ISI GERI KAZANIM SISTEMLERI

·        Tekstil Atiksuyu Isi Geri Kazanimi

·        Yikama Sulari Geri Kazanimi

·        Plakali Esenjörler

·        Pastörizatörler

·        Sicak Su Hazirlama Sistemleri

·        Esanjör Yedek Parçalari

KOJENERASYON NEDIR ?

Primer yakit rezervlerinin azaldigi ve global rekabetin arttigi günümüz ortaminda enerji girdilerinde süreklilik, kalite ve asgari maliyetleri saglamak, kaçinilmaz olmustur. Bu anlamda kojenerasyon günümüz çagdas "enerji yönetimi" teknikleri içinde ön siralarda yeralmaktadir.

Kojenerasyon kisaca, enerjinin hem elektrik hem de isi formlarinda ayni sistemden beraberce üretilmesidir. Bu birliktelik, iki enerji formunun da tek tek kendi baslarina ayri yerlerde üretilmesinden daha ekonomik neticeler olusturmaktadir. Basit çevrimde çalisan, yani sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motoru kullandigi enerjinin %30-40 kadarini elektrige çevirebilir. Bu sistemin kojenerasyon seklinde kullanilmasi halinde sistemden disariya atilacak olan isi enerjisinin büyük bir bölümü de kullanilabilir enerjiye dönüstürülerek toplam enerji girisinin % 70-90 arasinda degerlendirilmesi saglanabilir. Bu teknige "birlesik isi-güç sistemleri" ya da kisaca "kojenerasyon" diyoruz.


Her iki enerji formumun ayri ayri ayni nihai miktarlarda üretilmesi için gerekli birincil enerji miktarinin bunlarin kojenerasyonla üretilmesi durumunda ne oranda azalacagi asagidaki grafikte görülmektedir.

Yandaki grafige göre kojenerasyon teknigi ile kullanilan birincil enerjiden tasarruf %42 seviyesinde gerçeklesmektedir. dolayisi ile kojenerasyon sisteminin çevreye en önemli katkilarindan biri de burada ortaya çikmakta, büyük eneji tasarrufu yaninda atik emisyonlari da ayni oranda azalmaktadir. ülkemizde henüz üzerinde çok durulmayan bu husus, sistemin özellikle avrupa ülkelerinde yaygin tesvik görmesinin ana sebeplerinden biridir.

Birlesik isi-güç üretiminin yararlari:

Makro düzeyde :

1.       Yüksek birincil enerji kullanim verimliliginin sagladigi yerel veya ithal enerji kaynaklarinin tasarrufu

2.       Enerji çevriminin tüketim yerinde gerçeklestirilmesi sonucunda elektrik enerjisi iletim ve dagitim kayiplarinin yok edilmesi

3.       Merkezi santrallara göre daha kisa insaat ve devreye alma sürelerinin sagladigi hizli elektrik enerjisi arz satisi

4.       Üretilen yararli isi güç birimi basina çevreye atilan kati, sivi ve gaz madde miktarinin, yalniz elektrik üreten merkezi enerji santrali veya yalniz buhar üreten bir endüstri kazanina göre daha az olmasi

5. Sanayi tarafindan tüketilen elektrik enerjisinin az sayida merkezi santral yerine, dagilmis bir sekilde endüstriyel tüketim yerlerinde üretilmesinin ulusal güvenlige saglayacagi katki

Isletme bazinda:

1.       Isletmenin azalan toplam enerji giderleri, nihai ürün kalitesini düsürmeden maliyetini azaltacak, sirketin rekabet gücü artacaktir.

2.       Isletmenin enerji temin güvencesi olacak, üretim kesintilerinin yol açtigi ziyanlar ortadan kalkacaktir.

Kojenerasyonda üretim teknikleri

Kojenerasyon iki çesit ana tahrik ünitesi vasitasiyla uygulanmaktadir.

·  gaz türbini

·  gaz motoru ya da dizel motor

Gaz türbinleri kojenerasyon uygulamalari için yaygin olarak 4,5 - 20 mw güç araliginda kullanim bulmaktadir. Buna karsilik gaz motorlari da daha küçük güçlerde, yurdumuzda da özellikle 1 mw seviyelerinde uygulanmaktadir. Ancak gaz motor kojenerasyon uygulamalarini bu boyutta sinirlamak dogru degildir. Tek modülde 100 kw seviyelerinden 3 mw seviyelerine kadar motorlar mevcut olup, bunlarin çoklu modülleri ile yapilan santrallarda 10 mw seviyelerine ulasilmasi avrupa'da yaygin uygulamalardir. Kojenerasyonda kullanilacak ana tahrik ünitesinin seçim kriterlerine daha sonra deginecegiz.

Resimlerde gördügünüz bu üniteler kendi baslarina sadece elektrik üretebilecek durumdadirlar. Bu üniteleri kojenerasyon sistemi haline getirmek için disari atilan isinin kullanilir isi haline dönüstürülmesi gerekmektedir. Gaz türbininde bu isi egzos gazi isisi seklinde olup, bir atik isi kazani marifetiyle bu isi proses ihtiyacina göre buhar, sicak su, kizgin su ya da kizgin yag üretmek için kullanilabilmektedir.

Diger bir yaygin kullanim alani da egzos gazinin hava ile karistirilarak direkt kurutma aplikasyonlarinda kullanilmasidir. Bu islemler sayesinde toplam çevrim verimi % 80 seviyelerini yakalayabilmektedir.

Gaz motorlarinda ise atik isinin yaklasik 1/3 orani egzos gazindan 2/3 de motorun sogutma sistemlerinden geri kazanilmaktadir. Sekilde görülecegi üzere sogutma devreleri; silindir-gömlek sogutmasi, karterdeki yagin sogutulmasi ve turbocharger sogutmasindan olusmaktadir. Buna egzos esanjöründen elde edilen isi eklenmektedir.

Motor kojenerasyon sistemlerinin bu sogutma gerekliligi özellikleriyle geri kazanilan isi en verimli sekilde sicak su olarak kullanilabilmektedir. Böyle bir sistemde toplam sistem verimi % 90 seviyesini geçebilmektedir.

Proses ihtiyacina göre, toplam verimden feragat etmek suretiyle yine buhar üretimi ya da direkt kurutma suretiyle isi kullanimi kabildir. Istenen enerji formlarinin üretilmesine karsilik gelen verimler asagidaki sankey diyagraminda görülebilir.

Kojenerasyonda sistem ve kapasite seçimi

Bu sistemlerin seçimi baslica su kriterlere göre yapilir:

·         Isletmenin elektrik-isi tüketim yapisi ve isi-elektrik tüketim dengesi

·         Isletmenin yillik çalisma süresi

·         Isletmenin enerji ihtiyaci seviyesi

·         Birincil enerji kaynaklarinin (gaz, lpg, nafta, fuel oil no:6 ) temin edilebilirligi ve ekonomik uygulanabilirlikleri

Bunlarin en önemlisi ilk iki kriterdir. Saglikli bir santral seçimi için mümkünse yillik, yoksa aylik ya da haftalik bazda tüketim degerleri tesbiti yapilmali, bunlar grafiklere dökülmelidir. Ilk olarak yillik ortalama elektrik tüketimine bakilir ve atil kapasite yaratmayacak sekilde bu tüketimin az altinda kalacak bir kapasite seçilir. 1.amaç elektrik tüketimine yönelik kapasite belirleme olmalidir. Her ne kadar -"hazir santral kuruyorum, tüm isi ihtiyacimi da karsilayacak bir kapasite seçeyim, fazla elektrigi satarim!" felsefesi genel olarak pazarimiza hakim olmussa da bu sebekenin enerji alis sartlarindaki uygunsuzluk ve ilerde kapasite ile karsilasildiginda sebekenin enerji fazlasini almamasi gibi durumlar kabil oldugundan kesinlikle yanlis bir yaklasimdir. Sistem pazarlamacilarin bu konudaki olasi yanlis yönlendirmelerine karsi dikkatli olunmalidir.

Santralin elektrik kapasitesi belirlendikten sonra isi tüketim verilerine bakilir. Yogun olarak yüksek sicaklikta enerji gerekiyorsa - buhar, kizgin yag ya da sicak hava - ve bu yaklasik 1:2 elektrik/isi dengesine oturuyorsa, sisteme uygun yakit ekonomik olarak mevcut ise ve santral büyüklügü gaz türbinleri kapasite araligina giriyorsa ihtiyaç bir gaz türbin kojenerasyon santralina isaret eder.

