Sinter Manyezit Üretimi Döner Firinindaki Atik Isinin Kojenerasyon Sistem Performansi ve Ekonomik Analizi

Yıl 2023, , 498 - 515, 31.12.2023

Samet Giray Tunca , Abdullah Akbulut

https://doi.org/10.34186/klujes.1391426

Öz

Yüksek sıcaklıklarda çalışan sistemlerde ana işlem sonrasında atık ısının oluştuğu görülmektedir. Günümüzde birçok sektör atık ısıyı geri kazanımda değerlendirmektedir. Çalışmamızda fabrikada yapılan üretimde ortaya çıkan atık ısının değerlendirilmesi ile ilgili aşamaları içermektedir. Özel bir fabrikada üretim aşamasında Döner fırınlar kullanılmaktadır. Döner fırınlar doğalgaz ve petrokok karışımı ile yakılmaktadır. Ateşlenen fırınlara manyezit madeni beslenmektedir. Döner fırınlardaki üretim süresince baca gazı oluşmaktadır. Baca gazı atık sıı kazanına gelerek kojenerasyon ünitesi için hazırlanmaktadır. Atık ısı kazanında oluşan buhar türbine gönderilerek enerji üretilmektedir. Termodinamiğin birinci ve ikinci yasasına göre enerji ve ekserji hesaplamaları yapılmıştır ve sistemin çalışma verimi hesaplanmıştır. 3. Döner fırında yakılan petrokok ve doğalgazın enerji değerleri 13 MW ile 20.5 MW arasında değişirken, kazandan elde edilen enerji 3.6 MW ile 5.14 MW arasında değişmektedir. Kojenerasyon ünitesinde elde edilen anlık elektrik enerjisi değerleri ise 267 kWh ile 551 kWh arasında değişmektedir. Kazan için ortalama I. ve II. Yasa verimleri sırasıyla %20 ve %35 olarak hesaplanmıştır. Net bugünkü değer (NBD) yöntemi kullanılarak sistemin ekonomik analizi yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Enerji, ekserji, kojenerasyon, atık ısı, NBD yöntemi, termodinamik

Kaynakça

• Altınkaynak, M. (2012). Çimento Fabrikalarında Kullanılan Döner Fırının Termodinamik. Süleyman Demirel Üniversitesi Enerji Sistemleri ABD.
• Ballı, Ö. (2008). Kojenerasyon sistemlerinin enerji, Kullanılabilirlik (ekserji) ve Ekserjiekonomik Analiz Yöntemleri Kullanılarak Performansının Değerlendirilmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi.
• Bejan, A. (1996). Street Network Theory of Organization in Nature. Journal of Advanced Transportation.
• Bejan, A. (1997). Advanced Engineering Thermodynamics. New York: Jhon Wiley and Sons.
• Bilginsoy, A. K. (2012). Bir Termik Santralde Termodinamik Analiz ve Isıl Süreçlerdeki Tersinmezliklerin Belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans.
• Cziesla, F., Tsatsaronis, G., & Zengliang, G. (2005). Avoidable thermodynamic inefficiencies and costs in an externally fired combined cycle power plant. Energy.
• Çengel, Y., Boles, M., & Kanoğlu, M. (2019). Thermodynamics: An Engineering Approach. Mc Graw Hill.
• Dikili, K. (2019). Atık Isı Kazanlı Gaz-Buhar Çevrimli Güç Santralinin Ekserji Analizi. Zonguldak Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Dinçer, İ. (2002). The Role of Exergy in Energy Policy Making. Energy Policy.
• Dinçer, İ., & Rosen, M. (2003). Thermoeconomic Analysis Of Power Plants. Energy Conversion and Management.
• El-Masri, M. (1997). Exergy analysis of combined cycles: Part 1 – Air cooled Brayton cycle gas türbine. ASME J. Eng. Gas Turbine Power.
• Erdoğan, M. (2023). Endüstriyel Bisküvi Fırınının Termodinamik, Maliyet Analizi Ve Atık Isı Geri Kazanımı. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.
• Ersayın, E. (2020). Atık Isı Geri Kazanımında Yeni Tekniklerin Modellenmesi. Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Gürtürk, M. (2015). Alçı Üretimi Yapan Bir Tesisin Enerji Ekserji ve Eksergoekonomik Analiz Yöntemiyle Performansının Değerlendirilmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi.
• Güven, H., Ekmekçi, İ., & Çiçek, A. (2003). Bir Sanayi Tesisinde Kojenerasyon Ve Atık Isı Geri Kazanımının İncelenmesi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi.
• Horlock, J. (1995). Combined power plants-past, present and future. Gas Turbines Power .
• Karamarkovic, V., Marasevic, M., & Karamarkovic, R. (2013). Recuperator for waste heat recovery from rotary kilns. Applied Thermal Engineering.
• Karanfil, G., Rüşen, S. E., Poyraz, Ş., & Güler, M. (2020). Atık Isı Geri Kazanım Sistemleri Ve Isıl Verim Parametrelerinin Deneysel İncelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi.
• Kolay, E. (2004). Korejenerasyon Sistemlerinde Atık Isı Kullanımı Ve Bir Uygulama Örneği. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Kuvel, A. (2005). Baca Gazlarından Atık Isı Geri Kazanımının Deneysel Olarak İncelenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Memiş, O. (2019). Çimento Sektöründe Atık Isı Geri Kazanım (WHR) Sisteminin Ekserji ve Enerji Analizi. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Enerji Mühendisliği İşletim ve Teknolojileri Anabilim Dalı.
• Mert, M. S. (2010). Bir Güç Santralinin Ekserjik ve Termoekonomik Analizi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi.
• Rant, Z. (1964). Exergie and Anergie. Wissenschaftliche Zeitschrift der TU Dresden.
• Shrikant, K., & Chaube, A. (2013). Exergy Analysis of Birla Cement Plant Satna. International Journal of Scientific & Engineering Research.
• Şahin, H. E. (2012). Kritik-Üstü Tip Bir Buharlı Güç Santralinin Enerji ve Ekserji Analizi. İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi.
• Tarakçıoğlu, A. (2006). Sanayide Atık Isıdan Yararlanma Yöntemleri . Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi.
• Terhan , M., Özağdaş, E., & Omar, M. (2023). Ekonomizer, Yoğuşmalı Ekonomizer Ve Hava Ön Isıtıcı Tasarımları İle Atık Isı Geri Kazanımının Enerji Ve Ekonomik Değerlendirilmesi. Gazi Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Dergisi.
• Tunca, S. G. (2015). Sinter Manyezit Üretimi Dönel Fırınlarındaki Atık Isının Elektrik Üretiminde Değerlendirilmesi. Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi.
• Tütüncü, G., & Özgener, Ö. (2016). Çimento Sektöründe Atık Isı Geri Kazanım (WHR) Sisteminin Termodinamik İncelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi.
• Variyenli, H., & Göktekin, K. (2018). Hermetik Gaz Yakıcı Cihazlardaki Atık Isı Enerjisinin Elektrik Enerjisine Dönüştürülmesi. Politeknik Dergisi.
• Wall, G., & Gong, M. (2001). On Exergy And Sustainable Development – Part 1: Conditions And Concepts. Exergy, An International Journal.
• Yazıcı, H., & Selbaş, R. (2011). Bir Buharlı Güç Santralinin Enerji Ve Ekserji Analizi. Selçuk Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Teknik-Online Dergi, Cilt 10, Sayı 1.