Bir petrokimya fabrikasındaki doğal gaz fırınının ısıl verimliliğinin iyileştirilmesi

Çalışma iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısmında İzmir'de bir petrokimya fabrikasında mevcut bulunan aromatik hidrokarbon fırının ısıl veriminin arttırılması hedeflenmiştir. Sistemde yer alan mevcut hava ön-ısıtıcısı (APH) ile baca gazı çıkış sıcaklığı 259C'ye düşürülebilmektedir. Verimin arttırılması için bu sıcaklığın daha da düşürülmesi gereklidir. Bu amaçla iki yöntem ele alınmıştır: 1) Mevcut APH'de alan artışı, 2) APH sonrasına konulacak atık ısı kazanı (WHB). Yapılan hesaplamalar sonucunda ilk yöntemin ekonomik açıdan uygun bulunmadığı görülmüş, kayda değer yakıt tasarrufunun ancak çok yüksek alan artışlarıyla sağlanabileceği sonucuna varılmıştır. Öte yandan ikinci yöntemde; tesisin ihtiyacına yönelik miktarda düşük-orta basınçlı buhar üretiminin APH'ye kıyasla toplamda daha küçük ısı transfer alanı gerektirdiği ve sistemin toplam veriminin bu yöntemle daha düşük maliyetlerle, daha yüksek değerlere çıkabileceği tespit edilmiştir. Çalışmanın 2. kısmında ise gerçek işletme verileri kullanılarak sistemin klasik ve ileri ekserji analizi yapılmıştır. Fırının klasik ekserji verimi % 41.4 olarak hesaplanmış; ileri ekserji veriminin ise yapılacak uygun modifikasyonlarla ancak % 52.4'e çıkabileceği görülmüştür. Hava önısıtıcısının ekserji verimi % 37.0 olarak bulunmuş, ileri ekserji analizinde kaçınılabilir kayıpların belirlenmesiyle birimin ekserji veriminin % 83.5'e çıkabileceği sonucuna varılmıştır. Aynı şekilde alternatif atık ısı kazanı için klasik ekserji verimi % 45.7 iken ulaşabileceği maksimum ekserji verimi % 62.8 olarak hesaplanmıştır.