Akışkan Yatak Kazanlı Bir Buhar Tesisinin Modellenmesi Ve Kullanılabilir Enerji Analizi

Abstract

Bu çalışmada; kömürün verimli ve temiz bir şekilde yanmasını sağlayan, İzmir ili Torbalı ilçesinde faaliyet gösteren, 12000 kg/h buhar kapasiteli akışkan yataklı bir buhar üretim tesisin ısıl modellemesi yapılmıştır. Tesis; yanmanın ve ısı geçişinin geçekleştiği akışkan yatak, buhar üretiminin yapıldığı ve yine ısı geçişinin gerçekleştiği skoç kazan ve kazan besi suyunun ısıtıldığı ekonomizerden oluşmuştur. Ayrıca yardımcı eleman olarak fanlar, pompalar, siklon ve baca modele dahil edilmiştir. Sistemi oluşturan elemanlarda ve sistemin genelinde kullanılabilir enerji analizi yapılmış, oluşan tersinmezliklerin yerleri ve büyüklükleri tespit edilmiştir. Hazırlanan modelin doğruluğu; tesiste yapılan sıcaklık, baca gazı emisyonu ve buhar debisi ölçümleri ile kontrol edilmiştir. Modelin; sistem sıcaklık, baca gazı emisyon ve buhar debisi değerlerini sırasıyla en fazla %3.03, %14.02 ve %4.03 hata ile tanımlayabildiği görülmüştür. Geçerliliği gösterilen modele uygun olarak hazırlanan bilgisayar programı sayesinde hava fazlalık katsayısının, elde edilmek istenen buhar basıncının, çevre sıcaklığının ve kömür cinsinin değişiminin sistemin birinci ve ikinci kanun verimine olan etkisi incelenmiştir.

In this study, a model is developed for a 7.7 MW capacity steam plant established in Torbalı, İzmir. It involves a fluidized bed, a waste heat boiler and an economizer as subsystems. Also fans, pumps, cyclone and chimney are also considered through the analysis as auxiliary systems in the thermal plant. The exergy analysis of the whole system and subsystems has been evaluated by considering the available energy balance. In this analysis the amount of irreversibility occurred in the system are determined at each location. Simulation results are compared with the test results obtained from the measurements at several locations in the system and good agreement is observed. These measured values are the temperatures at three levels in the fluidized bed coal combustor and boiler, economizer exit temperatures as well as flue gas composition at the boiler exit and steam flow rate. The maximum error observed in temperature values and steam flow rate is about 3.03 % and 4.03 % respectively. Through the developed and validated model; effects of excess air, steam pressure, environmental temperature and coal type on first and second law efficiency of the subsystems and overall system are investigated.