FELLUCE BEYAZ ÇİMENTO FABRİKASI ATIK ISI GERİ KAZANIM DÖNGÜSÜ VE GÜÇ ÜRETİM SİSTEMİ PROSES MODELLEMESİ

Abstract

ABSTRACT

Cement manufacturing is an energy-intense industry with energy typically comprising 40 50% of production costs. Cogeneration cycles are used in cement plants to recover waste heat from clinker cooler exhaust and the preheater exhaust gases to reduce the power needed to produce cement in addition to lowering carbon dioxide emissions. This study analyzes the thermal energy used in the cement industry, which is one of the most heat-consuming industries. Opportunities to recover waste heat in this industry are an important target. The main source of energy for a cement manufacturing plant is heavy fuel oil, which accounts for approximately 94% of the thermal energy used in the cement industry. The study conducted on the White Cement Factory in Fallujah showed that the plant consumed approximately 50% of the heat sources to produce the clinker and the remaining part was lost to the environment without benefit from it through the exhaust gases from reheating and the clinker grille air cooler. The basics of the waste heat recovery project are the air quenching cooler (AQC), suspension preheater (SP), and cogeneration cycles such as the organic Rankine cycle, a single steam flash cycle, and a dual pressure steam cycle. Energy and energy analysis is the most powerful tool for the evaluation of the performance of generating plants for the cycles mentioned above. The results showed that the single steam flash cycle is the best performing cogeneration cycle in power output and thermal and exergy efficiencies. The results also showed that the power produced from the Dual-Pressure steam cycle is 14095 kW at a thermal efficiency of 33.18% and exergy efficiency of 51.17%.

ÖZET

Çimento üretimi, enerjinin tipik olarak üretim maliyetlerinin %40 %50'sini oluşturduğu enerji yoğun bir endüstridir. Kojenerasyon çevrimleri, çimento fabrikalarında, klinker soğutucu egzozundan ve ön ısıtıcı egzoz gazlarından atık ısıyı geri kazanmak ve çimento üretmek için gereken gücü azaltmak ve karbondioksit emisyonlarını düşürmek için kullanılır. Bu çalışma, yüksek miktarda ısı tüketen çimento endüstrisinde kullanılan termal enerjiyi analiz etmektedir. Bu endüstride atık ısıyı geri kazanma potansiyelinin araştırılması önemli bir hedeftir. Bir çimento üretim tesisi için ana enerji kaynağı, çimento endüstrisinde kullanılan termal enerjinin yaklaşık %94'ünü oluşturan ağır akaryakıttır. Felluce'deki Beyaz Çimento Fabrikası'nda yapılan çalışma, fabrikanın klinker üretmek için ısı kaynaklarının yaklaşık %50'sini tükettiğini ve kalan kısmının ise yeniden ısıtmadan çıkan egzoz gazları ve klinker ızgara havası yoluyla kullanılmadan çevreye atıldığını göstermiştir. Atık ısı geri kazanım projesinin temelleri, hava söndürmeli soğutucu (AQC), süspansiyonlu ön ısıtıcı (SP) ve organik Rankine çevrimi, tek bir buhar flaş çevrimi ve bir çift basınçlı buhar çevrimi gibi kojenerasyon çevrimleridir. Enerji ve ekserji analizi, yukarıda bahsedilen çevrimler için üretim tesislerinin performansının değerlendirilmesi için en güçlü araçtır. Sonuçlar, tek buharlı flaş çevriminin, güç çıkışı ve termal ve ekserji verimliliğinde en iyi performansı kojenerasyon çevriminin gösterdiği ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak, bir çift basınçlı buhar çevriminden %33.18ısıl verimlilikte ve %51.17 ekserji verimliliğinde 14095 kW güç üretimi gerçekleştirilebileceği hesaplanmıştır.