Isı Geri Kazanım Sistemleri Kullanılan Bir Gıda Fabrikasının Yakıt Tasarruf Potansiyelinin Deneysel Olarak Araştırılması

Abstract

Günümüzde, buhar kazanlarının işletme şartlarını iyileştirme açısından bakıldığında enerji verimliliği endüstrideki en önemli unsurdur. Bu amaçla buhar kazanlarında baca gazından ısı geri kazanımı için genellikle besleme suyu ekonomayzerleri ve hava ısıtıcıları kullanılır. Baca gazı içindeki O2 (5.7%) ve CO (0%) hacimsel yüzdesi, baca gazı sıcaklıkları (100, 150, 168, 218 °C),ortam sıcaklığı (23.8 °C), yüzey sıcaklıkları (38.3, 40.8, 65.5, 132.5, 166.65 °C), besleme suyu sıcaklığı (108°C),ön ısıtılmış besleme suyu sıcaklığı (133 °C) ve buhar sıcaklığı (166.65 °C),doğal gaz tüketim miktarı (149.4 Nm3/15 dakika) , buhar tüketimi (2000 kg/15 dakika), besleme suyu iletkenliği (134.25 ppm), kazan suyu iletkenliği (3500 ppm), işletme koşulları (6.3 bar), mutlak basınç (7.3 bar) ölçümleri yapılmıştır. Sistem ekonomayzer veya hava ısıtıcı kullanılmadan, ekonomayzer kullanılarak, hava ısıtıcısı kullanılarak, hem ekonomayzer hem hava ısıtıcısı kullanılarak farklı şekillerde çalıştırılarak değerlendirilmiş, hem besi suyu ısıtıcısının ve ekonomayzerin ayrı ayrı ve birlikte kullanılmasının etkileri incelenmiştir. Bu nedenle, ölçüm sonuçları kullanılarak her durum için ayrı ayrı toplam ısı kaybı ve verim değerleri, yakıt tüketimi ve tasarruf miktarı, yatırım ve işletme-bakım maliyetleri hesaplanmış ve Net Bugünkü Değer ile İç Karlılık Oranı metodları kullanılarak ekonomik analizleri yapılmış, farklı uygulamalar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Bir gıda tesisindeki buhar kazanı için yapılan bu örnek çalışmanın tesislerinde ısı geri kazanım sistemi kuracak yatırımcılar için faydalı olacağı düşünülmektedir. Deneysel analizlerin sonucu olarak, baca gazından ısı geri kazanım metodunun bir kazanda enerji tasarrufu yapmak için en etkili metodlardan biri olduğu görülmüştür

Keywords

• Isı geri kazanımı, Endüstriyel prosesler, Enerji verimliliği, Yakıt tasarrufu, Kazan, Ekonomizer, Hava ısıtıcısı, Net bugünkü değer yöntemi, İç verimlilik yöntemi

Experimental Investigation of a Food Plant Using Waste Heat Recovery Systems to Determine the Potential for Fuel Savings

Abstract

Nowadays, energy efficiency is the crucial element in industry in terms of improving operating conditions steam boilers. Generally, feed-water economizers and air preheaters are used for this aim in steam boilers to recover heat from the flue gases. The measurements of volumetric percentages O2 (5.7%) and CO (0%) in flue gas, temperatures of flue gas (100, 150, 168, 218 °C), ambient (23.8 °C), surface (38.3, 40.8, 65.5, 132.5, 166.65 oC), feed-water (108°C) preheated feed water (133 °C) and steam (166.65 °C), consumption of natural gas (149.4 Nm3/15 mins) and steam (2000 kg/15 mins), conductivity of feed-water (134.25 ppm) and boiler water (3500 ppm), operating pressures (6.3 bar), absolute pressure (7.3 bar) are performed experimentally. Various case studies such as steam boiler operation without the use of economizer or air preheater, economizer addition to the steam boiler, addition of air preheater to steam boiler, addition of both economizer and air preheater to steam boiler are carried out to discuss the effects of the use of either feed-water economizer or air preheater separately and together. Consequently, total heat loss and efficiency values, fuel consumption and saving amounts, investment and operation-maintenance costs, some economic analyses using the methods of net present value and internal rate of ratio are calculated using measured values for each case study separately and compared with each other considering the case studies. It is expected from this study that investors will benefit from the calculation process used for an example application of steam boiler in a food plant to establish heat recovery systems in plants. As a result of experimental analyses, the heat recovery method from flue gas is found to be one of the effective processes to save energy in a boiler as expectedly

Keywords

• Heat recovery, Industrial processes, Energy Efficiency, Fuel saving, Boiler, Economizer, Air preheater