i j z . Doç. Dr. Galip Temir Yıldız Teknik Ünv.Mak.fak.Mak.Müh.Blm. M1 9ü7 h8 eynıdl ıins dl iağ iİ DBMö lMü mAü, nMd ae kLi nie sÜannisv,e1r9s i8t e9syi , ıMl ı nüdhaeYn dı lids lıizkTFeakknüilk mt e süi ,, lMs ı avkei nPer oMs eüshDe nadl ıins ldi ağ ni BDöol kü h ı e lD d n ı a d z l i T ı s n l e i d ğ k a i n B D ik ö o Ü l ç ü e n m n i t v ü D e , r T o s k e it r t e o m s r i o , U d Mn i v n a a a k m n i ı n n ik e ı Anabilim Dalında görev yapProf. Dr. Olcay Kıncay Yıldız Teknik Ünv.Mak.fak.Mak.Müh.Blm. M1 9 ü8h1 e ny dı liısnl idğai İbDö lMü mMüAn d, eMl iaska innsa, M1 9ü9h1 eynıdl ıinsdl iakYFıal dkıüzl Üt ens ii,vMe r saikt ei ns ia, MP r üo sheesnddai lsılni dğai DBoökl üt omr aü v, eI slı 9 9v4e My ı laıkn di naa YMı lüd hı ze nTdeiks lni iğki ÜBnöilvüemr süi,t eTs ie, r mMoadkiinnaamFiakk üv let eIssiı, T2 0e 0k 3n iyğ iı lAı int iabbairliiyml eDParloı fnedsaö rDUonçve na tn ıDaol aknt oOr lUcnavyaKn ıı nacl da yı . halen aynı Anabilim Dalında görev yapmaktadır. ÖZET Yakıtların kimyasal enerjisini ısı enerjisine dönüştüren buhar kazanlarında termik verim günümüzde termodinamiğin !.kanununa göre hesaplanmaktadır. Gerçekte, enerjinin miktarı kadar kalitesinin de önemli olduğu düşünülecek olursa, termodinamiğin il.kanununa göre de verim hesabı yapmak gerekir. Bu çalışmada, aynı buhar kazanı ve ayni işletme şartlarında hemfuel-oil no. 6, hem de doğal gaz yakılması durumunda termodinamiğin !. ve II. kanunlarına göre verimliliğin nasıl hesaplanacağı gösterilmiştir. Endüstriden üç yollu, skoç tipi, gaz borulu buhar kazanı değerleri alınarak her iki kanuna göre verimlilik hesaplanmış ve bulunan değerler irdelenmiştir. ABSTRACT Currently, the ıhermal efficiency in steam boilers, /hat convert chemical energy into thermal energy, is calculated using the firsı law of ıhermodynamics. However, when the qualiıy of energy as we/1 as its quanlity is laken in/o account, the thermal efficieııcy shoııld also beller be calculated using the second law of ıhermodynamics. in this work, thermal efficieııcy is calculated using both ıhe firsı and second /aws of ıhermodynamics for the same sıeam boiler under the same operaling conditions for tlıe combusıion of two difefrent fuels: fuel-oil no. 6 and na/ura/ gas. The necessary values for cerlain parameters are obtained froıh the indııstry for a scoıch type three-pass gas piped steam boi/er. The ıhermal efficiency is ca/cu/ated using ıhese values and app/ying both the first and second laws of thermodynamics. The obtained va/ues are studied as a conclusion. Keywords: second law of thermodynamics, exergy analysis, steam boilers. 98 .., FUEL-OiL ve DOGAL GAZLA ÇALIŞAN BUHAR KAZANLARINDA . . "" . TERMODINAMIGIN • • • •• iKiNCi KANUNUNA GORE • • • • • VERiMLiLiK ANALiZi Efficiency Analysis in Fuel Oil and Natura! Gas Fuelled Steam Boilers According To Second Rule of Thermodynamics 1. Giriş Ülkemizde kullanılmakta olan fosil yakıtların endüstride maksimum verimle yakılabilmesi için proseslerde optimal tasarıma gidilmesi gerekir. Optimal tasarıma ise termodinamiğin il. kanun analizi ile ulaşılabilmektedir. Bu çalışmada, küçük ve orta sanayii de kullanılan [1) gaz borulu kazan örneği, hem fuel-oil no.6 ve hem de doğal gazla yanmaya göre ayrı ayrı incelenmiştir. 2. Termodinamiğin il. Kanun Analizi Bilindiği gibi termodinamiğin 1. kanunu enerji korunumundan bahseder. Bu kanuna göre bütün proseslerde enerjinin toplamı sabittir. Enerji türleri ise üç gruba ayrılır [2) : 1. Diğer enerji türlerine sınırsız olarak dönüştürülebilen enerji (örneğin mekanik enerji ve elektrik enerjisi), 2. Diğer enerji türlerine sınırlı olarak dönüştürülebilen enerji (örneğin iç enerji ve ısı enerjisi), 3. Diğer enerji türlerine dönüştürülmesi olanak dışı olan enerji (örneğin çevrenin iç enerjisi). Bütün bu enerji türleri, birbirlerine dönüştürülebilme imkanlarına göre de iki kısımda incelenir: Verilmiş bir ortamda olarak elde edilecek maksimum iş miktarıdır. Proses tasarımlarında enerjinin cinsi, kalitesi ve miktarı kadar, verimsizliklerin hangi aşamalarda gerçekleştiği de tasarımların tesbiti ve iyileştirilmesi yönünden önemlidir. Bu da bizi ekserji analizine götürür [3,4,5). Ekserji analizi sayesinde optimal tasarımlara yaklaşılabilir. Ayrıca tüm akı olaylarında, iş ve ısı transferinde, enerji dönüşümlerinde, kimyasal proseslerde bir fiyat belirlenmesini de sağlar. Termodinamiğin 1. kanununa göre kazan verimi : _ Qsu Tir.kazan- B * H h u (1) olup termodinamiğin il. kanununda kazan verimi ise aşağıda verilen ifadeden hesaplanır: _ �Esu T/nkazan- -E-yakit (2) 3. Gaz Borulu Kazan Uygulaması Ekserjinin proseslerde kullanımına örnek olarak, hem fuel-oil no.6 hem de doğal gaz yakan, üç yollu, skoç tipi, gaz borulu buhar kazanı seçilmiştir[1). Bu kazan ait veriler Tablo 1 'de gösterilmiştir. diğer enerji türlerine dönüşebilen enerjiye "ekserji", dönüştürülemeTablo 1. Fuel-oil no.6 ve doğal gaz yakan gaz borulu yen enerjiye ise "anerji" denir. Termodinamiğin il. kanunu ise tersinir proseslerde ekserji miktarının sabit kaldığını, bütün tersinmez proseslerde ise ekserjinin bir kısmının anerjiye dönüştüğünü açıklar. Tanım olarak ekserji, tersinir bir proses sonucunda çevre ile denge sağlandığında kuramsal buhar kazanı verileri. P = 18bar A. FQ= 1.18 FKos= 67.76 m2 Oh= 6.4 Uh AoG= 1.10 Fu 08= 70.93 m2 Doymuş kuru buhar Kw = 0.001 d; / d d = 70 / 76 to = 102°C F KH= 17.07 m2 L Kos= 4512 m llF = 0.99 FcH = 6.84 m2 Lu08= 5353 m lw= 40°C Not : Buhar tablolarından bu verilere göre alınan değerler hb = 2796 kJ/kg h0 = 427.50 kJ/kg sb = 6.3555 kJ/kg K s 0 = 1 .3294 kJ/kg K t. = 209.74°C
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=