DOKTORA TEZ SUNUMU KOJENERASYON SSTEMLERNDE YAPAY SNR ALARI

DOKTORA TEZİ SUNUMU KOJENERASYON SİSTEMLERİNDE YAPAY SİNİR AĞLARI UYGULAMASI VE EKSERJİ ANALİZİ DANIŞMAN : PROF. DR. T. HİKMET KARAKOÇ 2. DANIŞMAN : PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI TEZ JURİSİ : PROF. DR. YUNUS ÇENGEL PROF. DR. BARIŞ ÖZERDEM DOÇ. DR. HAYDAR ARAS HAZIRLAYAN VE SUNAN : ARŞ. GRV. YILMAZ YÖRÜ 17. 04. 2008, ESKİŞEHİR

Sunum Özeti: TEZİN AMACI Tezin Amacı TEMEL BİLGİLE R Temel Bilgi (Kojenerasyon, Ekserji, YSA) SİSTEM Sistem ANALİZL ER Analizler SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 Sonuçlar 2/38

Tezin Amacı: ü Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi ü YSA ile Ekserji Analizi Özgün Unsurlar: v Gaz Türbinleri, Kurutucular ve Eşanjörlerin Enerji, Ekserji ve Ekerjoekonomik Analiz v Saat Bazında 1 Aylık Veriler v YSA ile Ekserji Analizi v FANN (Fast Artificial Neural Network) Kütüphanesi v C++ Dilinde Program Yazılımı v My. SQL Veritabanı Yılmaz Yörü, Nisan 2008 3/38

Temel Bilgiler: v Kojenerasyon • Makro ve Mikro Kojenerasyon v Ekserji • Kinetik + Potansiyel + Kimyasal + Fiziksel Ekserji • Entropi • Ekserji Yıkımı ve Ekserji Verimi • Ekserjoekonomi v Yapay Sinir Ağları (YSA) • Yapay Zeka Yılmaz Yörü, Nisan 2008 • Uzman Sistemler • YSA, • Genetik Algoritmalar • Bulanık Mantık • Zeki Etmenler 4/38

Kojenerasyon Sistemleri: Gaz Türbinleri Pistonlu Motorlar Basit Bir Kojenerasyon Sistemi: Endüstri, Cam Sanayii, Hastaneler, Şirket Binaları, Toplu Konutlar, Evler TEMEL BİLGİLE R Yılmaz Yörü, Nisan 2008 5/38

Ekserji Analizinde Kullanılan Temel Denklemler: ü Kütlenin Korunumu ü Enerjinin Korunumu ü Ekserji Dengesi ü Ekserjoekonomik Denge TEMEL BİLGİLE R Yılmaz Yörü, Nisan 2008 6/38

Bir Sistemin Toplam Ekserjisi : Fiziksel Ekserji : Kinetik Ekserjisi : Potansiyel Ekserjisi : Kimyasal Ekserjisi : TEMEL BİLGİLE R Yılmaz Yörü, Nisan 2008 7/38

Ekserjoekonomide kullanılan metodlar (Lazzaretto vd. 2006) ( • Ekserji Ekonomisi Yaklaşımı (Exergy Economics Approach - EEA) • İlk Ekserjoekonomik Yaklaşım (First Exergoeconomic Approach -FEA) • Ekserjetik Maliyet Teorisi (Exergetic Cost Theory - ECT) • Termoekonomik Fonksiyonel Analiz (Thermoeconomic Functional Analysis TFA) • Mühendislik Fonksiyonel Analiz (Engineering Functional Analysis -EFA) • Last-In–First-Out Yaklaşımı (Last-In–First-Out Approach - LIFOA) • Yapısal Analiz Yaklaşımı (Structural Analysis Approach - SAA) • MOPSA (Modified Productive Structure Analysis) • SPECO (Specific Exergy Costing) SPECO metodu (Lazzaretto ve Tsatsaronis) • Giriş ve çıkış ekserji değerlerinin belirlenmesi, • Sağlanan (yakıt) ve ürün olarak ifade edilen ekserji akışları belirlenir • Bu ekserji değerlerine maliyetlerin atanması. Yılmaz Yörü, Nisan 2008 8/38

YSA’nın Genel Özellikleri: Yapay bir nöronun çalışma yapısı: (Nissen, 2003) ØÖrnekler ile öğrenir ØTest edilmeliler ØGörülmemiş örnekler hakkında bilgi ØNümerik bilgilerden oluşur YSA Modeli: YSA ile Neler Yapılabilir ? o İhtimalli fonksiyon kestirimleri o Zaman serilerinin analizleri o Örüntü Tanıma o Doğrusal olmayan sinyal işleme o Optimizasyon TEMEL BİLGİLE R Yılmaz Yörü, Nisan 2008 9/38

FANN (Fast Artificial Neural Network) (Nissen, 2003) ØÜcretsiz ØPrograma entegre edilen bir kütüphane Øİleri Beslemeli ØSigmoid aktivasyon fonksiyonu ile çalışır TEMEL BİLGİLE R Yılmaz Yörü, Nisan 2008 10/38

Ege Seramik Fabrikası Kojenerasyon Sistemi: v 3 Adet Gaz Türbini (I, III) v 6 Adet Kurutucu (IV, V, VII, VIII, IX) v 2 Adet Isı Eşanjörü (X, XI) Yılmaz Yörü, Nisan 2008 11/38

Ege Seramik Fabrikası Kojenerasyon Sistemi Şeması SİSTEM Yılmaz Yörü, Nisan 2008 12/38

GAZ TÜRBİNLERİ ve BRYTON ÇEVRİMİ 1 x. Taurus 60 4. 6 MW 2 x. Centaur 50 4. 2 MW Toplam 13 MW SİSTEM Yılmaz Yörü, Nisan 2008 13/38

KURUTUCULAR 1 -Brülör fanı 2 -Brülör 3 -Sıcak gaz hattı 4 -Kurutucu gövdesi 5 -Spreyler 6 -Nemli granül çıkışı 7 -Toz toplayıcı 8 -Egzoz fanı 9 -Çıkış hattı 10 -Egzoz SİSTEM Yılmaz Yörü, Nisan 2008 14/38

KOJENERASYON SİSTEMİNDE ENERJİ ANALİZİ Kompresör: Kurutucu: Yanma Odası: Türbin: Yılmaz Yörü, Nisan 2008 Eşanjör: 15/38

DOĞAL GAZIN BİLEŞENLERİ (Arın ve Akdemir, 2002) Yanma Denklemi ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 16/38

KURUTUCULARDA ENERJİ ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 17/38

KOJENERASYON SİSTEMİNDE EKSERJİ ANALİZİ Kompresör: Yanma Odası: Brülör: Kurutucu Gövdesi: Türbin: Kurutucu Egzoz Fanı: Eşanjör: ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 18/38

ENERJİ DENKLEMLERİ EKSERJİ DENKLEMLERİ ANAL İZLER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 19/38

Tez Kapsamında Geliştirilen Coge. NNEx. T Programı (Cogeneration Neural Network Exergy Thermoeconomics ) v C++ program kodu 2000 satırın üzerindedir. v My. SQL veritabanına 40320 adet veri (56 x 720) girilmiştir. v FANN YSA paketi, program ile birlikte çalışmaktadır. ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 20/38

Coge. NNEx. T Programı Akış Şeması (Hesapla Butonu) ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 21/38

SİSTEMİN VERİLERİ ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 22/38

Tez Kapsamında Geliştirilen Coge. NNEx. T PROGRAM SUNUMU ve YSA TESTİ Yılmaz Yörü, Nisan 2008 23/38

GAZ TÜRBİNİ VERİLERİ Kompresör Giriş Sıcaklıkları Kompresör Çıkış Basınçları ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 24/38

GAZ TÜRBİNİ VERİLERİ Aktif Güç Değerleri Egzoz Sıcaklıkları ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 25/38

Sıcak gaz borularından ortama olan ısı transferi Kurutucu yüzeylerinden ortama ısı transferi ANALİZL ER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 26/38

ENERJİ ANALİZİ SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 27/38

ENERJİ VERİMLERİ SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 28/38

EKSERJİ ANALİZİ SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 29/38

EKSERJİ YIKIMLARI SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 Yılmaz Yörü, 2007 30/38

EKSERJİ VERİMLERİ SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 31/38

EKSERJOEKONOMİK ANLİZ I II III Yılmaz Yörü, Nisan 2008 32/38

YSA SONUÇLARI SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 33/38

YSA SONUÇLARI SONUÇL AR Yılmaz Yörü, Nisan 2008 34/38

YSA SONUÇLARI Yılmaz Yörü, Nisan 2008 35/38

SONUÇ v Gaz türbinleri, kurutucu ve eşanjörlerden oluşan bir kojenerasyon sistemi enerji ve ekserji analizi başarı ile yapılmıştır. v İlk defa bir kojenerasyon sisteminin ekserji analizi yapay sinir ağları ile analiz edilmiştir. v Bu analizde daha önce bu tip bir makine mühendisliği uygulamasında denenmemiş FANN paketi başarı ile uygulanmıştır. Yılmaz Yörü, Nisan 2008 36/38

TEZ KAPSAMINDA YAPILAN BİLDİRİ ve MAKALELER: 1. Energetic And Exergetic Analysis Of Building Cogeneration Systems, Yilmaz Yoru, T. Hikmet Karakoc, Arif Hepbasli, Enis T. Turgut, Proceedings Of Energy Sustainability 2008, August 10 -14, 2008, Jacksonville, Florida, USA "ASME Conference Proceedings" de basılarak "ASME Journal of Solar Energy Engineering" veya "ASME Journal of Energy Resources Technology" dergilerinden birinde yayınlanacak. 2. Ortam Sıcaklığının Gaz Türbinlerinde Kompresör Ekserjisine Etkisi, Yılmaz Yörü, T. Hikmet Karakoç, Enis T. Turgut, Arif Hepbaşlı, Ha. Se. M'08, Kayseri VII. Havacılık Sempozyumu, 15 -16 Mayıs 2008, KAYSERİ 3. Application of Artificial Neural Network to Exergetic Analysis of a Cogeneration System , (Hazır) Yılmaz Yörü, Nisan 2008 37/38

Sabırla İzlediğiniz İçin TEŞEKKÜRLER Yılmaz Yörü, Nisan 2008 38/38