buhar evriminden eldeedilen net i miktar;

Buhar evriminden atlan s miktar;

Son olarak, kombine evrim santralinin s verimi ( )hesab;

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

27/31

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

28/31

Konuyla lgili Yaplan almalar Kombine evrimli santraller yksek verim ve g sunmannyannda esnek iletme koullarna uygun, abuk devreyealnabilen, tam yk ve deiken yk durumlarna kolayadapte olabilen, hatta deiken yk durumlarnda da

yksek verimle alma zelliklerine sahiptirler.Bhargava ve Arkadalar: Bhargava ve arkadalar mevcut bir gaz trbini nitesinin

modifiye edilmesi durumunda gaz trbininden eldeedilebilecek verimin, Brayton evrimi ilaveli bir kombine

evrimden elde edilebilecek verim deerine kadarykseltilebilecei ve gaz trbininin termodinamik perfor-mans ile retilen gcn artacan saptamlardr. Ayrca

yaplacak bir iyiletirmenin ekono-mik boyutunun da cazipolduu belirtilmitir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

29/31

Fiaschi ve Manfrida:

Fiaschi ve Manfrida yar kapal kombine gaz trbini evriminin

ekserji tabanl olarak analizini gerekletirmilerdir. Deiikiletme artlarnda her bir eleman iin ekserji kayb hesaplan-m ve evrimin kritik niteleri belirlenmitir. almada yanma,atk s kazan, su pskrt-me/kartrma ve su geri kazanmsistemleri kayplarn olutuu temel birimler olarak belirlen-mi

ve toplam ekserji kaybnn %80'den fazlasn oluturduubelirlenmitir. Elde edilen deerlerin standart ak evrimlereolduka yakn olduu ancak kombine evrimlerin ani yk-lenmelerde daha kullanl olduu ifade edilmitir.

H.Hseyin Erdem ve Arkadalar: Erdem ve arkadalar evre scaklnn performansa etkilerini

incelemi ve iklim blgelerine gre gaz trbinindeki performanskayplarnn azaltlmas yada kazanlarn arttrlmas iin ta-sarm parametrelerinin olas byklk aralklarnbelirlemilerdir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

30/31

Bhargava ve Meher-Homji: Bhargava ve Meher-Homji deiik gaz trbinlerinde

buharlatrma ve spreyleme metotlaryla giri havasnemlendirilmesinin, gaz trbini performans parametrelerizerine etkilerini ara-trmlardr. almada nemlendirmeileminin gaz trbini verimini olumlu etkiledii belir-tilmi,ancak atmosferik bal nemin %0-100 arasnda deitiidurumlarda trbin parametrelerindeki deiimin %1'in altndakald ifade edilmitir.

Nixdorf ve Arkadalar: Nixdorf ve arkadakar gaz trbininden elde edilen faydal i

miktarn arttrmaya ynelik olarak, artlandrlm farkl trbingiri havas scaklklar iin elde edilen faydal i miktar-nn neekilde deitiini, atmosfer scakl deiimlerinin kompresr

giri havas scakl ve deiik soutma nitelerinin s yklerizerine etkilerini incelemilerdir. Ayrca nerilen sistemlerintermo-ekonomik analizleri de maliyet optimizasyonu tabanlolarak gerekletiril-mitir.

7/27/2019 Dogalgaz Kombine Cevrim Santralleri

31/31

Performans Kriterleri G santrallerinin tasarmnda performans kriterleri evrimperformansn en st dzeyde tutacak ekilde seilir.

- evrim maksimum scakl gaz trbini sisteminde kullanlanmalzemeye bal olarak sei-lir.

- Performansa etki eden dier bir etken ise evre koullardr. Santralelemanlarnn tasarmn-da santralin tam ykte alt ve evrekoullar olarak da genellikle 15C evre scakl, %60 bal nem ve101.3 kPa atmosfer basnc (ISO koullar) baz alnr. Santralin iletmesiesnasnda evre koullarn santralin bulunduu yerdeki ortam basnc,scakl ve bal nem oluturur, bu parametreler ise tasarmkoullarndan bamszdr. Dolaysyla evre koullarnn tasarm

koullarndan farkl olmasna bal olarak santralin performans artarveya azalr. Basn ve bal nemin deiiminin santral performanszerindeki etkisi genel olarak scakln etkisi yannda ihmaledilebilecek dzeydedir.