Exergoeconomic Analysis of an Industrial Cogeneration Cooling System Powered By Natural Gas Fueled Diesel Engine

Authors : Ceyhun YILMAZ

Pages : 437-452

Doi:10.29130/dubited.619923

View : 9 | Download : 4

Publication Date : 2020-01-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada doğal gaz beslemeli bir dizel kojenrasyon sisteminin ekserji ve exergoeconomic analiz sunulmaktadır. Bu kojenerasyon sistemi uygulaması Afyonkarahisar'da 1000 m2 kapalı alana sahip bir spor kompleksi için planlanmaktadır. Yüzme havuzu ve buz pisti içeren bu spor kompleksinin kojenerasyon sisteminde yakıt olarak doğal gaz kullanılmaktadır. Kojenerasyon sistemine enerji saylamak için doğal gazlı dizel motoru kullanılmıştır. Sistemde soğutma çevrimi için gerekli elektrik doğalgaz motorundan üretilmektedir. Aynı zamanda egzoz gazları yüzme havuzu su ısıtması için proses ısı üretiminde kullanılmaktadır. Son olarak, çevrimlerden atılan atık ısılar termoelektrik devreye gönderilerek elektrik üretilmektedir. Kojenerasyon sistemi bilgisayar ortamında EES programı ile termodinamik olarak modellenmiştir ve daha sonra Aspen Plus programı kullanılarak ekonomik analizi yapılmıştır. Kojenerasyon sistemi detaylı bir şekilde tanıtılmış ve özgül ekserji maliyetlendirme (SPECO) yöntemi temelinde, sistem bileşenlerinin maliyet akışlarını ifade eden ilişkiler  geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar termodinamik ve eksergoekonomik performans parametreleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Kojenerasyon sisteminin ekserji verimi %28.74 olarak bulunmuştur, bu da sisteme doğalgazla giren ekserjinin %71.26’sının yıkıma uğradığını göstermektedir. Kojenerasyon sisteminin ekonomik analizi sonucunda yatırım maliyeti 62,000 $ olarak hesaplanmıştır. Doğalgaz motorlu kojenerasyon sisteminde üretilen elektriğin ekserjiye bağlı maliyet oranı ve birim ekserji maliyeti sırasıyla, 0.75 $/h ve 10.93 $/GJ (0.039 $/kWh) olarak hesaplanmıştır. Buz pistinin soğutulması ve spor kompleksi içindeki yüzme havuzunun ısıtılması için kojenerasyon sisteminde üretilen enerjinin maliyeti, sırasıyla 6.152 $/GJ (0.022 $/kWh) ve 4.221 $/GJ (0.0152 $/kWh) olarak hesaplanmıştır.
Keywords : Kojenerasyon, termodinamik analiz, eksergoekonomik analiz