Jeotermal Kaynaklardan Flaş Ve Çift Akışkanlı Sistemlerin Birlikte Optimizasyonu İle Elektrik Enerjisi Üretilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mustafa Yasir Aydın

Danışman: METİN GÜRÜ

Özet:

Türkiye aktif tektonik kuşaklar üzerinde yer alması ve fay kırıklarının bulunması sebebiyle jeotermal kaynakları bakımından zengin bir konuma sahiptir. Geniş bir sıcaklık aralığına sahip jeotermal kaynakların değerlendirilmesinde farklı metotlar uygulanabilmektedir. Ülkemizde sıklıkla kullanılan yöntemlerden flaş ve çift akışkanlı sistemler, ayrı ayrı değerlendirildiğinde çeşitli avantaj ve dezavantajları beraberinde getirmektedir. Özellikle yüksek sıcaklıklarda verimli uygulamaları olan flaşlı sistemler gerek atık ısıları gerekse yoğuşturulamayan gaz içeriği ve tortu oluşturucu kimyasal içeriği yüksek kaynaklarda kullanılamamaları bakımından dezavantajlıdır. Çift akışkanlı sistemlere geçilerek bu problemler aşılabilmektedir. Ayrıca uygun koşullar seçildiğinde atık ısı miktarı en aza indirilebilmektedir. Buna rağmen düşük ısıl kapasiteleri, pompa işi gerektirmesi, daha karmaşık yapıları, ekipman sayısı ve özelliklerine bağlı daha yüksek ilk yatırım maliyetleri sebebiyle dezavantajlıdır. Flaşlı ve çift akışkanlı sistemler sıvı ağırlıklı temiz kaynaklardan daha yüksek iş elde edilmesini sağlayacaktır. Bu çalışmanın amacı bu sistemlerin birlikte kullanıldığı durumlarda seçilmesi gereken çalışma parametrelerini belirlemek ve farklı sıcaklıklı ve özellikli kaynaklardan elde edilebilecek net iş miktarını birim akışkan debisi başına belirleyebilmektir. Bu sebep ile Türkiye jeotermal kaynakları ve potansiyeli düşünülerek kuyu başı sıcaklık aralığı 373,15 K ile 573,15 K, buhar fraksiyonu 0,00 ile 0,15 arasında alındı. Yoğuşturucu sıcaklığı 293,15 K, 308,15 K, 323,15 K olmak üzere üç farklı sıcaklık seçildi. Bu şartlar için ozon tabakasına zararlı etkileri düşük olan buharlaşma basınç ve sıcaklık aralıklarının da göz önüne alınmasıyla ikincil akışkan olarak amonyak, propan, izobütan, bütan, izopentan, pentan, izoheksan ve heksan kullanılması uygun bulundu. Optimizasyon için yazılan program NIST' ten alınan buhar tablolarını kullanacak şekilde düzenlendi. Elde edilen sonuçlara göre flaşlı sistem ile birlikte çift akışkanlı sistemlerin özellikle kuyu başı sıcaklığı 423,15 K üzerinde olan jeotermal kaynaklarda kullanılmasının bu çalışmada değinilen diğer yöntemlere göre avantajlı olduğu bulunmuştur. İkincil akışkan olarak hidrokarbon kullanıldığı durumlarda en yüksek iş miktarlarının elde edildiği karbon zinciri uzunluğu ile kaynak sıcaklığı arasında doğru orantı olduğu gözlenmiştir.