Geri Dön

Bir kağıt fabrikasında bulunan kojenerasyon tesisinin enerji ve ekserji analizi

Energy and exergy of a cogeneration plant in a paper mill analysis

  1. Tez No: 942628
  2. Yazar: FATİH ATAÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ALİ KARA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 59

Özet

Bu çalışma kapsamında, Balıkesir ilinde konumlanan Varaka Kağıt Fabrikası'nın kojenerasyon tesisine yönelik enerji ve ekserji temelli bir analiz yürütülmüştür. Hesaplamaların gerçekleştirilebilmesi amacıyla belirli noktalar tanımlanmış ve bu noktalara ait basınç, sıcaklık ile kütlesel debi verileri esas alınarak termodinamik özelliklerden yararlanılmıştır. Yapılan ekserji analizi, fiziksel ve kimyasal ekserji unsurlarını temel almış, ancak potansiyel ve kinetik ekserji etkileri göz ardı edilmiştir. Bu analiz sayesinde, sistemin bileşenlerinin ekserji verimleri ve ekserji yıkımları hesaplanmıştır. Analizlerde, termodinamik hesaplamalar için EES (Engineering Equation Solver) programı kullanılmıştır. Sistemin genel akış diyagramı oluşturulmuş ve sistemin bileşenleri olan kazan, türbin, kondenser, pompalar, degazör, su ısıtıcıları ve buhar kollektörü detaylandırılmıştır. Buhar kollektöründen fabrikaya ısıtma buharı sağlanmaktadır. Bu çalışmada, referans çevre şartları olarak 25 ℃ ve 101,325 kPa kabul edilmiştir. Hesaplamalar sonucunda, kütle dengesi, enerji dengesi ve ekserji dengesi elde edilmiştir. Kütle dengesi, sistemdeki tüm bileşenlerin kütle akışlarının dengede olduğunu doğrulamaktadır. Enerji dengesi, sistemde enerji giriş ve çıkışlarının dengelendiğini göstermektedir. Ekserji dengesi ise, sistemdeki ekserji yıkımlarını ve her bir bileşenin ekserji verimliliğini ortaya koymaktadır. Balıkesir'de yer alan Varaka Kağıt Kojenerasyon Tesisi, bu çalışmada 35185 kW elektrik üretimi gerçekleştirmekte ve aynı zamanda kağıt fabrikasına saatte 40 ton buhar göndermektedir. Tesisteki buhar üretimi akışkan yataklı bir kazanda gerçekleşmektedir. Bu sistemin enerji ve ekserji analizi gerçekleştirilerek, sistemin performansı değerlendirilmiştir. Sonuçlara göre, kazan %43,77 ekserji verimliliğine sahip olup 69513 kW ekserji yıkımıyla en yüksek kayıp oranına sahiptir. %81,39 ekserji verimliliği ve 8044 kW ekserji kaybıyla türbin, enerji kullanımında oldukça verimlidir. Spreyleme sistemi %98,76 ekserji verimliliği ile 182,7 kW ekserji kaybı yaşarken, degazör %75,51 ekserji verimliliği ve 7713 kW kayıp oranıyla iyileştirme potansiyeli sunmaktadır. %4,939 ekserji verimliliği ve 10761 kW ekserji kaybına sahip kondenser ise en düşük verimliliğe sahip bileşen olarak dikkat çekmektedir. Besi suyu pompası %74,34 izentropik verimle ideal performansına yakın bir şekilde çalışmaktadır. Ancak kondenser pompası %56,75 izentropik verimle daha düşük bir performans sergilemektedir. Gerçek çalışma koşullarında ise besi suyu pompasının ekserji verimliliği %44, kondenser pompasının ekserji verimliliği ise %13 olarak hesaplanmıştır. Bu durum özellikle kondenser pompasında daha yüksek enerji kayıplarına işaret etmektedir. Bu analizler, kojenerasyon sisteminin termodinamik performansını değerlendirmede ve iyileştirme potansiyellerini belirlemede önemli bilgiler sağlamaktadır. Elde edilen sonuçlar, sistemin verimliliğini artırmak ve enerji kayıplarını minimize etmek için yapılabilecek iyileştirmeler konusunda rehberlik etmektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, an energy and exergy based analysis has been carried out for the cogeneration plant of Varaka Paper Mill located in Balıkesir province. In order to perform the calculations, certain points are defined and thermodynamic properties are utilised based on the pressure, temperature and mass flow data of these points. In the exergy analysis, physical and chemical exergies are considered, but potential and kinetic exergies are neglected. Exergy efficiencies and exergy destruction of system components are calculated. In the analysis, EES (Engineering Equation Solver) program was used for thermodynamic calculations. A general flow diagram of the system was created and the components of the system such as boiler, turbine, condenser, pumps, deaerator, water heaters and steam collector were detailed. Heating steam is supplied to the factory from the steam collector. In this study, 25 ℃ and 101,325 kPa are assumed as reference environmental conditions. As a result of the calculations, mass balance, energy balance and exergy balance are obtained. The mass balance confirms that the mass flows of all components in the system are in equilibrium. Energy balance shows that energy inputs and outputs are balanced in the system. Exergy balance reveals the exergy destruction in the system and the exergy efficiency of each component. The Varaka Paper Cogeneration Plant in Balıkesir produces 35185 kW of electricity in this study and sends 40 tonnes of steam per hour to the mill. Steam generation in the plant is fluidized takes place in a boiler with a bed. According to the results, the boiler has an exergy efficiency of 43.77% and has the highest loss rate with 69513 kW exergy destruction. The turbine is highly efficient in energy utilization with 81.39% exergy efficiency and 8044 kW exergy loss. The spray system has an exergy efficiency of 98.76% with 182.7 kW of exergy loss, while the degasser offers potential for improvement with an exergy efficiency of 75.51% and a loss rate of 7713 kW. The condenser stands out as the component with the lowest exergy performance, having an efficiency of 4.939%, and it accounts for an exergy loss of 10761 kW. These analyses provide important information for evaluating the thermodynamic performance of the cogeneration system and identifying improvement potentials. The obtained results provide guidance on improvements that can be made to increase the efficiency of the system and minimize energy losses. The numerical results obtained here should be summarized. In particular, numerical results for the main parameters should be mentioned. The feed water pump operates close to its ideal performance with an isentropic efficiency of 74.34%, but the condenser pump shows a lower performance with an isentropic efficiency of 56.75%. In real operating conditions, the exergy efficiency of the feedwater pump is 44% and the exergy efficiency of the condenser pump is 13%. This indicates higher energy losses especially in the condenser pump.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    834327

