MAKALELER 1 / Buhar Sistemlerinde Enerji Tasarrufu-Kondenstoplar




Buhar Sistemlerinde Kondenstopların Önemi:


1—Endüstri tesislerinde kullanılan buhar tesisatının her aşamasında önemli bir yeri olan kondenstoplann da enerji kazanımında büyük bir payı vardır.


2--Buhar tesisatlarında kondenstoplann da doğru bir şekilde kullanımı önemli olup Kullanıcıların, isteklerini karşılayabilecek kondenstop seçimini yapmaları ve kullanım süresince kondenstop sistemini düzenli bir şekilde kontrol etmeleri gerekmektedir.


3--Buhar, kolay erişilebilir ısıda oluşabilme ve büyük miktardaki ısı enerjisini küçük bir kütle ile verimli bir şekilde taşıyabilmesinden dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır.


3.1--Ayrıca buharın tercih nedenlerinden biri de hijyenik olmasıdır. Bu nedenle gıda endüstrisinde önemli bir yeri vardır.


3.2--Bir başka tercih nedeni ise patlayıcı özelliği olmamasından dolayı emniyetlidir.


3.3-- buhar sistemlerinde bulunan cihazlarda farklı basınçlarda buhar kullanılmaktadır. Bu nedenle kazan çıkışındaki yüksek basınçlı buharın, daha düşük basınçtaki cihazlarda kullanımı sistemin verimi açısından olumsuz etki yaratmaktadır. Burada amaç buharın optimum verimle kullanılması olmalıdır.


3.4--Ayrıca yüksek kapasiteli tesislerde türbin vasıtası ile elektrik üretilmekte, buradan çıkan buharında işletmede yada ısıtmada kullanımı sağlanmaktadır. Ancak bu tür sistemlerde yatırım giderleri oldukça büyüktür.


4—Kondenstoplar:


4.1--Kondenstoplar; kondens, hava ve gazları otomatik olarak tahliye eden ancak buharı tutan cihazlardır.


4.2--Buhar sistemlerinde bir takım ısı kayıpları neticesinde buharın bir kısmı yoğuşarak su haline gelir yani kondens oluşur. Sistemde maksimum ısı iletimini sağlamak için kondensin buhar hacminden hızlı bir şekilde ayrılması yani buhar hattından tahliye edilmesi gerekmektedir.


4.3--Buhar sistemlerinde kondens sıcaklığı düşürür. Ayrıca oluşan kondens buhar ile birlikte sürüklenerek yüksek hız (150 km/h) ve gürültüyle dirsek ve vanalara çarpar. Bu olay koç darbesidir. Bu oluşan koç darbesi neticesinde kaçaklar ve aşınmalar oluşabilir.


4.3.1--Oluşan kondens ısı değiştirgeci de bir film oluşturarak ısı iletimini düşürebilir. Sistemde bulunan hava ve gazlar ise buharın ısıl kapasitesini düşürürler. Çözülmüş haldeki karbonatlardan da açığa çıkan C02 gazı kondens içinde çözünmekte ve H2C03 (karbonikasit) oluşturarak korozyona neden olmaktadır.


5--Kondenstoplar, buhar ile kondens arasındaki sıcaklık farkına, yoğunluk farkına ve dinamik ve statik basınç farklarına göre çalışmaktadırlar ve buna göre gruplandırılmışlardır.


5.1--Termostatik (sıcaklık) prensibine göre çalışan kondenstoplar; denge basınçlı, bimetalik ve sıvı genleşmeli kondenstoplardır.


5.2--Mekanik (yoğunluk) prensiple çalışan kondenstoplar ise ters kovalı ve şamandıralı kondenstoplar olarak gruplandırılmıştır.


5.3--Genel bir tarz kondenstop yoktur. Bu yüzden istenilen uygulama için en iyi sonuçları alabileceğimiz kondenstop tipini seçmek önemlidir.


