5—Sanayide Enerji Tasarrufu Uygulamaları:
1—Buhar Enerjisinde
Verimlilik:
Buhar kazanlarında kayıplar 5
ana kategoride toplanabilir.
1--Baca Kaybı……. %
4-12--Bacadan atılan gazın sıcak-lığına bağlı olan duyulur ısı enerjisi kaybı,
2--Entalpi Kaybı…..%
7-9--Bacadan atılan gazın içerisin-de bulunan su buharı ile taşınan gizli ısı
enerjisi kaybı,
3--Çeper (Yüzey) Kaybı….%
1-2--Kazanın dış yüze-yinden ortama atılan ısı enerjisi kaybı,
4--Blöf Kaybı……%
2-5--Kazandan yapılan yüzey ve dip blöflerle atılan ısı enerjisi kaybı,
5--Yanma Kaybı…%
0-6--Brülörden yanmamış olarak atılan yakıtın sahip olduğu ısı enerjisine bağlı
kayıp.
1.1--Genellikle bu kayıpların
toplamı %15 oranında olmaktadır. Bu oranın üzerinde olduğu durumlarda kazanda
ciddi bir problem olduğu dikkate alınmalı ve gerekli düzeltici faaliyet ivedi
olarak yapılmalıdır.Tipik bir işletmede dağıtım hattı kayıplarının oranı
yaklaşık % 5-7 mertebesindedir.
2--Atık Baca Gazı Isısından Enerji Tasarrufu
Uygulaması:
2.1—Amaç:
Baca Gazı Atık Isısı ile besi suyunu ısıtmak:
2.2—Teknik Değerler:Kazan Kapasitesi:6.000.000 Kcal/h--2--Buhar Debisi:10.000 Kg/h-Buhar
basıncı:8 Bar Baca Sıcaklığı-t1=200
°C -t2=80 °C--baca gazı çıkış
sıcaklığı:120 °C
2.3--Sonuç:
1--Tasarruf Edilen Enerji
Miktarı : 240.909 Kcal/h
2--Tasarruf Edilen Enerji
Oranı : % 4
3--Besi Suyu Çıkış Sıcaklığı : 104 °C
4--Tasarruf Edilen Enerjinin
Bedeli: 123.480 TL/Yıl-(7.200 h/yıl çalışma için)
5--Yatırımın Amorti Süresi : 7 Ay
3--Buhar Kazanı Otomasyonu İle Enerji Tasarrufu
Uygulaması
3.1—Teknik Değerler:Kazan kapasitesi:: 7.200.000 Kcal/h -Debisi:12.000 Kg/h-Basınç:6 Bar
iletkenlik: 70 μS- 1 No’lu Buhar Kazanı: Isıl Kapasite Buhar Üretim Kapasitesi
Buhar İşletme Basıncı Besi Suyu İletkenliği-Kazan İçi İletkenlik Değeri: 910 μS
3.2—Uygulama:kireç
oluşmaması için, kazan içerisindeki iletkenlik değerleri belirli mertebelerde
tutulmaya çalışılır. Dışarı atılan (yüzey blöf) yüksek derişiklikte kirletici
içeren su yerine, çok daha düşük derişiklikte yabancı madde içeren taze besi
suyu kazana otomatik olarak alınır. Böylece kazandaki yabancı madde derişikliği
kontrol edilir
3.1--Örneğin; 2 mm kireç
tabakasından dolayı kazanda tüketilen yakıt miktarındaki artış yaklaşık %14 olacaktır.
Bu tür bir durumun oluşmaması için yapılacak olan yüzey blöfü gerektiği kadar
kontrollü olarak yapılmalıdır. Gereğinden fazla blöf yapıldığı takdirde, kazana
ilave edilen su için fazla enerji harcanacak, ayrıca ilave suyun kimyasal katkı
maddeleri de işletmeye ek maliyet getirecektir
3.2--Modern buhar kazanlarda
istenilen TDS (Toplam Erimiş Katı Madde) değeri 3.000 ppm’dir. PPM, milyonda
parça anlamını taşır ve 1 ppm 0,7 μS değerine eşittir.
3.3--Buhar kazanlarına
yapılan otomasyon uygulaması sonucunda, otomatik yüzey blöf sistemi sahip
olduğu iletkenlik duyargası ile kazan suyunun iletkenli-ğini eşzamanlı olarak
ölçerek kazanın gerektiği kadar blöf yapmasını otomatik olarak sağlamaktadır.
3.4--Bu sistemin kontrol
ünitesi 3.000 ppm değerine ayarlanmış ve sistemin buhar kazanının TDS değeri-ni
modern kazanlar için tavsiye edilen bu seviyede sabit tutması sağlanmıştır.
Bu uygulamanın ardından
işletmenin yaptığı yüzey blöf miktarları:
1-No’lu Buhar Kazanında:
285,6 kg/h
2-No’lu Buhar Kazanında: 285,6
kg/h
3.3--Enerji tasarruf miktarları:
1--Tasarruf Edilen Enerji
Miktarı: 82.992 Kcal/h
2--Yakıt Tasarrufu : 11,83 Nm3/h
3--Su Tasarrufu : 1.276,8 kg/h
4--Kimyasal Tasarrufu: 128
gr/h
5--Toplam Tasarrufun Parasal
Değeri: 48.312 TL/Yıl-(7.200 h/yıl çalış-ma için)
6--Yatırımın Amorti Süresi : 5 Ay
4--Flaş Buhar Geri Kazanım Sistemi İle Enerji
Tasarrufu Uygulaması
4.1—Teknik Değerler:İşletme Buhar Debisi-2.200 kg/h -kondens dönüş oranın % 87.Buhar
kazanlarının 8 bar işletme basıncı-kondens dönüş sıcaklığının 152 °C ve
basıncının ise 4 bar
1--Detaylı audit çalışması
kapsamında toplanan değerler ve yapılan hesaplamalar sonucunda, işletmeye flaş
buhar geri kazanım sistemi kurulması kararlaştırılmıştır.
2--152 °C’de ve 4 barg
basınçtaki kondensin sahip olduğu ısı enerjisinin 153,28 kcal/kg olduğu buhar
tablo-larından bulunmuştur. Flaş buhar basıncını 0,2 barg olarak seçtiğimiz
işletmede elde edilen flaş buhar miktarı aşağıdaki gibi hesaplanmıştır:
Kondens Miktarı= 1.914
kg/h--4 barg basınçtaki suyun entalpisi = 153,28 kcal/kg
0,2 barg basınçtaki suyun
entalpisi = 105,45 kcal/kg—
0,2 barg basınçta buharlaşma
entalpisi= 536,70 kcal/kg
3--4 barg basınçtaki kondens
0,2 barg basınçta serbest bırakıldığında açığa çıkan enerji miktarı;153,28
kcal/kg - 105,45 kcal/kg = 47,83 kcal/kg--Açığa çıkan bu enerji kondensin bir
kısmını buharlaştırır. Buharlaşma oranı:[47,83 kcal/kg ÷ 536,70 kcal/kg] x 100
= % 8,91
4--Geri dönen kondensin
%8,91’i 0,2 barg basınçta buharlaşacağına göre elde edilen buhar miktarı:1.914
kg/h x % 8,91 = 170,54 kg/h olacaktır
5--Atmosfere atmak yerine
flaş buhar geri kazanım sistemi ile elde edilen 170,54 kg/h buhar ile otel
odalarında kullanılmakta olan sıcak suyun ön ısıtması yapılmıştır.
4.3--Enerji tasarruf miktarları:
1--Tasarruf Edilen Enerji
Miktarı : 91.528,8 Kcal/h
2--Yakıt Tasarrufu : 13,05 Nm3/h
3--Su Tasarrufu : 170,54 kg/h
4--Kimyasal Tasarrufu: 15
gr/h
5--Toplam Tasarrufun Parasal
Değeri: 48.620 TL/Yıl-(5.000 h/yıl çalış-ma için)
6--Yatırımın Amorti Süresi : 4 Ay
5--Proses Fırınlarının Bacalarından Atılan Gazlardan Enerji Tasarrufu Uygulaması
5.1—Amaç:Doğalgaz yakan brülörlerle çalışan fırının baca
gazları ile dışarıya atılan ısı enerjisinden faydalanılarak, işletmenin
ihtiya-cı olan sıcak su üretiminin gerçekleştirilmesi düşünülmüştür.
5.2--Yapılan hesaplamaların
ardından elde edilen sonuçlar aşağıda belirtilmiştir.
1No’lu Baca:Baca Gazı
Debisi : 4.155 Nm3/h Baca Gazı
Sıcaklığı: 200 °C
2No’lu Baca:Baca Gazı
Debisi : 4.155 Nm3/h Baca Gazı
Sıcaklığı: 200 °C
2--Baca gazı
ekonomizer-lerinin su giriş çı kışları seri bağlı olarak tasarlanmış olup,
saatte 15.000 kg su, 20 °C’de ilk ekonomizere girecek ve 80 °C olarak son
ekonomizerden çıkacak-tır.
3--Fırın bacalarından atılan
baca gazı sıcaklıkları ise 200 °C’den, doğalgaz yakan sistemlerde kritik değer
olan 120 °C’ye kadar düşürülerek atmosfere bırakılacaktır.
5.3—Sonuç:Enerji tasarrufu çalışmaları kapsamında yapılan fırın
bacalarına baca gazı ekonomizeri uygulaması neticesinde elde edilen sonuç
aşağıdaki gibidir
1--Tasarruf Edilen Enerji
Miktarı : 927.770 Kcal/h
2--Tasarruf Edilen Enerji
Oranı : % 4
3--Tasarruf Edilen Enerjinin
Bedeli: 399.847 YTL/Yıl--(6.400 h/yıl çalış-ma için)
4--Yatırımın Amorti Süresi : 9 Ay
6--Kazan Teşhis ve Tanı Sistemi Uygulaması İle Enerji
Tasarrufu Uygulaması
6.1—Amaç-Kazan teşhis ve tanı sisteminin sağladığı bilgiler
sonucunda, üretim planı yeniden planlanarak, işletmede buhar çeken ana 3
prosesin peş peşe devreye girmeleri ile buhar kazanından sürekli buhar çekimi
olması sağlanmış, dur - kalk çalışma minimize edil-miş ve kazan verimi % 82 -
86 aralığına çıkartılmıştır
6.2—Sonuç:
1--Buhar Kazanı Verim Artışı: ~ % 13
2--Yakıt Tasarrufu : 66,9 Nm3/h
3--Toplam Tasarrufun Parasal
Değeri: 200.700 TL/Yıl-(6.000 h/yıl çalış-ma için)
4--Yatırımın Amorti Süresi : 5 Ay
7--Atık Boyalı Sudan Geri Kazanım Sistemi İle Enerji
Tasarrufu Uygulaması
7.1—Amaç-Boyahaneden atılan kirli su yerine temiz su alınmakta
ve doğalgaz yakan buhar kazanından elde edilen buhar ile istenilen sıcaklığa
ısıtıl-maktadır. Enerji tasarrufu çalışmaları kapsamında, atılan kirli suyun
sahip olduğu ısı enerjisinden faydalanılarak boyahaneye alınan temiz suyun ön
ısıtmasının yapılabileceği tespit edilmiştir.
7.2—Teknik Değerler:
1--Atık Sıcak Kirli Su Debisi : 55.000 kg/h
2--Atık Sıcak Kirli Su
Sıcaklığı : 65 °C
3--Temiz (Soğuk) Su Debisi : 55.000 kg/h
4--Temiz (Soğuk) Su Sıcaklığı : 20 °C
7.3—Sistem Tasarımı:
3.1--Bu noktadan hareketle
sistem tasarımı yapılmıştır Drenaja gönderilen atık sıcak kirli su, kanallar
vasıta-sı ile atık su dengeleme havuzuna yönlendirmiştir Atık su dengeleme
havuzuna girmeden önce ön filt-reden geçirilerek içerisinde bulunan
parçacıkların tutulması sağlanmıştır. Atık su dengeleme havuzuna boşalan kirli
sıcak su, pompalar yardımı ile serbest akışlı plakalı eşanjörlere
yönlendirilmiştir.
3.2--Pompaların basma hattına
ise parça ve elyaf tutucu filtre yerleştirilmiştir. Bu filtrenin amacı ısı
transferi sırasında atık suyun içerisinde olması muhtemel parça ve elyafların
tutularak eşanjör ısı transfer yüzeyine yapışmasını ve ısı transferine engel
olmasının önüne geçmektir. Eşanjörde sahip olduğu ısı enerjisini, temiz soğuk
suya aktaran atık kirli su drenaja verile-rek arıtmaya yönlendirilmiştir.
3.3--Isınan temiz su ise,
temiz su depolama tankına alınarak buradan da hid-rofor grubu ile proseslere
gönderilmiştir. Enerji tasarrufu çalışmaları sonucunda işletmenin sağladığı
tasarruf miktarı aşağıda belirtilmiştir
7.4—Sonuç:
1--Temiz (Soğuk) Su Debisi : 55.000 kg/h
2--Temiz (Soğuk) Su Giriş
Sıcaklığı: 20 °C Temiz (Sıcak)
3--Su Çıkış Sıcaklığı : 58 °C
Tasarruf Edilen Enerji Miktarı :
2.090.000 Kcal/h
4--Tasarruf Edilen Enerjinin
Bedeli : 1.011.600 TL/Yıl--(7.200 h/yıl çalış-ma için)
5--Yatırımın Amorti Süresi : 8 Ay
Not: Yatırım bedeline sadece
atık kirli sudan geri kazanım sistemi değil ayrıca kirli su dengeleme havuzu ve
temiz su depolama havuzu da dahildir.