    Kuşelemede biyopolimer kullanımının kâğıdın basılabilirlik özelliklerine ve yağ emilimine etkisi

    Investigating the effects of using biopolymer in paper coatings on printability and oil absorption

    BİLGE NAZLI ALTAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilim ve TeknolojiMarmara Üniversitesi

    Matbaa Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEM AYDEMİR

    PROF. DR. ARİF KARADEMİR

  2. Tez No

    276362

    Kâğıt endüstrisinde yakıt olarak kullanılan biyokütle atıklarının nem içeriğinin yanma üzerine etkileri

    Effects of biofuel moisture content on combustion in a pulp and paper industry

    FATİH ÖZKÜTÜK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    EnerjiZonguldak Karaelmas Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA EYRİBOYUN

  3. Tez No

    589493

    Çalışanların iş ve aile hayatı sorunlarına işyeri sosyal hizmeti perspektifinden bakış: İstanbul'da bir uygulama

    Work and family life problems of employees from the perspective of workplace social work: An application in Istanbul

    UMUT SOLMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Sosyal Hizmetlerİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Sosyal Hizmetler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ORHAN KOÇAK

  4. Tez No

    221973

    Distribution, dynamics and activity of archaeal methanogenic population in a full-scale anaerobic contact reactor treating pulp and paper mill effluents

    Kağıt endüstrisi atıksularını arıtan gerçek ölçekli tam karışımlı havasız temas reaktöründeki metan arkeleri populasyonunun dağılımı, dinamiği ve aktivitesi

    SEVGİ ULUGÖL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ORHAN İNCE

  5. Tez No

    79095

    Bazik refrakter endüstrisinde proses atıklarının değerlendirilmesiyle magnezit-krom tuğlaların üretimi

    Başlık çevirisi yok

    YASEMEN KALPAKLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELEHATTİN GÖKMEN

Geri Dön