Avrupa Birlii Katlm ncesi Yardm Arac IPA Enerji
Avrupa Birliği / Katılım Öncesi Yardım Aracı (IPA) Enerji Sektörü Teknik Yardım Projesi ESKI Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. ENERJİ HİZMET ŞİRKETLERİ (ESCO) EĞİTİMİ Kısım E: Proses Teknolojileri Demir ve çelik endüstrisinde S 5. 8 EV imkanları <Yer, tarih> - -
Sunum İçeriği Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. 1. Genel arka plan 2. Demir ve Çelik üretim prosesi 2. 1 Kok üretimi 2. 2 Sinter tesisi 2. 3 Demir üretimi 2. 4 Çelik üretimi 2. 5 Döküm 2. 6 Haddeleme ve Bitirme 3. Enerji Verimliliği İmkanları 4. Sonuçlar Bu sunumda demir ve çelik üretim prosesi ayrıntılı olarak analiz edilmiş ve yukarıda adı geçen endüstrilerde uygulanabilecek potansiyel enerji verimliliği imkanlarının altı çizilmiştir. -2 - Sxx
Sunum İçeriği Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. 1. Genel arka plan 2. Demir ve Çelik üretim prosesi 2. 1 Kok üretimi 2. 2 Sinter tesisi 2. 3 Demir üretimi 2. 4 Çelik üretimi 2. 5 Döküm 2. 6 Haddeleme ve Bitirme 3. Enerji Verimliliği İmkanları 4. Sonuçlar -3 - Sxx
1. Genel arka plan - 1 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • Dünya demir ve çelik endüstrisi, en büyük enerji tüketicilerinden biridir ve küresel C 02 salınımlarının %3 -5’ini oluşturur (IEA 2007) • Çelik üretimi için ortalama enerji yoğunluğu, ham çeliğin tonu başına 20 GJ’dir (Dünya Çelik Birliği) • Enerji maliyetleri toplam çelik üretiminin %20 -25’i kadardır ve maliyetler, çelik üreticileri tarafından yönetilmesi gereken en önemli konulardan biridir • Üretilmiş çeliğin tonu başına düşen enerji tüketim miktarı geçtiğimiz 50 yılda %60 oranında azalmış olmasına rağmen, sektörde hala %15 -20 oranında ilave gelişme için imkan bulunmaktadır • 2015’te dünya çelik endüstrisi, 1. 621 milyon ton ham çelik üretti (Dünya Çelik Birliği) -4 - Sxx
1. Genel arka plan - 2 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • 2015’te Türk demir ve çelik endüstrisi, 31. 5 milyon ton ham çelik ile dünya sıralamasında 9. sırada yer aldı (Dünya Çelik Birliği) • Türkiye’de 19 elektrik ark ocağı (küçük fabrika) ve 3 entegre tesis (KARDEMIR, ERDEMIR ve ISDEMİR) bulunmaktadır World total 1, 665 million tonnes 6, 40% 2, 30% 7, 20% 10, 20% • Üretim süreçleri açısından %88’i 5, 70% Elektrik Ark Ocağı (EAF) çeliği ve %12’si Bazik Oksijen Fırınıdır (BOF) -5 - 49, 40% 12, 20% 6, 60% Sxx Çin Japonya Diğer Asya Diğerleri AB-28 Diğer Avrupa CIS NAFTA
1. Genel arka plan - 3 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Çelik üretiminde başta gelen ilk 10 ülke (milyon ton) Ülke Üretim Çin 803. 8 Japonya 105. 2 Hindistan 89. 4 ABD 79. 9 Rusya 70. 9 Güney Kore 69. 7 Almanya 42. 7 Brezilya 33. 3 Türkiye 31. 5 Ukrayna 23. 0 -6 - Kaynak: Dünya Çelik Birliği Sxx
Sunum İçeriği Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. 1. Genel arka plan 2. Demir ve Çelik üretim prosesi 2. 1 Kok üretimi 2. 2 Sinter tesisi 2. 3 Demir üretimi 2. 4 Çelik üretimi 2. 5 Döküm 2. 6 Haddeleme ve Bitirme 3. Enerji Verimliliği İmkanları 4. Sonuçlar -7 - Sxx
