Alçı üretimi yapan bir tesisin enerji ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemiyle performansının değerlendirilmesi

Bu tez kapsamında, alçı üretimi yapan bir fabrikada ısıl işlemlerin gerçekleştiriği endüstriyel fırınların termodinamik ve döner fırının sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Enerji, ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemleri, söz konusu işletmede bulunan perlit patlatma ve döner fırın proseslerine uygulanmıştır. Bu analizlere ilave olarak, döner fırının sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. İşletmedeki perlit fırını, yapılan bir ön analiz ile yeni bir perlit fırını ile değiştirilmiştir. Analizlerde eski ve yeni perlit fırını olarak adlandırılak, elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. Eski perlit genleştirme fırınının enerji verimi % 66 iken, ekserji verimi ise % 26 olarak hesaplanmıştır. Yeni perlit fırının enerji verimi % 69, ekserji verimi ise % 37 olarak hesaplanmıştır. Döner fırının enerji verimi % 69 olarak belirlenmiştir. Döner fırının ekserji verimi ise % 16 olarak hesaplanmıştır. Doğal gazın birim ekserji maliyeti, eski perlit fırını için 13.601 $/GJ, yeni perlit fırını için 12.345 $/GJ olarak hesaplanmıştır. Her iki fırına giren yakıt ekserji maliyetleri, sırası ile 57.287 $/h ve 53.651 $/h olarak hesaplanmıştır. Ekserji kavramı temelinde üretim maliyeti, eski perlit fırını için 0.153 $/kg iken yeni perlit için 0.100 $/kg olarak hesaplanmıştır. Eski perlit fırınının eksergoekonomik faktörü % 45 iken, yeni perlit fırınının eksergoekonomik faktörü % 70 olarak hesaplanmıştır. Döner fırında tüketilen doğal gazın birim ekserji maliyeti 13.7606 $/GJ iken, ekserji maliyeti 218.1457 $/h olarak hesaplanmıştır. Döner fırının eksergoekonomik faktörü % 70 olarak hesaplanmıştır. Alçı tozunun üretim maliyeti, 0.03097 $/kg olarak belirlenmiştir. Döner fırının sayısal modellemesinden elde edilen sonuçlar gösteriştir ki, mevcut çalışma koşulları için döner fırın içerisindeki en yüksek sıcaklık 1868.64 K değerine ulaşmıştır. İkinci analizden elde edilen analizler göstermiştir ki, döner fırın içerisindeki en yüksek sıcaklık 2437.77 K değerine ulaşmıştır. Yeni, eski perlit fırınlarının ve döner fırının enerji ve ekserji analizleri göstermiştir ki, analizlerde göz önüne alınan proseslerden yüksek miktarlarda enerji verimliliği sağlanabilir. Ekserji analizlerinden elde edilen bulgular, eksergoekonomik analizden elde edilen bulgular ile de desteklenmiştir. Döner fırının gerçekleştirilen sayısal analizleri ile verimsiz çalışma koşullarında çalıştığı ortaya koyulmuştur.