Bir Isıl İşlem Fırınının Termodinamik Analizi

Günümüzde küresel anlamda enerji ihtiyacı sürekli olarak artması ile birlikte verimsiz şekilde kullanılan yenilenemez enerji kaynakları da hızla tükenmektedir. Azalan enerji kaynakları ve artan talep dengesizliği nedeni ile de enerji maliyetleri artmaktadır. Yerel kaynaklarla karşılanamayan enerji talebi ülkemizde de önemli dar boğazlara sebep vermektedir. 2014 verilerine göre doğal gaz tüketiminin sadece %1,7'sinin yurt içinde üretilmesi enerjide dışa bağımlılığımızın önemli bir göstergesidir. Küresel ve yerel anlamdaki ekonomik ve çevresel sıkıntılar alternatif enerji arayışlarının yanı sıra özellikle enerji yoğun sektörlerde enerjinin verimli kullanılmasının ne derece önemli olduğuna işaret etmektedir. Bu sebeple bu çalışmada enerji yoğun sektörlerden biri olan bir ısıl işlem firmasında, enerji kaynağı olarak doğal gaz kullanan atmosfer kontrollü bir ısıl işlem fırınında termodinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Atmosfer kontrollü fırının kütle, enerji ve ekserji denklikleri tanımlanıp, enerji ve ekserji verimleri çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde geliştirme önerileri değerlendirilmiştir.

Thermodynamic Analysis of a Heat Treatment Furnace

With the increase of energy need on our globe, non-renewable energy resources are being rapidly consumed. On account of the reduction of energy sources and the increase of energy demand energy costs increase. Specifically on our country, energy demand that cannot be fulfilled by local resources has great effects for bottlenecks too. One of the important index of foreign source dependency of our country is the local production rate of natural gas which is only 1.7% of the consumption according to 2014 data. Economic and environmental effects refer to how utilization of energy efficiently is important, especially at energy intensive industries, besides investigation for alternative energy resources for both globally and locally. For this reason at this research, a sealed quench furnace which is operated by natural gas at a heat treatment company is thermodynamically analyzed. At this research, mass, energy and exergy equations of the sealed quench furnace are defined and efficiencies of energy and exergy are performed. According to the results improvement potentials are evaluated.

PDF

___

[1]Gürtürk, M., Öztop, H.F. and Hepbaşlı, A. Energy and exergy assessments of a perlite expansion furnace in a plaster plant, Energy Conversion and Management. 2013; 75, 488-497.
[2]Hosseini, S. E. and Wahid, M. A., Enhancement of exergy efficiency in combustion systems using flameless mode, Energy Conversion and Management. 2014; 86, 1154-1163.
[3]Gürtürk, M., Öztop, H.F. and Hepbaşlı, A., Comparision of exergoeconomic analysis of two different perlite expansion furnaces, Energy. 2015; 80, 589-598.
[4]Takla, M., Kamfjord, N.E., Tveit, H. and Kjelstrup, S., Energy and exergy analysis of the silicon production process, Energy. 2013; 58, 138- 146.
[5]Seepana, S. and Jayanti, S., Optimized enriched CO2 recycle oxy-fuel combustion for high ash coals, Fuel. 2012; 102, 32-40.
[6] Anon., 2015, Batı Isıl İşlem Firma Tanıtımı, http://www.batiisil.com/
[7]Anon., 2016. Batı Isıl İşlem San. ve Tic. A.Ş. (son ulaşım 26 Mart 2016)
[8]Çengel, Y.A. ve Boles, M. A., Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik (A. Pınarbaşı, Çev.), Ankara, Palme Yayıncılık, 2013; 978 s. [9]Manisa Organize Sanayi Bölgesi Müdürlüğü (BOTAŞ)
[10] Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Sanayide enerji yönetim esasları, 2014, Cilt II.
[11] Kotas, TJ., The Exergy Method of Thermal Plant Analysis, Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, USA, 1995, 328 pages.
[12] Çengel, Y.A., Isı ve Kütle Transferi Pratik Bir Yaklaşım, (Tanyıldızı, V. ve Dağtekin, İ. Çev.) Güven Bilimsel, İzmir, Türkiye, 2011, 879 s.
[13] Özkan, M. , Özkan, D.B., Özener, O. and Yılmaz, H., Experimental study on energy and exergy analyses of a diesel engine performed with multiple injection strategies: Effect of pre-injection timing, Applied Thermal Engineering, 2013, 53, 21- 30.
[14] Lee, D., Exergy analysis and efficiency evaluation for an aluminium melting furnace in a die casting plant, Ryerson University, Mechanical Engineering, Toronto, Ontario, Canada, 2003, 94 pages. (Doctorate Thesis)