2. Demir ve Çelik üretim prosesi -1 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Çelik üreten tesisler, kabaca 2 farklı gruba ayrılabilir: entegre tesisler (ana çelik üreticileri) ve küçük fabrikalar (ikincil çelik üreticileri) Entegre tesisler: bütün üretim aşamaları (kok üretiminden ürün bitirmeye kadar), demir cevheri ve koku çeliğe dönüştürmek için Yüksek Fırın (BF) ve Bazik Oksijen Fırınları (BOF) kullanılarak gerçekleştirilir Küçük fabrikalar: çoğunlukla çelik ocakları (elektrik ark ocağı - EAF), haddeleme ve bitirme olanakları olan tesisleri içermektedir Küçük fabrikalar aslen hurda ve yalnızca kısmen ham demire dayalı çalışmaktadır Mevcutta dünya çapında çelik üretimi için dört yöntem kullanılmaktadır: • yüksek fırın/bazik oksijen fırını (klasik yöntem) • hurdanın doğrudan eritilmesi (elektrik ark ocağı) • eritmeli indirgeme • doğrudan indirgeme -8 - Sxx
2. Demir ve Çelik üretim süreci -2 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Demir ve çeliğin üretim süreçlerine genel bakış İkincil Çelik üretimi Birincil çelik üretimi Ham maddenin hazırlanma sı peletler i kömür kok peletler i geri dönüştürül müş çelik doğal gaz, yağ veya kömür Çelik üretimi kömür DR BF Demir üretimi hav a toz cevher parça cevher sinter sıcak metal oksijen geri dönüştürül müş çelik doğal gaz, yağ made n O 2 eritme baca fırın döner fırın DRI geri dönüştürül müş çelik OHF akışkan yataklı geri dönüştürül müş çelik BOF EAF Ham çelik (CS) Enerji Yoğunluğu (GJ/t): 26. 4 - 41. 6 9. 1 - 12. 5 28. 3 - 30. 9 19. 8 - 31. 2 Kaynak: Birat, 2007 -9 - Sxx
2. 1 Kok üretimi Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • Kok üretimi, entegre tesislerde, Yüksek Fırın/Bazik Oksijen Fırını (BF/BOF) teknolojileri kullanılarak üretimin ilk aşamasını oluşturur. Bu fırınların kullanımı, indirgeyici etki yaratır ve termal enerji kaynağıdır Kömür ve Kok Bölümü • Kok, kok kömürünün birkaç saat boyunca uçucu bileşiklerinden ve nemden kurtulması için 1000 - 1200 dereceye kadar ısıtılmasıyla (kok prolizi) elde edilir • Her bir ton kok için, 3. 5 - 5. 0 GJ civarında enerji ve yaklaşık 1. 6 ton kok kömürü gerekmektedir (IEA, 2009) Yüksek Fırın İşleme ve Nakliye madenden tesise Malzeme Taşıma Sistemi Baca Alanı Çelik tesisi Kömü r Made ni Kok Bacas ı • Kok üretimi, bir BF/BOF tesisinde kullanılan enerjinin yaklaşık %10’una karşılık gelmektedir (IEA, 2007) - 10 - Sxx Malzeme Taşıma Sistemi ile Nakliye Kok Fırını Tesis
2. 2 Sinter tesisi Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • Yüksek fırınlara sinter (demir cevheri, eritkenler ve kok), sinter tesisi aracılığıyla tedarik edilir • Bu malzemeler, karıştırılır ve vakumda yüksek sıcaklıkta ısıtılır (1300 – 1450 o. C). Bu işlem demir cevheri parçalarının eriyerek birleşmesine ve malzemelerin bir araya toplanmasına neden olur (sinter) • Ardından sinter, kırıcılar, soğutucular ve elekler kullanılarak işlenir ve demir yapımı için yüksek fırına gönderilir Geri Dönen Tozlar Toz Kok Cevh Mıcırı er Yanma Havası Kireç Tozu Ateşleme başlığına giden sıcak hava Sinte r Soğu tucu Sinter yatağı Çivili Kırıcı Toz giderme için sıcak hava - 11 - Cebri Çekişli Hava Kaynak: nettecnologies. co. in’den adapte edilmiştir Sxx
2. 3 Demir üretimi - 1 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • BF’de (maden eritme ocağı) demir üretimi, kazanın başında ham maddelerin sürekli olarak eklenmesini gerektiren ve süreklilik arz eden bir işlemdir Demir cevheri, kireç taşı ve kok • Modern BF’ler, 2. 000 ve 6. 000 m 3 kapasiteye sahiptir maden eritme ocağı • Demir üretimi, çeliğin ton başına üretimi için yapılan toplam maliyetin %55’ine tekabül eder ve en büyük maliyet kategorisini oluşturur (Madar, 2009) sıcak hava erimiş demir • Eritilmiş demir kalıpların (ingot) içinde kalıba dökülür (ham demir adıyla bilinir) veya doğrudan bir çelik fırınına gönderilir - 12 - cüruf Sxx
