Akışkan yataklı kömür yakma sistemlerinde otomatik kontrol tasarım ve uygulaması
Automatic control design and application in fluidized bed coal combustion systems
- Tez No: 200979
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN TOPAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Enerji, Makine Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Bu yüksek lisans tezinin amacı, dolaşımlı akışkan yataklı laboratuar ölçekli kömür yakma sisteminde belirlenmiş bir algoritmayı kullanarak verimli ve düşük emisyonlu yanmayı sağlamaktır. Akışkan yatakta verimli bir yanma sağlanabilmesi için hava ve kömür oranının; yatak malzemesine, yatak sıcaklığına ve emisyonlara bağlı hesaplanması gerekmektedir. Yanma odasına verilmesi gereken hava miktarı öncelikle hidrodinamik özelliklere, yakıtın özelliklerine, havadaki nem miktarına, dış sıcaklığa ve hava basıncına göre değişebilmektedir. Genellikle yanma sırasında, fazla miktarda hava yanma sıcaklığının düşmesine neden olur. Düşük hava miktarı ise tamamlanmamış yanmaya ve böylece CO ve hidrokarbon oluşumuna neden olur. Kömür yakma sistemlerinde, özellikle Akışkan Yatakta otomatik kontrol en önemli proseslerdendir. İyi tasarımlanmış bir otomatik kontrol sistemi, sistemin devrede kalmasını ve istenen verimi sağlamasını garanti altına alır. Laboratuar ölçekli dolaşımlı akışkan yataklı sistem reaktörüne ve bacaya yerleştirilmiş sensörler yardımı ile reaktörden ve baca gazından gerekli verileri toplayarak elde edilen sinyaller ile önceden belirlenmiş bir algoritmaya bağlı olarak, geri bildirim sinyalleri oluşturmak ve böylece, kömür besleme motorunu ve hava akış fanını kontrol etmek amaçlanmıştır. Yanma verimini etkileyen parametrelerin tespit edilmesi ve incelenmesi algoritmayı oluşturmada öncelikli işlerdendir. Yakıt kaynaklı ve yakma sistemi kaynaklı etkiler yanmayı doğrudan etkilemektedir. Doğru çalışmakta olan bir sistem kurulduktan sonra yakıt boyutlu engeller aşıldığında sistem verimli yanma yolunda çalışmaktadır. DAY yakma sistemlerinin verimi oldukça yüksektir. Yanmanın 3 koşulunu gerektiği gibi sağlayabilecek yapıya sahip olan bu yakma sistemleri, emisyon değerlerini belirtilen sınırlar dahilinde tutmak için ilave filtre tesislerine ihtiyaç göstermezler. Dolayısı ile kurulum maliyeti açısından sağlanan bu avantaj, sistemi diğer yakma sistemleri ile kıyaslandığı zaman ön plana çıkaran en büyük faktörlerden biridir. Bu tez kapsamında üzerinde çalışılan sistem, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Isıl Güç Laboratuarında bulunmakta olan laboratuar ölçekli, son yenilemeler ile birlikte kapasitesi 250kW'a yükseltilmiş olan DAY yakma sistemidir. Reaktör üzerinde 2 adet diferansiyel basınçölçer, 3 adet termo eleman ve bacada bulunan bir Zirkonyum Oksijen Sensörü ile gerekli ölçümler sürekli olarak yapılmaktadır. Sonrasında algoritmanın yüklü olduğu işlemciye ulaşan bu değerler işlenerek gerektiğinde kömür besleme motorunun frekansı, gerektiğinde hava besleme fanını kontrol eden motorun frekansı, yükseltilerek veya azaltılarak; sıcaklık, basınç düşümü ve baca gazındaki fazla oksijen miktarı set değer aralığında tutulacak şekilde kontrol sağlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose of this M. Sc. Thesis is to provide the efficient and low emissions combustion by using a determined algorithm in a laboratory scaled circulating fluidized bed type coal combustion system. To be able to provide the efficient combustion, air/fuel ratio must be calculated according to bed material, bed temperature and emissions. The amount of air, which enters the combustion room, can be varied according to hydrodynamics properties, fuel properties, and amount of humidity, outer temperature and air pressure. Generally, in the moment of combustion, excess amount of air causes a decrease in the combustion temperature. Uncompleted combustion, CO and hydrocarbons are formed because of low amount of air. Automatic control is one of the most important processes in the coal burning systems, especially Fluidized Beds. A well-designed automatic control system keeps the values in desired level and guarantees the efficiency when it runs. In this project, to constitute feedback signals according to pre-determined algorithm by collecting necessary data signals from reactor and flue and control coal feed motor and air flow fan with the help of sensors, which are placed in laboratory scaled circulating fluidized bed system reactor and flue, was aimed. One of the first steps of constituting algorithm is determining and studying the parameters which affect the combustion efficiency. The effects, which are based on fuel and combustion system, affect combustion directly. After a system installed, when the fuel based difficulties are overcame, system works effectively. The efficiency of CFB combustion systems is quite high. These combustion systems, which have structure that provides three conditions of combustion, don?t need any additional filter establishment to keep the emission values in the desired intervals. Hence, the advantage about establish cost points out the system when system is compared to other combustion system The studied system as a scope of this thesis is, laboratory scaled CFB combustion system which the capacity was increased to 250kW with the last upgrades where was placed in Gazi University, Engineering and Architecture Faculty, Mechanical Engineering Department, Thermal Power Laboratory. With two differential pressure transmitters, three thermocouples on the reactor and a Zirconium Oxygen Sensor at the flue, required measurements will be taken continuously. Subsequently, the values are executing by CPU which has the algorithm to control the system between pre-determined set value intervals of temperature, pressure decrease and excess oxygen in the flue gas by increasing or decreasing the motor frequency of coal feed and motor frequency of air feed fan.
Benzer Tezler
- Sabit yataklı yakma sistemlerinde yanmada kömür neminin emisyonlara etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations of effect of moisture on the emissions in fixed bed compustion appliances
NALAN ERDÖL AYDIN
- Çeşitli katkı maddelerinin kömür küllerinin ergime sıcaklıklarına etkisi
The Effect of additives on the fusion temperatures of coals
BAŞAK AKSELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Investigation of combustion characteristics of indigenous lignite in a 150 kWt circulating fluidized bed combustor
150 kWt dolaşımlı akışkan yataklı yakıcıda yerli linyitin yanma özelliklerinin incelenmesi
AYKAN BATU
Doktora
İngilizce
2008
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. NEVİN SELÇUK
YRD. DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH
- Biyokömür üretimi ve dolaşımlı akışkan yataklı bir yakma sisteminde linyit ve biyokömürün oksijence zengin ortamda birlikte yakılmasının incelenmesi
Investigation of biocoal production and combustion of coal-biocoal mixtures in circulating fluidised bed under oxygen enri̇ched environment
BABAK KEIVANI
- Beypazarı ve Çan linyitlerinin soğuk akışkan yatakta sürüklenmesi
Elutriation of Beypazarı and Çan lignites from fluidized bed
ENGİN ENGELOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL