Doğalgaz Yakıtlı Düz Alevli Endüstriyel Brülör Tasarımı

Yıl 2023, , 485 - 493, 31.12.2023

Nihat Enes Turan , Ayhan Onat , Selim Hartomacıoğlu

https://doi.org/10.7240/jeps.1358705

Öz

Dünya'da enerji tüketimi her geçen gün hızla artmaktadır. Endüstriyel yanma esnasında kullanılan yenilenemez enerji kaynaklarının (doğalgaz, fuel oil, vb. yakıtların) sınırlı olması, endüstriyel tesislerin yıllık yakıt tüketimleri ve yanma sonucu açığa çıkan insan sağlığına zararlı baca gazları göz önünde bulundurulduğunda, enerji verimliliği üzerine yapılan çalışmalar dünya çapında büyük bir önem kazanmıştır.

Endüstrideki farklı yanma proseslerini gerçekleştirebilmek için çeşitli endüstriyel yakıcılar, brülörler kullanılmaktadır. Bu brülörler doğalgaz, fuel oil, dizel, LPG, COG, vb. yakıtlar ile çalışabilmektedir. Brülörler, alev şekillerine, çalışma prensiplerine, kullandıkları yakıt cinsine, vb. özelliklerine göre farklı şekilde isimlendirilirler. Örneğin, yüksek hız brülörü, sıvı yakıt brülörü, rejeneratif brülör, reküperatif brülör, alevsiz brülör, düşük NOx brülörü, hidrojen brülörü, düz alevli brülör, vb. Bu çalışma ile bir düz alevli brülör tasarlanarak çeşitli modeller ve kabuller içeren hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD/CFD) yöntemleri ile ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak numerik yanma analizleri yapılmıştır.

Düz alevli brülörler, brülörün oluşturduğu alevin direkt olarak mamüle temas etmesinin ve pik alev sıcaklıklarının oluşmasının istenilmediği, homojen sıcaklık dağılımının arandığı uygulamalar (Demir-Çelik, Isıl İşlem, Galvaniz, vb.) için tercih edilmektedirler. Oluşturdukları alev, konvansiyonel brülörlerdeki gibi uzun ve keskin bir form yerine; daha yassı, düz bir forma sahiptir. Bu sebeple, düz alevli brülör (flat flame burner) olarak adlandırılırlar. Kullanılan CFD yazılımı ile farklı hava fazlalık kat sayılarının ve farklı yakma havası sıcaklıklarının yanma karakteristikleri üzerindeki etkisi gözlemlenmiş; fırın içerisindeki sıcaklık dağılımları, hızlar, basınçlar, vb. sonuçlar incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Düz Alevli Brülör, Endüstriyel Brülörler, Yakıt Tasarrufu, Düşük NOx Emisyonu, Yüksek Yanma Verimi, Çelik, Alüminyum, Isıl İşlem, Galvaniz

Proje Numarası

2023 - 01

Kaynakça

• [1] İskender, S. (2005). Türkiye ‘de ve Dünya ‘da Enerji & Nükleer Enerji Gerçeği, Türkiye Teknik Elemanlar Vakfı, Ankara.
• [2] T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (2022). Doğal Gaz Piyasası 2021 Yılı Sektör Raporu, Ankara.
• [3] Leicher, J. (2015). Effiziente Brennertechnik für Industrieöfen, 6. Praxistagung, Essen.
• [4] Giraud, P., Montgermont, J. C. (2002). Flat Flame Burners, US Patent 6,461,145 B1.
• [5] Feese, J. J., Wartluft, B. A. (2013). Three Stage Low NOx Burner System with Controlled Stage Air Separation, US Patent 8,485,813 B2.
• [6] Fantuzzi, M., Daneri, M., Laviosa, V., Senarega, M., Zanusso, U., Malfa, E. (2013). Flat-Flame Vault Burner with Low Polluting Emissions, US Patent 8,480,394 B2.
• [7] Wünning, J. G., Wünning, J. A. (2004). Flameless Oxidation Burner, US Patent 2004/0091830 A1.
• [8] Wicker, M. (2012). Low-NOx-Lösungen für Industrielle Brenner, 3. Praxistagung, Essen.
• [9] Omar, M., Yoğuşmalı Kombiler için Çok Geçişli Kompakt Isı Değiştiricisi ve Yarı Küresel Metal Matrix Yakıcının Geliştirilmesi, Selçuk Üniversitesi, Konya, 2014.
• [10] Çengel, Y.A. (2006). Heat and Mass Transfer A Practical Approach, 3rd Edition Mc-Graw-Hill, Singapore.