5.4--Kondenstop seçiminde genellikle teknik faktörlerle fiyat arasındaki uyum sağlanmalıdır. Bu sadece satın alma fiyatı ile ilgili değildir. Aynı zamanda operasyon yani kondenstopun çalışması sırasında elde edilen kazançlar en az diğer giderler kadar dikkate alınmalıdır. Bu kazanımlar enerji tüketiminin ve bakım giderlerinin düşürülmesi ile ilişkilendirilebilir.


5.5--Kondenstop seçiminde;


1--Kondenstop gerekli miktardaki kondensi mümkün olabilecek bir basınçta boşaltabilmelidir.


2--Taze buhar kaybolmadan devreyi         kapatabilmelidir. Bazı kondenstoplar yeni iken kendine özgü olarak bir miktar buhar kaçırırlar.Birkaç ay içerisinde enerji kaybının maliyeti kondenstopun satış fiyatını aşabilir. Bütün kondenstoplar termodinamik prensiplere uygun olarak çalıştıklarından bu problemi yaşarlar ve bir kısım buhar boşa harcanmış olmaktadır.


3-- Başlangıçta ve operasyon sırasında havayı ve diğer gazları atmalıdır. Atılmayan gazlar nedeniyle ısı değiştirgeçlerinin ısıtılması çok zaman alır. Bu işlem üretimi yavaşlatır veya ürüne ısı değiştirgecindeki bilinmeyen sıcaklık sebebiyle zarar verebilir.


4-- Bir çok uygulamada kondenstop kondensi ısı değiştirgeçlerinde tutmamalıdır. İstenmeyen tutulma işlemleri, ısı değiştirgecindeki ısı transfer oranını düşürür, istenmeyen sıcaklık değişimlerine ve koç darbesine sebep olabilirler.


5-- Bazen ısıtıcıda kondensi tutmak hissedilebilir ısıyı kullanabilmek için istenir. Uygun kondenstopların kullanımı önemli oranda enerji tasarrufu sağlayacaktır.


6--Bir veya iki tip kondenstop kullanımı uygulamada çok karşılaşılan bir durumdur. Bu durum stoku korumayı kolaylaştırarak ve bakım işlemini hızlandırarak fiyatları düşürür. Sistem için kondenstop seçerken benzerlik gösteren noktalara aynı tür kondenstoplarm monte edilmesine özen gösterilmesi standardizasyon sağlar. Böylece bakım ve yedek parça stoklaşması kolaylaşır.


6.1--Standartlaştırma için kondenstop aşağıdaki durumlara uygun olmalıdır;

1--Yüksek basınç oranı,2--Yüksek ve düşük geri basınçlarda çalışabilme,


3--Geniş akış aralıklarında çalışabilme.


7--Kolay kurulum, maliyeti önemli oranda düşürmektedir.


8--Kondenstoplarm fiyatları periyot boyunca aşağıdakilerden etkilenmektedir;

 

1--Kondenstopun korozyon direnci,2--Pisliklerden etkilenme oranı,3--Donmaya karşı gösterdiği direnç,4--Koç darbesi etkisi,5--Bakım gerekliliği ve bakım olanakları,6--Çalışan parçaların değiştirilip değiştirilmemesi,dikkate alınmalıdır


6-- kondenstoplarm hat dizaynında yapılan hatalar sistemde verim düşüklüğüne ve armatürlerin kısa zamanda arızalanmasına neden olmaktadır.


6.1--Kondenstoplar buhar sistemine kaçan yabancı maddeler nedeniyle su ve buharı istenildiği şekilde ayıramazlar.


6.2--Yabancı maddelerin kondenstoplara kaçmasındaki en büyük neden kondenstoplarm sistemin en alt kısmına monte edilmesidir.


6.3--Kondenstopların bağlantı dizaynında kondenstopiar öncesinde küresel vana, pislik tutucu ve kontrol gövdesi, sonrasında ise çek vana ve küresel vana kullanılması önerilmektedir.Aynı zamanda kondenstopa parelel aynı düzende 2. Bir kısa paralel hat yapılmalı-kondestop çıkarıldığında parelel hat devreye alınarak buhar akışı devam ettirilmelidir.