Dikkat edilecegi üzere sonuca etken degisken sayisi çok fazladir. Tüm öncelikli kriterler bir gaz türbin santralini isaret ederken dahi, yakitin ekonomik bulunabilirligi santrali diesel motor santralina dönüstürebilmektedir.

Bir motor santralina ait prensip semasi asagida görülebilir :

Yukardaki degerlendirme sonucu, proses yüksek isi ihtiyaci göstermeyen sicak su ya da kizgin su ihtiyacina isaret ediyorsa, ve elektrik:isi dengesi elektrik lehinde daha fazla ise elektrik talebine göre bir gaz ya da diesel motor santralina isaret edilmektedir. Burada odak motorlardaki yaklasik 10 puanlik daha yüksek elektrik çevrim verimidir. %40 elektrik verimli bir motor santralinda dogalgazdan elde edilecek elektrik isidan hiç yararlanilmasa dahi sebeke elektriginden daha ucuza mal olmaktadir. bu gaz türbinlerinde mümkün degildir.

Sistem seçimi ile santral büyüklügü ve tipini belirledikten sonra santralin kaç modülden olusacagini tesbit etmek gerekmektedir. Burada ilk kisitlama piyasada mevcut üretilmekte olan modül büyüklügüdür. Bu problem asilabildigi zaman ilke olarak en az iki modülden olusan bir santral yapmak enerji temin güvencesi açisindan her zaman tercih edilmelidir. Ikinci önemli kriter ise mümkün olan en yüksek verimde çalisabilmek amaciyla yillik tüketim egrisini degerlendirmektir. Modül sayisini bu egriye oturttugumuzda asagidaki gibi bir tablo ile karsilasiriz.

Egriden görülecegi üzere elektrik talebi yaklasik 1,4 mw olarak tesbit edilmis santral isi egrisine çakistirilmis ve 1 modül yilin büyük bölümünde (7000 saat) digerinin ise 3000 saat tam yükte çalismasi durumunda en yüksek verimle santralin çalisabilecegi tesbit edilmistir. Buna göre yapilacak fizibilite çalismalari uygun sonuç verirse santral yatirimiyapilabilir.

Bir diger önemli degerlendirme ise eger gün içinde elektrik ve isi yükünde önemli degisiklikler oluyorsa modül sayisinin buna göre tesbitidir. Bu gibi durumlarda santral modül sayilari genellikle artar, modül kapasiteleri daha düsük seçilir. Bu durumu anlatan bir gün grafigini asagida görebilirsiniz.

Grafikte görülecegi üzere 22.00 - 08.00 arasi gece operasyonunda üç modülden ikisi çalistirilmasina ragmen elektrik üretim fazlasi olusmakta ve sebekeye satilmaktadir. Buna karsin 09.00-20.00 arasinda her üç modülün de elektrik üretimi yaklasik tamamen kullanilabilmektedir. Isi talebi ise 3 module ragmen ancak 21.00-08.00 arasindaki gece rejiminde karsilanabilmekte, gün içinde pik yük kazanlari isi sistemini takviye etmektedir. Bu durumda her ünitenin yillik çalisma saatlerine bakilarak yapilacak fizibilite etüdü santral yatiriminin yapilabilirligi hakkinda kesin sonucu verecektir.

Motor kojenerasyon sistemlerinde kullanilabilecek yakitlar:

Motor kojenerasyon sistemlerinde kullanilan motorlar genel olarak 2 tiptir;

1. Fair karisim yanmali otto motorlari
2. Dizel - sikistirma patlatmali - prensibe göre çalisan motorlar

Otto motorlarinda sadece gaz yakitlar kullanilabilir ve emisyon degerleri herhangi bir katalizör sistem kullanmadan alman ta-luft sinirlarinin altindadir. kullanilabilecek gazlar sirasiyla :

• dogalgaz
• biyogaz
• propan
• kok gazi
• pyrolis gazi (odun gazi)

Bunlardan sadece dogalgaz ve propan ticari olarak kullanima açik yakitlardir. Digerleri ya aritma tesisleri, ya çöplükler ya da özel proseslerden elde edilir. Özellikle proseslerinde solvent agirlikli atmosfer yaratan ya da özel gazlar üreten müesseselerde bu imkan çok rantabil yatirim sonuçlari vermektedir.

Dizel motorlarda ise belli bir kapasiteye ( yaklasik 4mw ) kadar ancak dizel ya da gaz-dizel çift yakit, bu kapasitenin üzerinde gaz-dizel makinalar ile fuel oil no 4 ve no 6 yakabilen makinalar bulunmaktadir.


Ticari olarak bulunabilen yakit seçeneklerinin özellikleri ve bugünkü fiyat seviyeleri

Gaz yakitlarin motorlarda yakilabilmesinin en önemli kriteri metan sayisidir. arkasindan kalorifik deger ve laminer alev hizi gelir. gazlarin özellikleri asagidaki tabloda verilmistir.

1.       Dogalgaz : Kojenerasyonun ticari olarak bulunabilen tartismasiz temel yakitidir. Hem yanma özellikleri hem çevre dostu olusu hem depolama gerektirmemesi hem de ekonomik açidan en geçerli yakittir.

2.       Propan : % 95 üzerinde saflik gerekliligi ithal edilmesini gerektirmektedir. Enerji üretimi amaçli olarak ithalati bazi firmalarca yapilmaktadir. Ancak çok düsük metan sayisi yüksek kalorifik degerine karsin motorlardaki üretimi ayni kapasitedeki gaz motoruna oranla % 65 düzeyinde kalmaktadir. Bu üretimin verimsiz olmasi anlaminda degil, spesifik yatirim maliyetinin artmasi seklinde yorumlanmalidir. Enerji bakanliginin yaz aylarinda aldigi kararlar sonucu enerji üretiminde kullanimi halinde atv ve afif oranlarinin pratikte sifirlanmis olmasi sonucu ekonomik olarak kabul edilebilir bir alternatif haline gelmistir.

3.       Dizel : Yanmasi en az problemli ve zararli emisyonu en düsük likit yakittir. Ancak fiyati sebebiyle kojenerasyonda ana yakit olarak kullanilmasi ekonomik olarak mümkün degildir. Ancak gaz kesintilerine karsi, eszamanli sebeke elektrigi kesilmesinde kullanilmak üzere yedek yakit olarak degerlendirilebilecek en uygun yakittir.

4.       F.Oil no:4 : Bir diger uygun likit yakittir. Ancak emisyonlarinda aritma gerekmekte, fiyat açisindan da yine ekonomik saymak mümkün olmamaktadir.

5.       F.Oil no:6 : Birçok yöremizde bulunabilirligi, ülkemizde zaman zaman üretim fazlasi vermesi (ithalattan bagimsiz olabilme) ve enerji üretiminde kullanilmasi durumunda devletten gördügü tesvik nedeniyle en uygun yakitlardan biri olmasina karsin, gaz ve kati atiklarinin aritilmasi ve bertaraf edilmesinde karsilasilan problemler ve maliyetler negatif taraflaridir.

Fiyat Tablosu

SONUÇ:

Kojenerasyon özellikle son 10 yilda muazzam bir kullanim sahasi bulmus 20 yili askin bir süredir dünyada basariyla uygulanan ve sürekli teknik gelismelerle desteklenen bilinen en verimli enerji üretimidir.

Dünyadaki itici gücü bu emsalsiz veriminin ve dolayisi ile üretilen birim enerji basina atmosfere atilan emisyonlari ciddi bir oranda azaltmasi ile çevre açisindan gittikçe daha duyarli hale gelen dünyanin enerji üretim sistemleri içinde gözbebegi olmus, halen de bu statüsünü korumaktadir.

Yurdumuz bu açidan avrupa ülkelerinin henüz çok gerisinde olmasina karsin, dogalgaz temin politikalarinda kaydedilecek gelismelerle karsisinda durulamayacak bir talep patlamasini muhakkak yapacak, bu çerçevede sistemin yararlarini zamaninda görmüs yatirimini zamaninda yapmis müesseseler bundan büyük karlar edecek, rakiperinin önüne geçeceklerdir.

Kojenerasyon sistemlerine yaygin ilgi ülkemizde beklenen elektrik enerjisi krizi ve sebekedeki elektrigin kalite problemleri nedeniyle yayginlasmissa da sonunda bu sistemler verimlilikleri, sagladiklari ekonomi ve rekabet gücüne katkilari nedeniyle sanayimizde hak ettikleri konuma eriseceklerdir.