2. 3 Demir üretimi - 2 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • İzabe indirgeme prosesi, kömür gazlaşması ile demir cevherinin eriyik indirgemesini kombine eder MIDREX Prosesi Demir Oksit • Kok üretimine gerek olmadığından ve cevher hazırlığına olan gereksinim azaldığından, izabe indirgeme işleminin enerji yoğunluğu, BF’nin enerji yoğunluğundan daha düşüktür Baca Gazı Doğal gaz • Direkt İndirgeme Demir Üretimi (DRI), yakıt olarak kok yerine gaz kullanılan yeni bir prosestir • DRI tesisleri, geleneksel entegre tesislerden daha az sermaye yatırımı gerektirir; daha küçük üretim hacimlerinde verimliliği daha yüksektir ve hem entegre tesislerde hem de küçük fabrikalarda hurdanın yerine kullanılabilir • DRI üretimde en yaygın kullanılan teknolojiler, MIDREX ve HYL III teknolojileridir. Her ikisi de doğal gaz kullanmaktadır (IEA, 2007) Ana Hava Fanı Baca Fırını Üst Gaz Yıkayıcı Proses Gazı Kompresörl eri Reform er İndirgeyici Gaz Yakıt Gaz Doğal Gaz + O 2 Yakıt Gaz Sıcak Nakliye Doğal gaz Boşalt ma Bacas ı Isı Geri Kazanımı Gaz Besleme HDRI Yanma Havası Sıcak Nakliye Bandı DRI Soğutuc Briket Makine u DRI Deposu Tahliye Seçenekleri - 13 - 100 m’den kısa mesafe EAF=Elektrik Ark Ocağı HOTLINK 40 m’den kısa mesafe HBI Deposu Sıcak Nakliye Aracı 100 m’den fazla mesafe Bilgiler Midrex’ten alınmıştır Sxx
2. 4 Çelik üretimi (BF/BOF) Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • BF/BOF, çelik üretimindeki en yaygın prosestir • Yüksek kaliteli kok ile beslenen bir yüksek fırın, daha az kok gerektirir, daha yüksek kaliteli talep yaratır ve daha üst seviyede verimlilik sağlar • 1 ton çelik üretmek için yaklaşık 600 kg kok (770 kilo civarında kömür) kullanılır • Modern BOF’ler döngü başına 350 tona kadar demir üretebilir • BOF işletmeleri, ocaktan çıkan kimyasal enerji geri kazanılıp değerlendirilebilirse net bir enerji üreticisi olabilir Bazik Oksijen Fırını Prosesi çıkış gazı bacası Eritme silosu oksijen üfleme borusu eğilebilir dönüştürücü Sıvı çelik potası Hurda yükleme kutusu Demir yükleme potası Yükleme koridoru ocak koridoru Kaynak: Britanica Ansiklopedisi’nden uyarlanmıştır - 14 - Sxx potadan kalıba döküm koridoru
2. 4 Çelik üretimi Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • EAF’ler veya mini fabrikalar demir üretimi yapmazlar, bu da ham madde ihtiyaçlarını ve bunların işlenmesi proseslerini ortadan kaldırır • EAF çelik hurdası ile yüklenir Güç kabloları Elektrotlar Demir cevheri kapağı Kireç ve diğer malzemeler Oksijen girişi Cüruf atma kapısı Erimiş demir için döküm yolluğu • Endüstriyel ark ocaklarının kapasitesi 1 ton ila 400 arasında değişmektedir • 1 ton çelik üretmek için yaklaşık 150 kg civarında kömür kullanılır Demir cevheri - 15 - Sxx
2. 5 Döküm Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Döküm, sıcak çeliğin pazarlanabilir ürünlere dönüştürüldüğü aşamadır Döküm aşağıdaki şekillerde yapılabilir: • dizi halinde (kalıp/ingot üretimi) • sürekli (yassıkütükler) Pek çok fabrikada döküm işlemi sürekli döküm makinelerinde gerçekleştirilir Potası Döküm Teknesi Erimiş Katı Kütük Erimiş Çelik Erimiş Bakır Bekletme Fırını Kalı p İkincil Soğutma Batık Giriş Ağzı Alüminyum Kalıp Likit Havuz u Püskür tmeli Soğutm soğutm a a Halat Kolu Dikey Üst yüzey Erimiş Çelik Destek makaraları Katılaşma Kabuğu Şaloma Kesme Noktası Metalürjik Uzunluk Katı Çelik Yassık ütük Katı İnce Şerit Dökümü Kavisli Kaynak: Sürekli Döküm Birliği - 16 - İkiz Makaral ar Sxx