6.4--Bu bağlantı dizaynında kullanılan kontrol gövdelerine bağlanan cihazlarla buhar kaçakları hızlı bir şekilde tespit edilmekte ve bu şekilde enerji kaybı önlenmektedir.


6.5--Arızalı, buhar kaçıran kondenstopiar enerji kaybına neden olmaktadır. Kondenstoplardaki buhar kaçakları önlenerek enerji tasarrufu sağlanabilir.


6.6--Teknolojinin gelişimiyle birlikte kontrol sistemleri, kondenstoplarm istenen verimlilikte çalışabilmelerini sağlamaktadır. Kondenstopiar kontrol sistemleriyle sürekli gözetim altındadırlar.


6.7--Kondenstopların açık veya kapalı kalmaları elektronik sistemler sayesinde tespit edilebilir. Bu kontroller ile arızalı kondenstopiar tespit edilip gerekli olan müdahale yapılabilir. Bu kontrol sistemleri yetişmiş personel ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. İşletmeler bu kontrol sistemleri sayesinde büyük zararlara uğramaktan kurtulmuşlardır.


6.7.1--Ayrıca günümüzde teknolojinin gelişmesiyle daha rahat bir şekilde ve bir çok kondenstopta meydana gelebilecek arızaları tespit edebilecek otomatik kontrol monitörleri kullanılmaktadır.


6.7.2--Kondenstopiar kapalı durumda kaldıklarında bağlı bulundukları cihazdaki buhar çekişi azalmaktadır. Kondenstopun açık durumda arızalanmasıyla da gereksiz buhar kaybı olmaktadır.


6.8--Buhar kaçaklarının olduğu bir kondenstopta deliğin çapını ölçmek kolay bir iş değildir. Bu nedenle buhar kaçağının miktarının tespitinde kaçaktan fışkıran buharın uzunluğunu (plume) hesaplamak daha kolaydır. Bu hesap yöntemi bize buhar kaçağının miktarını kabaca vermektedir.


7--Bir kondenstopun bir diğerinden iyi bir alternatif olması uygulama ve operasyon gerekliliklerine bağlıdır. Kondenstop kullanıcılarının bir kondenstoptan beklentilerini şu şekilde sıralayabiliriz;


1--Minimum buhar tüketimi,2--Minimal ayar ve bakımla sorunsuz operasyon,


3--Bağlı bulunan cihazın maksimum veriminin sağlanması,


4--Uzun operasyon ömrü,5--Operasyonda maksimum güvenlik,


6--Kirli buhar koşulları altında dahi güvenilirlik.


7--Kondenstoplarda Arıza


8—Örnek Uygulama:


1-- bir işletmede yapılan kontroller sırasında 8 adet kondenstopta buhar kaçağı tespit edilmiştir. Bu kondenstoplardan kaçan buhar miktarının buhar maliyeti üzerinden işletmeye getireceği zararı hesaplayabilmemiz için ilk olarak işletme için buhar maliyetini bulmamız gerekmektedir.


2—Veriler: Kazan verimi : % 85,Besi suyu sıcaklığı : 70 °C

70 °C'deki suyun entalpisi: 292,97 kJ/kg,İşletme basıncı : 7 bar

7 bardaki buharın entalpisi: 2.762 kJ/kg


3—Çözüm:


1--70 °C'deki besi suyundan 7 barda buhar elde etmek için gerekli olan ısı miktarı 2.469,03 kJ/kg'dır. lton buhar elde etmek için 2.469.030 kJ'lük ısıya ihtiyacımız vardır.


2--Yakıt olarak kullandığımız fuel-oil no:6 için yakıt alt ısıl değeri 38.511 kJ/kg olduğuna göre gerekli olan yakıt miktarımız 64,11 kg olarak bulunur.


3--Kullanılan kazanın verimi yüzde 85 olduğuna göre gerekli olan yakıt miktarı 75,65 kg'dır. İşletme için yakıtın birim (kg) fiyatı 0,21 Euro, su/atık su birim ton maliyeti 0,70 Euro ve birim ton buhar için kabul edilen kimyasal maliyeti 0,65 Euro olduğuna göre 1 ton buharın maliyeti 17,24 Euro olarak bulunur.


4--Bu kondenstoplardan kaçan buhar miktarının buhar maliyeti üzerinden işletmeye getireceği zarar Çizelgeden verilmiştir.


9--Öneriler


1--Buhar ile ısıtılan bir tesisin optimum verimi, kondenstopların performansına bağlıdır.


2--Kondenstoplar bakım için çıkarılmalarına gerek kalmayacak şekilde dizayn edilmeliler. Bunun için kondenstopa parelel kısa üzerinde vana bulunan hat yapılmakta,kondenstop çıkarıldığında önce kondenstopun ön ve arkasında bulunan vanalar kapatılmakta sonra bu hat açılmakta,bu şekilde buhar akışı devam edebilmekte.


3--Bazı tamiratlar için tüm buhar sisteminin devre dışı bırakılmasına gerek yoktur.


4--Buhar kaçaklarının önlenmesi için kondenstopların bakım ve kontrollerinin zamanında yapılması gerekmektedir. Yapılan periyodik bakım ve arızalı kondenstopların değişimi gibi giderler kısa sürede kendini amorti etmektedir.


5--Kondenstopların bakım periyodu sistemlerin türüne göre değişmesine rağmen, optimum bakım periyodu 6 aydır. Alınan bu önlemler sayesinde yakıt sarfiyatında önemli ölçüde tasarruf sağlanmış olacaktır.


6--Eğer işletmelerde kondenstoplar istenilen şekilde çalışmıyorsa iyi bir test planı yapılmalıdır. Rutin sistem bakımlarının parçası olarak kondenstop sistemini düzenli bir şekilde kontrol etmek iyi bir fikirdir. Yapmamız gereken test planı şu şekilde olmalıdır;


1--Kontrol edilecek bütün binaları ve kısımları gösteren bir şema oluşturulmalıdır,


2--Bu şematik çizim bütün kondenstopları sayılarıyla birlikte göstermelidir,


3--Bütün kondenstoplara kendilerini tanıtan metal etiketler takılmalıdır,


4--Bu kayıt işleminde kondenstopların üreticisi, tipi, sayısı, orifis ölçüsü (boşaltma deliği çapı) ve uygulama bilgisi bulunmalıdır,


5--Kurulmuş olan kondenstopların uygulamalar için uygun tipte oldukları ortaya konulmalıdır


10--Çoğu işletmelerde kondenstopların bakımı rutin bir iş olarak kabul edilmediğinden bir arıza çıkana kadar müdahale yapılmamaktadır.


10.1--Kondenstoplar ekipmanın aşağısında kurulduklarından dolayı genellikle ihmal edilmektedirler. İşletmeler bunu yaptıkları taktirde hasara uğrarlar.


10.2-- Bu tür elemanların iyi çalışmalarını sağlayabilmek için test planı hazırlayıp bütün sistemi kontrol sistemleriyle gözlemleme yöntemi en iyi yoldur.


10.3—İşletmelerde sadece üretimin devamlılığı değil, buhar tüketiminin azaltılması da önemlidir.


10.4--Maksimum üretim, ancak maksimum verim ve tüketilen enerjinin azaltılmasıyla elde edilebilir.


Kaynak: Buhar Sistemlerinde Kondenstopların (Buhar Kapanı) Yeri ve Önemi-Araş.Gör. Serkan ÖZER, Yard.Doç.Dr. Semih ÜZE--T.Ü. Çorlu Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Çorlu/TEKİRDAĞ




Anahtar Kelimeler :   Buhar,Sistem,Kondenstop,Önem,enerji,tasarrufu
Eklenme Tarihi :4.1.2016 12:56:39
Makalenin İzlenme Sayısı : 1492
Önceki sayfaya geri dön.