Ön ısıtıcı ve kalsinatörlü çimento fabrikasına ait döner fırın prosesi üzerinde enerji ve ekserji analizlerinin uygulanması

Abstract

Enerji tüketiminde en büyük pay, yüksek enerji maliyetleri ile sanayi sektörüne aittir. En çok enerji tüketen sektörlerden biri çimento endüstrisidir. Hızla gelişen dünyada hızla artan sanayileşmenin doğal bir sonucu olarak çimento sektörüne yönelik artan talep, bu sektörde kullanılan enerjinin de artmasına sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra, enerjinin etkin kullanımı daha da önem kazanmaktadır. Bu nedenle çimento sektöründe üretilen ve üretime karşılık tüketilen enerjinin takibi büyük önem taşımaktadır. Dünyadaki diğer ülkelerde olduğu gibi, Türkiye'de de çimento sektöründe büyük miktarda enerji kullanılmaktadır. Toplam sisteme giren enerjinin ne kadar etkin kullanıldığının belirlenmesi söz konusu olduğunda enerji verimliliği büyük önem taşımaktadır. Enerji verimliliğinin belirlenmesi, daha kontrollü ve bilinçli enerji kullanımını sağlayacaktır. Enerjiyi etkin bir şekilde tasarruf etmek için enerji kayıplarının yaşandığı aşamanın tespiti ile, bu kayıp enerjilerin geri kazanımı için alternatif yöntemler sunulabilecektir. Bu çalışmada, bir çimento fabrikasında döner fırının enerji ve ekserji analizi dahil olmak üzere termodinamik analizler yapılmıştır. Bu nedenle çimento üretim prosesi için kütle ve enerji dengeleri hesaplanmıştır. Tüm veriler temel olarak saat alınarak değerlendirilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre, enerji verimi % 62, ekserji verimi ise % 36 olarak bulunmuştur. Ayrıca enerji ve ekserji sonuçları kullanılarak yakıt enerjisi tükenme oranı, verimlilik eksikliği oranı, iyileştirme potansiyeli değerleri hesaplanmıştır.

The biggest share of energy consumption belongs to the industrial sector with higher energy costs. One of the most energy-consuming industries is the cement industry. Increasing demand for cement industry in the rapidly developing world as a natural result, the energy used in this sector also increases. In addition, the effective use of energy is becoming more important. For this reason, it is important to follow the energy produced and consumed in the cement sector. The cement sector in Turkey as well as in other countries of the world uses large amounts of energy. Energy efficiency has great importance in determining how much of the energy entering the total system is being used effectively. If energy efficiency is determined, more controlled and conscious energy use will be achieved. In order to save energy effectively, the phase in which the energy losses has to be determined, so alternative proposals will be presented for the recovery of these lost energies. This study focuses on making thermodynamic analysis including energy and exergy analysis of a rotary kiln in a cement factory. For this reason mass and energy balances of the cement production process were calculated. All data evaluated for per hour basis. According to the calculations, energy yield % 62, exergy yield %36 was found. In addition, energy and exergy results are used to calculate the fuel consumption rate, efficiency loss ratio and improvement potential values.