2. 6 Haddeleme ve Bitirme Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Çelik ürünler en son şekil ve boyutlarını alırlar Yassıkütükler tav ocaklarında ısıtılır ve sıcak veya soğuk haddeleme veya bitirme haddesinde son şeklini alır Demir ve çelik üretiminden sonra enerjinin en çok kullanıldığı proses, büyük entegre çelik fabrikalarında uygulanan sıcak şerit haddeleme prosesidir Tipik enerji ihtiyaçları: • sıcak haddeleme: 2 - 2. 4 GJ/t • soğuk haddeleme: 1 -1. 4 GJ/t - 17 - Sxx
2. Spesifik Enerji Tüketimi Analizi Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. BF/BOF (GJ/t) Malzeme hazırlama Demir üretimi Sinterleme İzabe indirgeme BOF (GJ/t) 1. 9 0. 6 0. 8 BF 12. 2 İzabe indirgeme BOF 0. 6 17. 3 DRI Çelik üretimi Hurda EAF (GJ/t) 1. 9 Peletleme Koklaştırma DRI EAF (GJ/t) 11. 7 - 0. 4 EAF 2. 5 2. 4 Arıtma 0. 1 Döküm Sürekli döküm 0. 1 Haddeleme Bitirme Sıcak haddeleme 1. 8 Soğuk Haddeleme 0. 4 Bitirme 0. 1 18. 0 21. 0 18. 6 4. 3 Toplam - 18 - Sxx
Sunum İçeriği Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. 1. Genel arka plan 2. Demir ve Çelik üretim prosesi 2. 1 Kok üretimi 2. 2 Sinter tesisi 2. 3 Demir üretimi 2. 4 Çelik üretimi 2. 5 Döküm 2. 6 Haddeleme ve Bitirme 3. Enerji Verimliliği İmkanları 4. Sonuçlar - 19 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Kok Kuru Söndürme (CDG) CDQ söndürme gazının içindeki termal enerjinin geri kazanımına olanak tanır. Bu enerji daha sonra buhar ve elektrik üretimi ile kok haline dönüşebilir kömür üretiminde kullanılabilir %40’a kadar enerji tasarrufu sağlanabilir (1 ton kok başına; 1. 5 GJ/t ısı, 400 -500 kg civarında yüksek ısı buharı ve 0. 55 GJ elektrik geri kazanılabilir) Japonya’da 450. 000 t/y kok üretimi yapacak bir fabrika için yaklaşık 450 GWh/y buhar ve 150 GWh/y elektrik üretilmiştir Yatırım maliyeti 26. 6 milyon Avro, geri ödeme süresi ise 3. 6 yıldır (NEDO, 2008) Vinç Yükleyici Güç santrali Birincil toz tutucu Ön yanma odası Çelik işleri Kazan Soğutma odası Kimyasal tesisler Ön su ısıtıcısı Kova Fırlatıcı İkincil toz tutucu Taşıyıcı bant Gaz dolaşım fanı CDQ işlem akışı Kaynak: NEDO, 2006, Japonya’da Temiz Kömür Teknolojileri - 20 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Kömür Nem Kontrolü (CMC) CMC, genelde %10 veya daha fazla nem içeren kömürü, kok fırınlarına gönderilmeden önce, kurutan ve nem oranını %6 civarına getiren bir sistemdir En modern türü, akışkan yataklı CMC kullanmaktadır Toz tutucu Köm ür Taşıyıcı gaz Buhar Köm ür Tahliye Karıştırma tankı Akışkan yataklı CMC kullanmanın yararları: • %10 verimlilik artışı • %10 civarında enerji tasarrufu elde edilebilir • kok mukavemeti artışı • daha istikrarlı operasyon (NIPPON STEEL & SUMIKIN ENGINEERING CO) Tüp itici Egzos fanı Buhar Boşaltma tankı Vida besleyici Hava ısı geri kazanıcı Vida besleyici Kömür Nem Kontrol Akış Tablosu Kaynak: NEDA 2008 - 21 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Yeni nesil koklaştırma üretimi SCOPE 21 Japonya’da geliştirilmiştir Şunları sunmaktadır: • kullanılan farklı türde kömürler yoluyla esneklik • enerji, verimlilik ve çevresel performansta iyileşme Şunlar rapor edilmiştir: • koklaştırma süresi 17. 5 saatten 7. 4 saate düşmüştür, böylece verimlilik 2. 4 kat artmıştır • koklaştırma üretiminde kullanılan enerji %21 düzeyinde azalmıştır (NEDO, 2008) Sıcak tıkızlama makinesi Emisyonsuz Kömür yükleme Kömür tapası taşıma sistemi Data toplama sistemi Yüksek yalıtımlı fırın kapısı Emisyonsuz Kok boşaltımı Pnömatik ön ısıtıcı Emisyonsuz kok itme Kok haline dönüştürme odası İnce Kömür Kaba Kömür Emisyonsuz kok taşıma sistemi Kok iyileştirme odası * Orta ısı, karbonlaştırma * Çok oluklu tuğla ve ince duvar * Basınç kontrol CDQ Kok Akışkan yatak kurutucu Kok söndürme arabası SCOPE 21: Yeni Nesil Kok Üretim Prosesi Kaynak: NEDA 2008 - 22 - Sxx Yüksek ocak
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Sinter tesislerinde atık ısı geri kazanımı Hem sinter makinesinden hem de sinter soğutucudan gelen sıcak hava, geri kazanım kazanları kullanılarak buhar üretiminde kullanılabilir Sinter Tesislerinde Atık Isı Geri Kazanım Sistemleri SİNTERLEME MAKİNESİ DAVLU MBAZ Bu buhar enerji üretimi için veya proses buharı olarak kullanılabilir Japon tesislerinde 20 barda yaklaşık 170 kg buhar (0. 34 GJ/t sinter) geri kazanılmaktadır ve bu ünitelerden elektrik üretimi 30 k. Ws/t sinterdir ANA ÜFLEYİCİ DIŞA ATILAN ISI GERİ KAZANIM EKİPMANI ANA DIŞA ATILAN ISI KAZANI (JASE - W, 2012) Hollanda’da teknolojik bakımdan yenilenmiş bir tesiste, sinterin tonu başına 0. 55 GJ/t yakıt ve 1. 4 k. Ws/t elektrik üretim tasarrufu sağlandığı raporlanmıştır Teknolojik yenileme yatırım maliyeti, sinterin tonu başına 3 dolar ila 4. 7 dolar arasında değişmektedir SOĞUTUCU DIŞA ATILAN ISI GERİ KAZANIM EKİPMANI SOĞUTUCU DIŞA ATILAN ISI KAZANI DOLAŞIM FANI BUHAR SAF SU Kaynak: JP Steel. Plantech Co. HAVA GİDERİCİ TAMBU R Bu teknolojinin 3 ila 5 yıl arasında değişen bir geri ödeme süresi bulunmaktadır (ABD EPA, 2010) - 23 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Tepe gaz basıncı geri kazanım türbini (TRT) Yüksek fırınlardan çıkan gazlar 3 bara kadar basıncını ve yaklaşık 200 o. C’ye kadar sıcaklığını korur Yaş ve Kuru Tepe Gaz Geri Kazanım Sistemleri Ayırıcı vana Islak tip toz tutucu TRT sistemlerinin iki fonksiyonu vardır: Gaz tutucu • tepe basıncını kontrol etmek • türbini iterek elektrik üretimi Su TRT sistemleri, 1 ton sıcak metal başına 15 - 40 k. Ws elektrik üretebilir. Bu miktar, yüksek fırın ekipmanlarının tüm elektrik ihtiyacının yaklaşık %30’unu karşılamaya yeterlidir (IEA, 2007) Yüksek fırın Toz tutucu Toz partiküllerini kaldırmak için kullanılan yönteme bağlı olarak TRT, yaş ve kuru yöntemlere ayrılır Genellikle kuru sistemler daha az su ve elektrik harcarlar ve %25 - 30 daha fazla enerji üretirler Tepe gaz basıncı geri kazanım türbini (TRT) Kuru tip toz tutucu Kaynak: JP Steel. Plantech Co. - 24 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Toz kömür püskürtme - 25 - Torba süzgeç Toz Kömür Püskürtme Siklon Ham kömür bunkeri Şarj silosu Besleyici Hava ısıtıcı Tozlaştırı cı Dağıtıcı Nakliye hattı P. A fanı Rezervuar tank Besleme tankı Fırını Serpiştiri ci Yüksek miktarda ince kömür granülleri, demir üretimini hızlandırmak için BF’lere püskürtülür ve bu sayede koklaştırma ihtiyacı ve enerji ihtiyacı azalmaktadır PCI, metalürjik kok tahliyesinin %30 %50’sinin yerine geçer ve daha az yakıt maliyetini mümkün kılmaktadır Kömür püskürtmeye oksijen püskürtme eşlik ettiği için BF’lerin verimliliği de artmaktadır Modern BF’lerde, 170 - 200 kg/t sıcak metal toz kömür püskürtme ile sıcak metal tonu başına 286 - 320 kg kadar kok tüketiminde tasarruf sağlanmıştır (IEA, 2007) Genel itibariyle püskürtülen her bir ton kömür için yaklaşık 0. 85 ile 0. 95 ton kök üretimi tasarrufu sağlanabilir 1 ton püskürtülen kömür başına 3. 76 GJ civarında enerji tasarrufu bildirilmiştir (Worrell ve diğerleri 2010) N 2 kompresör Hava kompresörü Kaynak: NEDO, 2006. Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Hurda ön ısıtması, fırının atık ısısını hurda yüklemenin ön ısıtmasında kullanmak suretiyle EAF’lerin enerji tüketimini azaltabilir Avantajları: • 1 ton çelik başına enerji tüketiminin 40 - 60 k. Ws azalması • 1 ton çelik başına elektrot tüketiminin 0. 3 ile 0. 4 kg arasında azalması • 1 ton çelik başına refrakter tüketiminin 0. 9 ile 1. 4 kg arasında azalması • Dökümden-döküme süresinin 5 ile 8 dakika arasında azalması Kullanımını kısıtlayan dezavantajları: • kovaya hurdanın yapışması ve bu nedenle kullanıma uygun olmaması • kısa kova ömrü - 26 - Atık Gazlar Hurda Yük EAF Sxx Yükleme Kova Torbalı Süzgeç Odasına Giden Atık Gazlar
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Oksijen-yakıt brülörleri, elektriği oksijen ve hidrokarbon yakıtlarla değiştirerek elektrik tüketiminde tasarruf sağlamak amacıyla EAF’lere kurulabilir Oksijen-Yakıt tüketiminin faydaları: • Daha yüksek fırın verimliliği • Daha yüksek kalite • Ton ve bekletme süresi başına 2 ile 3 k. Ws enerji tasarrufu sağlayan daha kısa ısıtma süreleri • Daha az salınım/emisyon Genel tasarruf oranları 2. 5 ile 4. 4 k. Ws/Nm 3 oksijen püskürtme arasında değişmektedir. Genel püskürtme oranı 18 NM 3/t’dir Oksijen Yanma Havası - 27 - Fırını Yakıt Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Doğru Akımlı (DC) Ark Ocağı Yalnızca büyük ebatlı fırınlara uygulanabilir < AC fırını> DC ark ocağının faydaları: • Eski 3 -fazlı AC ark ocaklarına kıyasla %5 civarında enerji tasarrufu (1 ton çelik başına 1. 8 ile 2. 2 GJ arasında) • Daha yüksek eritme verimliliği • Daha uzun fırın ömrü • Konvansiyonel fırınlarla karşılaştırıldığında yarıya daha az elektrot tüketimi Elektrik odası Grafit fırın elektrotu elektrot <DC fırını> Elektrik odası DC reaktörü (DCL) Trans VCB Yatırım maliyeti 1 ton kapasite başına yaklaşık 6. 1 dolar, geri ödeme süresi ise 0. 7 yıldır (Schade, 1991) - 28 - Trans VCB Sağlık elektrotu Tiristor Trafo istasyonu Yüksek frekanslı filtre DC ark ocağı 3 -fazlı AC ark ocağı (eski tip) Kaynak: NEDO, 2008. Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Süreç Kontrolünün İyileştirilmesi İyileştirilmiş proses kontrolü aşağıdakiler konusunda yardımcı olabilir: • Elektrik tüketimini önemli ölçüde azaltma • verimliliği artırma • maliyetleri düşürme • ekipman ömrünü uzatma Modern kontrol sistemleri, çelik yunağı sıcaklığı, karbon seviyeleri ve hurdaya olan mesafe gibi proses değişkenlerinin gerçek zamanlı izlenmesi süreçlerini entegre eder Elektrik tasarruf oranı 1 ton çelik başına 30 k. Ws olarak tahmin edilmektedir - 29 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Sıcak şerit haddelemede proses kontrolü Dolaylı enerji tasarrufu şu yollarla sağlanabilir: • azalmış ürün ıskartaları • verimliliği artırma • çalışmama süresini kısaltma Belçika’daki bir fabrikada kurulmuş bir sistem ıskartaları %1. 5 ile %0. 2 arasında azaltmıştır ve %50’den fazla olan çalışmama süresini %6’ya kadar kısaltmıştır Iskartaları azaltmaya dayanarak tahmin edilen enerji tasarrufu, yakıt kullanımının %9’u veya yaklaşık olarak 1 ton ürün başıma 0. 3 GJ olarak gerçekleşmiştir Yatırım maliyeti 2. 8 milyon tonluk kapasiteye sahip bir sıcak şerit haddeleme için 3. 6 milyon dolarak gerçekleşmiştir. Geri ödeme süresi 1. 2 yıl olarak tahmin edilmektedir(US EPA, 2010) - 30 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Rejeneratif Brülörler Rejeneratif brülör, dışa atım gazlarının atık ısılarını fırının yanma havasını ısıtmak için geri kazanan bir ısı geri kazanım sistemidir Rejeneratif Brülörler Yakıt Rejeneratif brülörleri tav ocakları için kullanarak önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir Brülör Fırını sıcaklık Fırının türüne ve yakıtın durumuna bağlı olarak %20 - 50 arasında bir oranda enerji tasarrufu yakalanabilir Japonya’da saatte 110 ton kütük ısıtma yapan bir sistem için yılda 1900 -2390 GJ enerji tasarrufu yapıldığı bildirilmiştir(NEDO, 2008) Seramik Rejeneratör Egzoz gazı Kütük ler Ha va Anahtar valfi Kaynak: APP, 2010 Yüksek sıcaklıkta yanmayla %50’ye varan NOx tasarrufu mümkündür - 31 - Seramik Rejeneratör Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Baca gazı kontrolü, pompa ve fanlarda VSD’lerin kullanımı VSD kullanımının faydaları: • talep koşullarına daha iyi ve daha hızlı eşleme sağlayan fan/pompa çıktıları • daha kısa akış oranı sayesinde enerji tüketiminde önemli ölçüde tasarruf • verimlilik, proses kontrolü ve ürün kalitesinde toplam iyileşme Enerji tasarrufu potansiyeli 1 ton ürün başına 0. 02 GJ olarak tahmin edilmektedir (ABD EPA, 2010) Elektrik tasarrufunun, pompa enerji tüketiminin %20 ile %50’si arasında olması beklenmektedir (Worrell ve diğerleri, 2010) - 32 - Sxx
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Su Yönetim Programı • Su yönetimi programı, sürdürülebilir su verimliliği ilerlemesini sağlayan en başarılı ve maliyet etkin yollardan biridir. • Bu program ilerlemelerin sürekli olarak tanımlanmasını ve süregelen bir şekilde uygulanmasını sağlar • Su kullanımını ve buna bağlı olarak maliyetleri azaltmanın yanı sıra, su yönetiminin diğer faydaları; işletmelerin su rezervlerinde güvenlik ve sürdürülebilir su kullanımı politikalarının sergilenmesi vasıtasıyla kontrolörlerle, çalışanlarla ve kamuyla daha iyi ilişkiler kurmayı içerir Sıcak haddeleme atık su Yüksek Dönüştürücü Vakumlu Sürekli döküm ocak gaz giderme Kalıp yapımıIsıl işlem fırını Blum makinesi Sürekli döküm atık suyu Dönüştürücü gaz temizleme atık su Isıl işlem fırını Bitirme haddesi Hazırlama haddesi Sıcak haddeleme atık su Ürün - 33 - Kaplama aracı Kaplama atık su Soğuk haddeleme makinesi Dekapaj aracı Soğuk haddeleme atık su Dekapaj atık su Sxx Ürün
3. Enerji Verimliliği İmkanları Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Yatay Teknolojiler Demir ve çelik sanayisine özel olmamakla birlikte, enerji tüketimi açısından önem taşıyan bir dizi yatay teknoloji söz konusu olup, bunlardan bazıları aşağıda yer almaktadır: • Yüksek verimli motorlar ve aygıtlar • Değişken Hızlı Sürücü (VSD) kullanımı • Aydınlatma kontrolü ve optimizasyonu • basınçlı hava ve fan sistemi optimizasyonu • önleyici bakım - 34 - Sxx
Sunum İçeriği Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. 1. Genel arka plan 2. Demir ve Çelik üretim prosesi 2. 1 Kok üretimi 2. 2 Sinter tesisi 2. 3 Demir üretimi 2. 4 Çelik üretimi 2. 5 Döküm 2. 6 Haddeleme ve Bitirme 3. Enerji Verimliliği İmkanları 4. Sonuçlar - 35 - Sxx
4. Sonuçlar - 1 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • Enerji, çelik üretimi maliyetlerinin önemli bir kısmını, bazı ülkelerde %20 ile %40’a kadarını, oluşturmaktadır. Bu nedenle enerji verimliliğinde iyileştirmeler yapmak, üretim maliyetlerini azaltmakta ve dolayısıyla rekabette avantaj sağlamaktadır • Çelik endüstrisinin enerji verimliliği, üretim rotasına, kullanılan kömür ve demir cevherinin türüne, çelik ürün karışımına, operasyon kontrol teknolojisine ve malzeme verimliliğine bağlı olarak değişkenlik göstermektedir • Enerji aynı zamanda ham maddelerin elde edilmesi, kullanıma hazır hale getirilmesi ve nakliyesi için de kullanılmaktadır (çeliği üretmek için gereken toplam enerjinin yaklaşık %8’i - ham madde çıkarımı ve çelik üretim süreçleri de dahil olmak üzere) • Entegre bir tesise giren enerjinin yaklaşık %50’si kömürden, %35’i elektrikten, %5’i doğal gazdan ve %5’i de diğer gazlardan sağlanmaktadır - 36 - Sxx
4. Sonuçlar - 2 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. • Kok fırından, yüksek fırından (BF) ve Bazik oksijen fırınından (BOF) çıkan yan ürün gazları, tamamen yeniden kullanılabilir ve ilave fosil yakıt kaynaklarında tasarruf sağlayabilir • Bunlar genel olarak toplam enerjiye %60 katkıda bulunmaktadırlar ve doğrudan yakıtın yerine veya elektriğin tesis içinde üretimi için kullanılırlar (Dünya Çelik Birliği) • Örneğin Almanya’da BOF yan ürünü gaz geri kazanımı yılda 300 milyon metreküp doğal gaza eşdeğer tasarruf sağlamaktadır. Bu olmasaydı, söz konusu miktarın, doğal kaynaklardan elde edilmesi gerekecekti(Dünya Çelik Birliği) - 37 - Sxx
4. Sonuçlar - 2 Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Demir ve çelik sanayinde enerji verimliliği açısından temel öneme sahip imkanlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: Alan Önlem A. Genel Tesislere Yönelik Önlemler Elektrik Gaz kontrolü, pompa ve fanlarda VSD’lerin kullanımı Proses kontrol sistemleri Enerji Yönetimi Sistemleri (En. M), Enstrümantasyon ve M ve T Sistemleri Aydınlatmada enerji verimliliği ve aydınlatma kontrollerinin kullanılması Su Su Yönetimi Programı B. Prosese Özel Önlemler Koklaştırma üretimi Kok Kuru Söndürme (CDG) Kömür nem kontrolü KAPSAM 21 - yeni nesil koklaştırma üretimi - 38 - Sxx
5. Sonuçlar Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir. Sinter ve pelet tesisleri Sinter tesislerinde atık ısı geri kazanımı Demir üretimi Tepe gaz basıncı geri kazanım türbini (TRT) Toz kömür püskürtme Çelik üretimi Hurda ön ısıtma Doğru akımlı ark ocağı Oksijen-yakıt brülörleri Haddeleme ve Bitirme Sıcak şerit haddelemede işlem kontrolü Rejeneratif brülörler - 39 - Sxx
AB/IPA Enerji Sektörü Teknik Yardım Projesi Enerji Verimliliği için Danışmanlık Hizmetleri Teşekkürler <İsim, şirket> - - ESKIAvrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti Bu proje tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir.
- Slides: 40