8--Baca Gazı Analizi İle Enerji Tasarrufu Uygulaması
8.1—Amaç-Ambalaj sektöründe faaliyet göstermekte olan bir
endüstriyel işletme buhar kazanında yakıt olarak Fuel Oil No:6
kullanılmaktadır. İşletmede kullanılan buhar kazanlarının teknik özellikleri
aşağıdaki gibi-dir
1--Isıl Kapasite : 3.840.000 Kcal/h
2--Buhar Üretim Kapasitesi : 6.400 Kg/h
3--Buhar İşletme Basıncı : 10 Barg
4--Buhar Kazanı Çalışma Oranı : % 63
5--İşletmenin Tükettiği Buhar
Miktarı : 4.000 kg/h
2--Yapılan araştırmalarda
+20°C dış hava sıcaklığında-ki brülör ayarı yapıldığında ve bu kazan aynı
brülör ayarıyla sıfırın altında 20°C dış sıcaklık değerinden çalıştığında, daha
fazla çekilen hava dolayısıyla hava fazlalık katsayısı 1,1 değerinde 1,2
değerine yükselmekte; baca gazı sıcaklığı da 222°C değerinde 230°C değerine
yükselmektedir.
2.1--Bu durumda ısıl verim %
85,1 değerinden % 83,9 değerine düşmektedir. Görüldüğü gibi dış sıcaklık
değişimi kazan veriminde % 1 mertebesinde bir değişime neden olabilmektedir.
2.2--Teorik olarak hesap
yapıldığında ele alınan bu örnekte kayıpların % 9 merte-besine kadar
çıkabileceği görülmüştür.
2.3--Bacaya yerleştirilecek
bir duyarga ile yanma ürünlerindeki oksijen (O2) yüzdesi sürekli izlenir.
Emisyondaki oksijen (O2) değerine göre hava damperi ayarlanır ve yanma
havasındaki oksijen (O2) miktarı kontrol altına alınmış olur.
2.4--Bu sistem ile hava
fazlalık katsayısı sürekli minimum değerde sabit tutularak, maksimum performans
elde edilir.
2.5--Enerji tasarrufu
çalışmaları kapsamında yapılan taşı-nabilir baca gazı analiz cihazı yatırımı
sonucunda işletmenin sağladığı tasarruf miktarları:
8.3—Sonuç
1--Buhar Kazanı Verim Artışı : ~ % 7
2--Yakıt Tasarrufu : 20,3 kg/h
3--Toplam Tasarrufun Parasal
Değeri: 121.800 TL/Yıl--(6.000 h/yıl çalış-ma için)
4--Yatırımın Amorti Süresi : 1 Ay
9--Buhar Dağıtım Hatlarının İzolasyonu İle Enerji
Tasarrufu Uygulaması
9.1—Amaç-Yapılan ölçüm ve gözlemlerin ardından, işletmede
izolasyonsuz boru uzunluğunun 224 m olduğu ve bu hatlar boyunca 44 tane
armatürün izolesiz olduğu tespit edilmiştir. Hatlarla ilgili detaylı bilgi şu
şekilde ortaya konmuştur
2--Ortam sıcaklığının 20 °C
ve ortamdaki hava akış hızının 2 m/s olarak yapılan hesaplamalar neticesin-de,
boru hatlarının kaya yünü ile izolasyonuna ve armatürlerin ise özel üretilen
ceketler ile izolasyonuna karar verilmiştir.
3--Hatlara uygulanan kaya
yünü izolasyonun üstü alüminyum sac ile kaplanarak
izolasyon malzemesi sudan
korunurken ayrıca kısmen darbelere karşı da dayanıklılığı artırılmıştır.
9.4—Sonuç:
Enerji tasarrufu çalışmaları
kapsamında yapılan izolasyon yatırımı sonucunda işletmenin sağlamış olduğu
tasarruf değerleri şu şekildedir:
1—Enerji Tsarrufu:147.736
Kcal/h--: 75.843 TL/Yıl--(7.200 h/yıl çalış-ma için)
2--Amorti süresi: 6 Ay
Not: Örnek olarak verilen
tekstil işletmesinde doğal-gaz yakan buhar kazanından elde edilen buharın
maliyeti 39 YTL/ton buhar’dır
Kaynak:Sanayide Enerji
Tasarruf Potansiyeli-Durmuş Kaya ,
Cengiz Güngör