Recovery of industrial annealing furnace waste heat using combined systems and thermoeconomic analysis
Endüstriyel tav fırını atık ısısının kombine sistemler kullanılarak geri kazanımı ve termoekonomik analizi
- Tez No: 675908
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN KAYABAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Artan enerji talebi ve maliyeti, azalan enerji kaynakları ve çevresel faktörler, enerjinin verimli kullanılmasını gerektirmektedir. Bu kapsamda bu çalışmada endüstriyel tavlama fırınının atık ısısının çeşitli enerji dönüşüm yöntemleri ile geri kazanılması amaçlanmaktadır. Çalışmada 1093.15 K sıcaklıktaki tavlama fırınının baca gazı, dört farklı kombine sistem ile değerlendirilmiştir. Bu kombine çevrimler parametrik olarak incelenmiştir. Mühendislik Denklem Çözücü (EES) kullanılarak her bir kombine sistem için termodinamik ve termoekonomik analizler yapılmıştır. Atık ısı geri kazanım sistemlerinin kullanılması ve çevreye etkisi incelenmiştir. Tüm kombine sistemler, termal verimlilik, net güç çıkışı ve elektrik üretim maliyeti açısından birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Parametrik çalışma sonucunda en düşük elektrik üretim maliyeti, net güç çıkışı ve termal verim 0,01153 $/kWh, 1274 kW ve 0,36 SRC-CO2 kombine sisteminden elde edilmiştir. Kombine çevrimlerden elde edilen güçler birbirleriyle karşılaştırıldığında en yüksek değerden en düşük değere net güç 1274 kW (SRC-CO2), 1010 kW (SRC-ORC-KC), 935.6 kW (KC-CO2) ve 766.2 kW (ORC- CO2)'tir. Kombine çevrimlerden elde edilen elektrik üretim maliyetleri birbirleriyle karşılaştırıldığında en düşük değerden en yüksek değere 0,01153 $/kWh (SRC-CO2), 0,01534 $/kWh (ORC-CO2), 0,01706 $/kWh (SRC-ORC-KC) ve 0,08427 $/kWh (KC-CO2)tir. Kombine çevrimlerin ısıl verimleri karşılaştırıldığında en yüksek değerden en düşük değere doğru ısıl verim 0.44 (SRC-CO2), 0.36 (SRC-ORC-KC), 0.26 (KC-CO2) ve 0.21 (ORC-CO2)'dir.
Özet (Çeviri)
Increasing energy demand and cost, decreasing energy resources and environmental factors require efficient use of energy. In this context, it is aimed to recover the waste heat of industrial annealing furnace with various energy conversion methods in this study. In the study, the flue gas of the annealing furnace at 1093.15 K was evaluated with four different combined systems. These combinations have been studied parametrically. Thermodynamics and thermoeconomic analysis were performed for each combined system using the Engineering Equation Solver (EES). And the using waste heat recovery systems (WHRS) examined the environmental effect. All combined systems are compared with each other in terms of thermal efficiency, net power output and electricity generation cost. As a result of the parametric study, the lowest electricity production cost, net power output and thermal efficiency 0.01153 $/kWh, 1274 kW and 0.36 from SRC-CO2 combined system, respectively. The net power from highest to lowest are 1274 kW (SRC-CO2), 1010 kW (SRC-ORC-KC), 935.6 kW (KC-CO2) and 766.2 kW (SRC-ORC-KC) when the powers from the combined cycles are compared with each other. The electricity generation cost from lowest to highest are 0.01153 $/kWh (SRC-CO2), 0.01534 $/kWh (ORC-CO2), 0.01706 $/kWh (SRC-ORC-KC) and 0.08427 $/kWh (KC-CO2) when the electricity generation cost from the combined system are compared with each other. The thermal efficiency from highest to lowest are 0.44 (SRC-ORC-KC), 0.36 (SRC-CO2) 0.26 (KC-CO2) and 0.21 (SRC-ORC-KC) when the thermal efficiency from the combined cycles are compared each other.
Benzer Tezler
- Haddehane tav fırınında enerji verimliliği analizi
Energy efficiency analysis in industrial reheating furnace
BUĞRA KAĞAN SARPKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSAMETTİN BULUT
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Endüstriyel bir tav fırınında ısı geri kazanımı ve hava-yakıt oranının optimizasyonu
Heat recovery and air-fuel ratio optimization in an industrial annealing furnace
MUHARREM EYİDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ KAYA
- Yüksek sıcaklıkta akışa sahip endüstriyel bacalarda hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi
Computational fluid dynamics analysis of industrial chimneys (without economizers) having high temperature flow
AYKUT GÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURHAN ADİL ÖZTÜRK
- Yakınsama sıcaklığı ve güç üretim potansiyelinin tespiti için ORÇ tasarımı ve çok amaçlı optimizasyonu
Design and multiobjective optimization of ORC for determination of pinch point temperature and power generation potential
EMRULLAH KOCAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CUMA KARAKUŞ