SANAYİDE ENERJİ TASARRUF POTANSİYELİ-II
Durmuş KAYA * , Cengiz GÜNGÖR **
Bir önceki çalışmada sanayi tesislerinde tasarruf edilebilecek enerji miktarı ile bunun mali değerinin hesabı için gerekli prosedürlerden; yüksek verimli motor kullanılması, basınçlı hava sistemlerinde düşük basınçlı hava kullanılması, basınçlı hava sistemindeki kaçakların önlenmesi ve kompresör emiş havasının dış ortamdan alınması durumlarında elde edilebilecek tasarruf imkanları araştırılmıştı. Çalışmanın bu bölümünde ele alınan başlıca tasarruf imkanları ise: (1) yakma havasının ısıtılması, (2) kirlenmiş akışkandan ısı geri kazanımı, (3) sıcak ve soğuk yüzeylerin izolasyonu, (4) boşta çalışma süresinin azaltılması, (5) standart V-kayışları yüksek verimli olanlar ile değiştirilmesidir. Her bir tasarruf potansiyeli için; Türkiye’nin değişik illerinde ve ABD’nin Arizona ve Nevada eyaletlerindeki farklı sanayi tesislerinde gerçekleştirilmiş enerji tasarrufu çalışmalarından örnekler verilmiştir. Bu örneklerde tasarruf miktarı, tasarrufun mali karşılığı, yatırım tutarı ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır.
Anahtar sözcükler : Enerji tasarrufu; enerji etüdü; yakma havasının ısıtılması, izolasyon, yüksek verimli kayış, boşta çalışma, ısı geri kazanımı.
The energy saving methods that we investigated in the previous study were: installing high efficiency motors, repairing air leaks, using low pressure air for the compressed air systems and providing the compressor inlet air from outside. These methods are used to evaluate the energy amount that can be saved in the industrial plants and its financial value. In this study, the energy saving methods that we investigate are: (1) preheating the combustion air, (2) recovering the heat from the waste fluid, (3) insulating hot and cold surfaces, (4) reducing the unload time, (5) changing the standard V-type belts with high efficiency belts. For each method, examples are given from different cities of Turkey and from Arizona and Nevada in USA. In these examples, the amount of the saved energy, financial evaluation of this energy, investment cost and pay back period are calculated.
Keywords: Energy saving; energy audit; preheating the combustion air, insulation, high efficiency belt, unload work, recovery the heat
* Dr. TÜBİTAK – MAM Enerji Sistemleri ve Çevre Arş. Ens.
** Mak. Yük. Müh., MAM Enerji Sistemleri ve Çevre Araştırma Enstitüsü
GİRİŞ
POTANSİYEL ENERJİ TASARRUF ALANLARI
Yakma Havasının Isıtılması
Tesislerde atık ısıların değerlendirilebileceği önemli bir alan da, tesiste bulunan kazan veya fırınlarda kullanılan yakma havasını ısıtılarak kullanılmasıdır. Yanma havasının her 28°C sıcaklık artışında yanma verimi de yaklaşık olarak 1% oranında artmaktadır (Sanayide Enerji Yönetimi,1997). Yapılan bir çalışmada, bir tesiste atmosfere atılan üretim fazlası 14911 kg/saat debideki buharın (350 kPa basınç ve 428.16 K sıcaklığında), tesisteki fırınların yanma havasının ön ısıtılmasında kullanılması durumunda yıllık 1.093.570 $ enerji tasarrufu sağlanacağı hesap edilmiştir. Bu yatırımın geri ödeme süresi ise sadece bir ay olarak hesaplanmıştır (Kaya D, 1996, Saraç H.İ. ve diğerleri 1997).
Kazan yakma havasının ön ısıtılması sonucunda sağlanacak enerji tasarrufu miktarları aşağıda eşitlikler kullanılarak hesap edilebilir:
Yıllık Yakıt Tasarrufu = Yıllık Yakıt Tüketimi ´ [1 – (hm ¸ hh)] (1)
Hedeflenen Kazan Verimi (hh) =hm + (VK ´ DT) (2)
Burada; hm mevcut kazan verimi, hh hedeflenen kazan verimi, VK verim artırma katsayısı, DT mevcut ve hedeflenen hava sıcaklıkları farkı (°C)’dır.
Yıllık tasarrufun mali karşılığı:
Yıllık Tasarruf Mali Bedeli = Yıllık Yakıt Tasarrufu ´ Birim Yakıt Bedeli (3)
Örnek: Bir fabrikada kullanılan iki adet kazanın baca gazlarının çıkış sıcaklığı 245-250 °C’dir. Bu kazanlarda yakıt olarak fuel oil 6 kullanılmakta olup, birim fiyatı 0.19 $/kg, yıllık kullanılan yakıt miktarı ise 2.169.715 kg’dır. Kazanların yanma verimi yapılan gaz analizleri ile %86 bulunmuştur.Bu kazanlarda kullanılan yanma havasının baca gazıyla ısıtılması durumunda yapılacak enerji ve mali tasarruflar, yatırım miktarı ve yatırımın geri ödeme süresi nedir?
Çözüm: Baca gazları ile ısıtılmış sıcak hava brülör hava girişine bir hava kanalı ile taşınabilir. Baca çıkış gazını yakma havasının ısıtılmasındasın da kullanılması durumunda, yanma havası sıcaklığı rahatlıkla 55-60°C kadar yükseltilebilir. Örneğin verimde %2’lik bir artışın sağlanması için kazan yakma havası sıcaklığının 56°C yükseltildiği kabulünden hesapları yapalım. Basit bir hava kanalı yardımı ile baca cidarında ısınmış olan sıcak havanın brülör hava girişine verilmesi ile yakma havası sıcaklığı 56°C yükseltilecektir.
Kazanların yanma verimi, cidar ve blöf kayıpları için %3-4 ilave kayıp olacağı düşünülerek her iki kazanın için ortalama verimi %82 alınabilir. Hedeflenen kazan verimi 2 nolu eşitlikten:
Hedeflenen Kazan Verimi = %82+ ((1 ¸ 28°C) ´56 °C)
= %84
Yıllık yakıt tasarrufu ve bunun mali karşılığı ise 1 ve 3 nolu eşitliği kullanarak aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Yıllık Yakıt Tasarrufu = 2.169.715 kg/yıl ´ [1 – (0.82 ¸ 0.84)]
= 51.660 kg/yıl (490,8 Gcal/yıl)
Yıllık Mali Tasarruf = Yıllık Yakıt Tasarrufu ´ Birim Yakıt Bedeli
= 51.660 kg/yıl ´ 0.19 $/kg
= 9.920 $/yıl
[Devamini Okuyun…]