Haddehane tav fırınında enerji verimliliği analizi
Energy efficiency analysis in industrial reheating furnace
- Tez No: 784965
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSAMETTİN BULUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Endüstriyel fırınlar, sanayi tesislerinde en çok enerji tüketen sistemlerdir. Enerji maliyeti, endüstriyel fırınların olduğu sistemlerde hammaddeden sonra en büyük girdidir. Endüstriyel işletmelerde, yüksek sıcaklıkta çalışan tavlama fırınları, yakıt tüketimi ve atık gazlarının çevreye yaptığı kirliliği azaltma açısından mümkün olduğunca verimli çalıştırılması gerekir. Enerji maliyetlerindeki artış, sanayi tesislerinde atık ısının enerji yönetiminde önemli bir konusu yapmıştır. Atık ısıdan ısı geri kazanımı ve önemli enerji tasarrufu elde etmek için ekonomizer, reküperatör, Organik Rankine Çevrimi (ORC) ve Brayton çevrimi gibi sistemler ve güç çevrimleri kullanılabilir. Sistemlerin doğru seçimi ve uygun çalışabilmesi için öncelikle atık ısının olduğu yerlerin belirlenmesi ve sistemlerin enerji ve ekonomik analizlerinin yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, bir yassı yapısal çelik üretim tesisinde bulunan endüstriyel tav fırınının atık baca gazından yararlanarak güç üretimi sağlamak için Brayton, Brayton-Rankine ve ORC Çevrimlerinin enerji analizleri yapılmıştır. Analizlerde sistem ısıl verimi, net güç üretimi ve atmosfere salınımı engellenen CO2 miktarları hesaplanmıştır. Analizlerdeki tüm hesaplamalar Engineering Equation Solver (EES) paket programı yardımı ile yapılmıştır. Analizlerde, en yüksek verim ve güç çıktısı %46.64 ısıl verim, 3524 kW net güç ve saate 1555 kg-CO2 ile salınım ile tav fırını sonrası Brayton-Rankine birleşik güç çevrimine ait olduğu belirlenmiştir. Reküperatör sonrası ORC'nin çevriminde n-pentan, siklo-hekzan ve Tolüen akışkanları kullanılması durumunda en uygun akışkanın siklo-hekzan olduğu görülmüştür. Reküperatör sonrası ORC güç çevriminde çalışma akışkanı olarak siklo-hekzan kullanımında %21.68 ısıl verim, 518.2 kW güç ve 228 kg-CO2 salınımı elde edilmiştir. Tav Fırını reküperatör sonrası ORC güç çevrimlerinde basit geri ödeme süresi 2.5 yıl olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Industrial furnaces are the systems that consume the most energy in industrial facilities. Energy cost is the biggest input after raw material in systems with industrial furnaces. In industrial enterprises, annealing furnaces operating at high temperatures should be operated as efficiently as possible in terms of fuel consumption and reducing the pollution of waste gases to the environment. The increase in energy costs has made waste heat an important issue in energy management in industrial facilities. Systems such as economizer, recuperator, Organic Rankine Cycle (ORC) and Brayton cycle, and power cycles can be used to recover heat from waste heat and achieve significant energy savings. For the correct selection and proper operation of the systems, it is necessary to determine the places where the waste heat is located and to make energy and economic analyzes of the systems. In this study, energy analyzes of Brayton, Brayton-Rankine and ORC Cycles were carried out to provide power generation by utilizing the waste flue gas of an industrial annealing furnace in a flat structural steel production facility. In the analysis, the thermal efficiency of the system, the net power generation and the amount of CO2 that is prevented from being released into the atmosphere were calculated. All calculations in the analyzes were made with the help of the Engineering Equation Solver (EES) package program. In the analyzes, it was determined that the highest efficiency and power output belonged to the Brayton-Rankine combined power cycle after the annealing furnace, with a thermal efficiency of 46.64%, a net power of 3524 kW and an emission of 1555 kg-CO2 per hour. In the case of using n-pentane, cyclo-hexane and toluene fluids in the cycle of the ORC after the recuperator, it was seen that the most suitable fluid was cyclo-hexane. In the after recuperator ORC power cycle, 21.68% thermal efficiency, 518.2 kW power and 228 kg-CO2 per hour emission were obtained in the use of cyclo-hexane as the working fluid. The simple payback period for ORC power cycles after the Annealing Furnace recuperator has been calculated as 2.5 years.
Benzer Tezler
- Endüstriyel fırınlarda enerji analizi ve verim artırıcı yöntemler
Energy analysis and productivity increasing methods in reheating furnaces
ENES KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ KAYA
- Endüstriyel tav fırınlarında gaz analizörü kullanımının enerji verimliliğine etkisi
Energy productivity effect of gaz analyzsi̇s system in reheating furnaces
AHMET GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
- Endüstriyel tav fırınlarında hava perdesi kullanımının enerji verimliliğine etkisi
Energy productivity effect of air shutter in reheating furnaces
TÜNAY ODABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
- Endüstriyel tav fırınlarında karışık yakıt(kok gazı+yüksek fırın gazı) kullanımı ile doğalgaz kullanımının enerji verimliliğine etkisi.
Effects of burning natural gas and mixed gas (coke oven gas + blast furnace gas) on energy effiency of industrial reheating furnaces.
ERGİN GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
- Sıcak haddelenmiş çelikleri işleyen tesislerde biriken demir esaslı yağlı çamurdan demirli hammadde üretilmesi
Production of ferrous raw materials from iron based oily mill sludge released in the facilities processing hot rolled steels
SAMET BALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN