Sanayi Tipi Buhar Kazanları :
1—Basınçlarına Göre Buhar Sınıfları:
1--Alçak Basınçlı Buhar: 0-1 bar
2--Orta Basınçlı Buhar:1-14 bar-P16 armatür
3--Yüksek Basınçlı Buhar: >14 bar,PN25,40 armatür
2.1--Endüstride buhar kullanımında tercih nedenleri:
1--Yüksek akışkan sıcaklıklarına çıkmak mümkündür.
2-- Isı geçiş yüzeylerinde sıcaklık sabittir. Buhardan ısı çekişi genellikle doymuş buharın yoğuşmasıyla gerçekleşir. Bu işlem sabit sıcaklıkta gerçekleştiğinden bütün ısıtma yüzeyi boyunca buhar tarafının sıcaklığı sabittir.
3--Sıcaklık kontrolunu çok hassas biçimde gerçekleştirmek mümkündür. Söz konusu sabit yoğuşma sıcaklığı buharın basıncına bağlıdır. Basınç kontrolu yoluyla proses sıcaklığını çok hassas olarak kontrol etmek mümkündür.
4--Büyük miktarda ısı enerjisini küçük bir kütle-buhar ile taşımak mümkündür.
5--Buhar hijyenik , tamamen saf bir maddedir. Bu nedenle özellikle gıda endüstrisinde vazgeçilmez bir dezenfeksiyon ve proses elemanıdır. Buharsız gıda endüstrisi düşünülemez.
6—Sanayide buhar gıda, kimya, petrokimya , tekstil endüstrisinde geniş ölçüde kullanılır.
7--Buharın dezavantajları ise :
7.1--Buhar tesisatında korozyon riski fazladır.
7.2--Kondens hattının oluşturulması ve işletmesi zor ve pahalıdır.
7.3--Buhar dağıtım hatları belirli bir eğime sahip olmalı ve içinde kondens birikmemelidir.
8—Endüstriyel kullanımda en yaygın kazan tipi (skoçtipi) alev duman borulu kazanlardır.
8.1--Su borulu kazanlara endüstride ancak özel hallerde ihtiyaç duyulur.
9--Buhar Kazanı Elemanları:
9.1--Buhar kazanı üzerinde emniyet ve kontrol amacıyla belirli elemanların bulunması gerekir.
9.2--Bu elemanların hangilerinin, hangi sayıda kullanılacağı kazanın işletme biçimine bağlıdır. Alman TRD 601,602 ve 604 Standartları işletme biçimlerini,
1--Sürekli gözetimli işletme, 2--Sınırlı gözetimli işletme, 3--Sürekli gözetim gerektirmeyen işletme olarak ayırmıştır. Bu işletme biçimlerinde bulunması gerekli eleman cinsleri ve sayıları aşağıda gösterilmiştir.
2--Sürekli gözetim altındaki işletmede:
2.1--Otomatik su besleme cihazı ve brülöre kumanda eden düşük seviye alarmı (bu kontrollar çok seviyeli tek elektrot ve buna bağlı seviye şalteri ve seviye kontrolundan kumanda alır),
2.2--sürekli üst blöf kontrolu, kesintili alt blöf kontrolu,
2.3--iki adet presostat (işletme ve emniyet presostatları), iki adet manometre, su seviye göstergesi, iki adet emniyet valfi, besleme suyu girişinde çek valf.
3--Sınırlı gözetimli işletmede, otomatik su besleme ve brülöre kumanda eden seviye alarmı ayrı ayrı iki seviye elektrodundan beslenir
4--24 saat gözetimsiz işletmede otomatik su besleme ve brülöre kumanda eden seviye alarmı ayrı ayrı iki seviye elektrodundan beslenir. Bunlardan biri tek kanallı diğeri iki kanallıdır. Ayrıca bu kontrollar kendinden göstergelidir ve otomatik su besleme sadece şalter olarak pompaya değil, aynı zamanda oransal çalışan motorlu vanaya kumanda eder. İlave olarak emniyet termostatı, yağ dedektörü, kondaktiviti (geçirgenlik) sınırlayıcı dedektör bulunur
5—Teknik Detaylar:
5.1--Buhar kollektöre gelirken akış yönünde sürekli eğimli olmalıdır. Üst noktadan havalık alt noktalarda kondens alma imkanı yaratılmalıdır.
5.2--Kollektörde yoğuşan su boşaltma vanasıyla alınabilmelidir.
5.3--Buhar tesisatında farklı basınçta ki buhar devrelerini ayırmak yakıt ekonomisi sağlar. En azından alçak ve yüksek basınçlı buhar devreleri ayrılmalıdır.
5.4--Yüksek basınç kollektöründen bir basınç düşürücü yardımıyla buhar gerektiğinde alçak basınç kollektörüne beslenir.
5.5--Buhar hatlarına akış yönünde eğim verilmeli, uzun hatlarda testere dişi biçiminde hat çekilmeli, düz gidişlerde eğim dolayısıyla belirli bir düşüşten sonra, boru dik olarak yükselmeli , kolon dibinde kondens alma imkanı olmalıdır.
5.6--Hatlardaki drenaj noktaları arasındaki mesafe 30-50 m arasında olmalıdır.
5.7--Yükselen eğimdeki arazide de büyük çaplı boru kullanarak testere dişi formunda hat oluşturulmalı ve hat boyunca kondens toplanmalıdır. Eğer bu yapılmazsa buhar hattındaki yüksek hızlı buhar boruda toplanan kondensi önüne katarak hızla ilerleyen bir piston oluşturur ve bu piston önüne çıkan armatür ve fittingse çarparak tahrip eder. Su koçu adı verilen bu olay çok tehlikelidir ve mutlaka tesisatta alınacak önlemler oluşmasının önüne geçilmelidir. Buhar hattı tesisindeki en önemli sorun ve zorluk budur.
5.8--Buhar hatlarındaki hızlar yüksektir. Uzun ana dağıtım hatlarında hızlar 40 m/s mertebelerine kadar yükselebilir. Buna karşılık kazan dairesinde ve küçük tesislerde buhar hızı 20 m/s değerine kadar iner.
5.9--Yüksek ve alçak basınçlı buhar dağıtım hatlarından kullanma yerine buhar, borunun üst tarafından alınır ( Ana buhar hattından kol ayrılma üstten yapılır.). Eğer alttan bağlantı yapılırsa borudaki kondens de buharla birlikte alınmış olur.
5.10--Buhar dağıtım hattı sonunda biriken kondensin alınması için kondens alma ağzı ve buna bağlı konsenstop grubu bulunur. Dağıtım hattı sonundaki kondens alma ağzında çamur alma ağzı oluşturulur. Buradan hatta biriken tortu ve pislikleri dışarı atmak mümkündür. Bu aşağı sarkan 25-30 cm bölümün ağzı kör tapa veya kör flanşla kapatılmıştır.
5.11--Her cihazın çıkışında veya kondens alınan her noktada daha önce yakıt hattında anlatılan vana , pislik tutucu, kondens hissedicisi , kondenstop çekvalf ve vanadan oluşan grup bulunur. Kondenstopların seçimi ve doğru işlemeleri için bakımları buhar tüketimi açısından çok önemlidir.
5.12--Doymuş buhar hatlarında buhar içerisinde su zerrecikleri bulunur. Bu su zerrecikleri borularda aşınmaya neden olabildiği gibi, belirli buhar kullanım cihazlarında (otoklav gibi) tamamen kuru buhar istenir. Bu nedenle buhar tesisatında kazan çıkışında ve belirli cihazların öncesinde buhar kurutucular (separatörler) kullanılır.
5.13--Buhar kullanılırken; kullanım amaçlarına göre buharın tamamı veya bir kısmı kazan dönüş suyu olarak kullanılamaz.kazanına yeni su kazanı sağırlaştırmamak için mümkün olduğunca gazı alınarak ve kirecinden arındırılarak verilmelidir. Bu da ancak suyun bir takım cihazlardan geçirilerek verilmesini gerektirir. Bu sisteme besi suyu sistemi denir.
5.14--Buharlı kazanın su seviyesi düştüğü zaman tağdiye cihazı tarafından otomatik olarak çalıştırılan pompalar vasıtası ile kazana su verilir. Kazandaki su seviyesi düşünce pompalar çalışır, belirli bir seviyeye geldiğinde ise durur.
5.3--Su Borulu Kazanlar:
1--Bu tip kazanlar genel olarak suyun ve buharın boru içerisinde dolaştığı, alev ve sıcak gazların borunun dışından geçtiği kazanlardır.
2--Avantajları; buhar elde etmek için fazla zamana ihtiyaç olmaması, yüksek basınç, sıcaklık ve yüke uygun olması ve sürekli maksimum yükte çalışabilmesidir.
3--Dezavantajları ise; bakımı, temizliği ve işletmesinin zor olması ve çok kaliteli besi suyunun kullanılmasının zorunlu olmasıdır.
4--Kazan içinde ısınan suyun yoğunluğu ile soğuk suyun yoğunluğu farkı nedeniyle, ısınan suyun yükselerek druma giderken yerini nispeten daha soğuk suyun yerleşmesi prensibine dayanır. Cebri dolaşımlı olanları da vardır.
5--Çalışma basıncına göre:
Alçak basınçlı kazanlar (300 psi - 20 bar a kadar)
Orta basınçlı kazanlar (300-750 psi -20 - 50 bar arası )
Yüksek basınçlı kazanlar (750 psi’dan büyük -50 bar üstü)
5.4--Kazanların yapısı:
1--Ekonomizer:
1.1--Kazan besleme suyunun kazanda ilk girdiği bölümdür. Ekonomizerin görevi, üst doma beslenecek olan kazan besleme suyunun sıcaklığını, yanmış baca gazlarının sıcaklığından yararlanarak arttırmaktır. Böylelikle atmosfere atılan ısı miktarı önemli ölçüde azaltılarak ısı tasarrufu sağlanmış olur.
1.2--Ekonomizer yatay olarak sıralanmış paralel tüp demetlerinden oluşmaktadır. Tüpler giriş ve çıkış hederlerine bağlanmıştır. Su akımı ile gaz akımı ters yönlüdür. Böylelikle ekoya giriş su sıcaklığı ortalama 150 derece iken 200 dereceye çıkarılarak üst doma (buhar dramı) gönderilir.
1.3--Ekonomizer gaz giriş ve çıkış sıcaklıklarının yükselmesi, kazanın veriminin yüksek olduğunu gösterir. Ancak asla eko gaz çıkış sıcaklığı sülfürik asidin çiğlenme noktası olan artalama 160 derecenin altına düşürülmez. Bu sebeple kazanlara eko gaz çıkış sıcaklığı düştüğünde ekonomizeri by-pass ederek baca gazı sıcaklığını yükselten kazan besleme suyu by-pass ‘ı yapılır
2--Drumlar Ve Yanma Odası:
2.1--Kazanlarda üstte buhar ve altta su drumı denilen iki drum bulunmaktadır. Bu iki drum tüplerle birbirlerine bağlanmıştır. Tüp demetlerinin ortasında ise yanma odası uzanır. Yanma odasını çevreleyen tüplerle konveksiyon bölgesindeki sınır tüpleri perdeli, gaz sızdırmaz yapıdadır. Konveksiyon bölgesi tüpleri alev görmeyen ve sadece yanma gazları sıcaklığından yararlanan tüplerdir. Kuvvet santrali kazanları, drumlar ve yanma odası şekline göre “O” ve “D” tiplerindedir.
2.2--O tipi kazanlarda, yanma odası alt ve üst domun ortasında yer alırken, D tipi kazanlarda yanma odası asimetrik olarak yerleşmiş ve domların arasında kalan bölge “konveksiyon bölgesi”ni oluşturmuştur. O tipi kazanlarda baca gazları, yanma odasını kazanın arkasından terk ederler ve 180 derece dönüp kazanın her iki yanında uzanan konveksiyon bölgesine girerler. Baca gazları yanma odasını terk ederken önce burnerlerin tam karşısında uzanan superheater bölgesinden geçer. D tipi kazanlarda ise baca gazları önce superheaterden geçerek kazanın yan tarafında, domların altında uzanan konveksiyon tüplerinden geçerek ekonomizere ulaşır.
2.3--Ekonomıizerden gelen su kazanın üst domuna verilir. Kazan içinde ısınan su ile soğuk suyun yoğunluk farkı nedeniyle, ısınan su iç tüplerden yükselerek buhar drum’ına, soğuk su ise dış tüplerden su drum’ına hareket eder.
2.4--Tüplerden yükselen su-buhar karışımını üst doma verilen kazan besleme suyundan ayıran bir perde plaka mevcuttur. Su-buhar karışımından ayrılan doymuş buhar, önce buhar ayırıcıdan ve ardından kafesli kurutuculardan geçerek, nemsiz olarak superheater giriş hederine gönderilir.
3--Superheater:
3.1--Superheater, üst domda üretilen doygun buharın sıcaklığını arttırarak kızgın buhar üretmek amacıyla kullanılır. Superheater giriş heater ‘na gelen doygun buhar aşırı ısıtılarak çıkış heater’inden sisteme gönderilir. 550 psı buharın üst domda 250 derece doygun buhar sıcaklığı olduğu halde, superheater çıkış sıcaklığı 300-350 dereceye kadar ulaşır.
3.2--Superheater!den çıkan kızgın buharın sıcaklığı, buharın kullanıldığı türbinlerde dizayn olarak ortalama 325 derecedir. Kazan çıkışındaki kızgın buharın sıcaklığı, buhar çıkış hattında tesis edilmiş bir kazan besleme suyu enjekte’si ile ayarlanır. Bu vanaya De superheater veya atemperatör adı verilir.
Superheaterler çeşitli tiplerdedir;
1--Konveksiyon tipi superheater:Isıyı baca gazlarından, yüzeyler üzerinden geçer sıcak gazlar sayesinde alır.
2--Radyant tipte superheater:Yanma mahalline yerleştirilecek şekilde dizayn edilmişlerdir. Böylece ısı direkt olarak alevden radyasyonla alınır.
3--Radyasyon ve konveksiyon tipi superheater:İki tipin seri olarak birleştirilmesinde oluşur.
5.5--Buhar Kontrol ve Emniyet Cihazları
1—Termometre:Kazan içindeki buharın sıcaklığını gösterir.
2—Manometre:Kazan içerisindeki buhar basıncını gösterir.
3—Presostatlar:Kazan içindeki basıncı belirli bir noktada tutmamızı sağlayan ve basınç
sinyalini elektrik sinyaline çeviren elemanlardır. Ayarladığımız noktada kontak vererek brülörün devreden çıkmasını ve ayarladığımız fark basıncı kadar sonra tekrar devreye girmesini sağlarlar.
4--Su Seviye Göstergesi :Kazan içindeki su seviyesini gösterir. Devamlı takip edilmelidir
5—Emniyet Ventilleri:Kazanın emniyetini sağlar. Sadece emniyet ventilleri kullanılıyorsa, her kazan üzerinde birer adet olmak üzere yaylı ve ağırlıklı emniyet ventili bulunmalıdır.
6--Sifonlar ise basıncı karşılayacak çap ve uzunlukta borular kıvrılarak imal edilirler. Bu emniyet cihazlarının gövdesi buhar basıncı yükselince fazla buharı dışarı atarak kazanın patlamasını önler.
7--Besleme Suyu Girişi :Kazanın suyu eksilince su vermeye yarar. Genellikle kazanın üst yanında bulunur. Su kazana pompa ile verilir.
8--Alarm Düdüğü:Kazanın su seviyesinin, normal su seviyesinin altına düşmesi halinde tehlikeyi haber verir.
9--Su, Akaryakıt Ve Buhar Sayaçları:Bunlar birim zamanda geçen akışkanın değerini belirlemeye yarayan cihazlardır.
10--Baca Düzenleyici:Brülörlü kazanlarda brülörün işletmeden çıkmasıyla baca sürgüsünü kapayan, brülör çalışmaya başlayınca açan bir sürgü toru ve sürgüden oluşan cihazdır. Sürgü motoru şalteri, komutayı brülörden alır. Bu şekilde brülör işletme dışı kalınca gereksiz çekiş ile kazanın soğuması, önlenmiş olur.
11--Termostatik Vana:Sıcaklık kontrol ve ayar aygıtıdır. Bunlar çoğunlukla ısı değiştiricileri ve boylerlerde, sanayide ise bir çok ısıtıcı sistemde kullanılmaktadır. Duyar uç, ısıtılan suyun çıkışına bağlanmıştır. Termostatik vana su çıkışını hangi sıcaklıkta istiyorsak o sıcaklığa gelince, buhar girişini kapar, düşünce açar.
12--Su Düzeyi Güvenlik Elemanları (Tağdiye Cihazları):
12.1-- Elektrotlu, Düzey Kontrollü Su Besleme Aygıtları: İki elektrot ve bir komuta kutusundan oluşurlar. Yaygın olarak kullanılırlar
12.2-- Şamandıralı ve Cıva Kontaklı Su Besleme Aygıtları: Özellikle buhar kazanlarında yaygın biçimde kullanılırlar. Şamandıra sistemi cıva kontağına kumanda ederek su besleme sistemini devreye sokar veya devreden çıkartırlar.
13--Blöf Düzeni:Kazan içindeki çamur ve çökeltileri atmak için yapılır. Blöf miktarı ve zamanı kazan suyunun çözümlenmesiyle belirlenir. Günümüzde otomatik olarak çalışan blöf sistemleri de kullanılmaktadır. Su borulu kazanlarda, brülör çalışırken blöf yapılmaz.
14--Süzgeçler (Filtreler):Buharın veya suyun içindeki pislikleri tutmak için kullanılır. Otomatik ve selonoid vanalardan, kondenstoplardan ve buhar düzenleyicilerden önce kesinlikle süzgeç konulmalıdır. Tersi durumlarda bunların çalışmalarını önler. Su için ve yakıt için olanları vardır.
15--Motorlu Vanalar:Sıcaklık ve basıncın elektrik sistemlerini uyarmasıyla çalışırlar. Bunlar 2, 3 ve 4 yollu olarak yapılırlar.
16—Separatörler:Kazan çıkışında ve cihazlardan önce kullanılacak bu su ayırıcı cihazlar, su zerreciklerini ve kondens filmini buhardan ayırarak tesisata kuru buhar gitmesini sağlarlar.
17--Selonoıd Vanalar :Elektro mıknatısla çalışırlar. Akışkanın geçiş yönü üzerinde belirtilir. Sıcaklığa gelince, buhar girişini kapar, düşünce açar.
18--Buhar Sayaçları:
18.1—Daldırma Tipi Buhar Sayaçları:
1--Buhar sayaçları, enerjinin geri kazanılmasına yönelik yapılan tüm çalışmalar sonucundaki uygulamaların fayda derecesini kontrol eder. Prosese istenilen buhar miktarının verilip verilmediğini, verilen buharın sıcaklık ve basıncının kontrol edilmesini sağlar.
2--Tüm tesisin veya tesis içerisindeki çeşitli ünitelerin hatta ünite içindeki herhangi bir makinenin birim ürün buhar maliyetini tespiti için buhar sayacı kullanılır.
3--Buhar sayacı ile farklı sebeplere bağlı olarak verimin ne kadar düştüğünden başlayarak; ünite, bölüm, işletme, kazan verimlerinin düşme miktarları gözlenebilir ve verimliliğin artırılması için adım atılabilir
4--Buhar Sayacı aşağıdaki nedenlerle kullanılmaktadır.
1-Sistem Verimliliği 2-Enerji Verimliliği 3-Prosesin Kontrolü 4-Buhar Maliyeti
18.2--Compakt Orifis Buhar Sayacı Vortex Buhar Sayacı
5.6--Buhar Sistemlerinde Isı Ekonomisiyle İlgili Cihaz ve Devreler :
1--Buhar devrelerinde yakıt tüketiminin azalmasına yönelik pek çok önlem alınabilir. Bunlardan biri blöf sistemine uygulanır. Blöften ısı geri kazanımı günümüzde standart uygulama haline gelmiştir.
2--Bir buhar kazanında, a)dip blöfü, b)yüzey blöfü (köpük alma) olmak üzere iki tür blöf yapılır.
2.1--Yüzey blöfü kazan su seviyesinden yapılır. Bu amaçla büyük kazanlarda otomatik blöf cihazları , kullanımı tavsiye edilir.
2.2--Bu cihazlar kazandaki suyun tuz konsantrasyonundan (elektrik iletkenliğinden) kumanda alarak, konsantrasyonu ayarlanan değerde sabit tutacak biçimde, otomatik blöf yaparlar.
2.3--Dip blöfü ise kazanda toplanan çamur vs. birikintileri dışarı atmak için yapılır. Bu blöf bir zaman saati (timer) yardımı ile belirli aralıklarla otomatik olarak yapılır.
2.4--Otomatik yüzey blöfü bir blöf tankına gönderilirse, düşük baınçtaki bu tankta , buhar blöften ayrılarak üstten alınır. Geri kalan su kısmı ise bir eşanjörde soğutularak dışarı atılır. Blöf tankından alınan buhar boylerde su ısıtmada veya degazörde kullanılabilir.
2.5--Kapalı kondens devrelerinde kondens basınç altındadır. Kondensin basıncı kullanma yerindeki basınca eşit kabul edilebilir. Bu yüksek basınçlı doymuş haldeki suyun basıncı düşürüldüğünde (açık kondens tankına gönderildiğinde), bir kısım su buharlaşır. Buna flaş buhar adı verilir.
2.5.1--Önlem alınmayan kondens hatlarında bu buhar kondens tankından dışarı atılır. Bunun yerine kondens hattı dönüşüne bir flaş buhar tankı yerleştirilerek ayarlanan düşük basınçta buhar elde edilir. Bu buhar sistemde düşük basınçlı buhar gereksinimi olan (boyler, ısıtma v.s.) yerlerde kullanılır.
2.6--Buhar Kazanları İçin Besi Suyu Hazılanması:
1—Zamanla suyun içindeki minerallerden dolayı,kazanda suyun buharlaşması ile kazanının dibinde kireç taşı tabakası oluşur.Buhar kazanlarında buharlaşan su, saf sudur ve kazan dibinde kalan dip suyundaki minerallerin konsantrasyonu giderek artar, dolayısı ile katı duruma dönüşürler. Bu durumda yapılması gereken öncelikli iş dipte kalan ve konsantre mineral içeren suyun boşaltılmasıdır.
2--Buhar kazanlarında bu işleme blöf adı verilir. Blöf yapmaktaki ikinci amaç bu mineral konsantrasyonunu azaltarak elektrokorozyonu önlemektir. Bunun için besi suyundaki mineral oranını azaltmak olacaktır.
2.1--Bunu yapabilmek için su yumuşatmak için, demineralize ve ters osmos teknikleri gibi yöntemler kullanılır. Su yumuşatma tekniğinde suyun saflaştırıldığı düşünülebilir, Oysa suyun yumuşatılması yalnızca, suda bulunan ve taş yapma özelliği çok fazla olan kalsiyum ve magnezyum minerallerinin suni reçine yöntemi ile alınarak yerine taş yapma özelliği olmayan sodyum mineralinin verilmesinden ibarettir.
2.2--Ancak bu yöntemle sudaki silikat maddesi ayrıştırılamaz. Silikat pencere camının ham maddesi olarak tanımlayabileceğimiz minerallerdir. Bu mineralden suda çok fazla olması durumunda çok daha fazla blöf yapmak gerekmektedir.
2.3--Su yumuşatma cihazları ile elde edilen bu su birçok buhar kazanı için olumlu sonuçlar verebilse de, yüksek basınçlı kazanlar için çok kötübir sudur.
2.4--Çok yüksek miktarda mineral içeren suların kazanlarda kullanılması için bir başka yöntem olan demineralize ya da deionize olarak adlandırılan bir başka yöntem kullanılabilir.
2.4.1--Bu yöntem yüksek basınçlı kazanların besi suyu elde edilmesinde kullanılır. Su yumuşatma cihazı tekniğinende olduğu gibi suni reçinelerle suyu saflaştıran demineralize yönteminde, reçinelerin rejenerasyonu için tuzlu su yerine tuz ruhu (HCI) ve kostik (NaOH) kullanılır.
2.4.2--Tuz ruhu olarak bilinen asitin kullanımındaki riskler nedeniyle bu sistem mecbur kalınmadıkça tavsiye edilmemektedir.
2.4.3--Ayrıca yaygın bir sistem olmayışının bir diğer sebebi de kostik harcaması ve rejenerasyonundan sonra ortaya çıkan pH nötralizasyonu mecburi olduğundan işletme maliyeti yüksektir.
2.5--Ters osmos olarak bilinen yöntem ile kötü sulardan, hatta deniz suyundan tatlı su elde etmek ve dolayısı ile kazan besi suyu üretmek mümkündür.
2.5.1--İlk yatırım maliyeti yüksek olmasına karşın işletilmesi ucuz ve kolaydır. Reçineli su yumuşatma sistemlerine oranla çok daha yüksek kalitede besi suyu üretilmesini mümkün kılar.
2.5.2--Saf suya yakın özellikteki besi suyu kalitesi dolayısı ile kazandan yalnızca haftada bir defa kontrol için blöf yapılmaktadır.
2.5.3--Oysa blöf, yumuşatılmış su ile beslenen kazanlarda en az günde üç defa yapılmalıdır.
2.6--Buhar kazanı satın alınırken kazanın imalat kalitesine ve verimine dikkat edilir. Genellikle, besi suyunu hazırlayacak sistem üzerinde aynı titizlikle durulmaz. Bu nedenle ısı verimi çok yüksek olan bir buhar kazanı dahi yüksek iletkenlikte bir su ile beslendiğinde, yapılan blöflerden dolayı işletme verimi düşük olur.
2.7--Ülkemizde buhar kazanı besi suyu genellikle reçineli iyon değiştiriciler ile hazırlanmaktadır. Ters Osmos (Reverse Osmosis) tekniği ile daha yüksek kalitede besi suyu hazırlanabilmektedir. Su içindeki minerallerin % 95-99'unu ayırarak suyu saflaştıran Ters Osmos tekniği ile üretilen besi suyu birçok sanayi tesisinde yüksek işletme ekonomisi sağlamaktadır.
2.8--Bir buhar kazanı satın alınırken bunun imalat kalitesi, imalat sonrası yapılan basınç testleri ve işletme verimi üzerinde çok durulur. Ancak, bu kazanın ömrü, işletme verimi ve ürettiği buharın saflığı, kazanın imalat kalitesinden çok bunun içine konan suyun saflığı ile doğru orantılıdır. Buhar kazanının işletilmesinde (kazan ve kondens sistemi) yaşanan sorunların çoğu da gene kazana verilen ve "besi suyu" olarak adlandırılan suyun kimyasal kalitesi ile ilgilidir.
2.9-- Kazan Besi Suyunun Kimyası:
1--İletkenlik: Suyun elektrik iletme kabiliyetidir. Çok kullanılan ölçü birimi "mikrosiemens/cm" (hS/cm).Misal: Su içinde yalnızca 100 mg/lt NaCl tuz varsa ve başkaca hiçbir eriyik yoksa bu suyun iletkenliği 212 mikrosiemens/cm'dir.
2--Toplam Eriyik Miktarı: Su içinde eriyik halde bulunan minerallerin ağırlıklarının toplamıdır, mg/lt cinsinden ölçülür. Su içindeki eriyik miktarı çoğaldıkça suyun iletkenliği yükselir.
3--Toplam Sertlik: Su içinde eriyik halde bulunan Kalsiyum - Ca ve Magnezyum - Mg bileşiklerinin toplamıdır. Ülkemizde üç değişik birim ile ifade edilir: (mg/lt CaCO3 cinsinden), Fransız sertliği (= 10 mg/lt CaCO3), Alman sertliği (= 17.9 mg/lt CaCo3).
4--Toplam Alkalinite: Suyun asidi nötralize etme kabiliyetidir. Su içinde bulunan Co3, HCO3, ve OH ionlarının toplamıdır. Toplam Alkalinite mg/lt CaCO3 cinsinden ifade edilir.
pH: Suyun asidik olma durumunu ifade eder. pH değeri 0 ile 14 sayıları arasında olur. pH= 7 nötr bir suyun sayısal değeridir.
5--Erimiş Oksijen: Su içinde erimiş halde bulunan O2 gazının mg/lt cinsinden miktarını belirler.
6--Erimiş Karbondioksit: Su içinde erimiş halde bulunan CO2 gazının mg/lt cinsinden miktarını belirler.
7--Silikat: Su içinde erimiş halde bulunan SiO2 ionunun mg/lt cinsinden miktarını belirler.
8--Klorür: Su içinde erimiş halde bulunan C\ ionunun mg/lt cinsinden miktarını belirler.
9--Demir: Su içinde erimiş halde bulunan Fe ionunun mg/lt cinsinden miktarını belirler.
2.10-- Besi Suyu Kalitesi Nedeni İle Buhar Kazanında Ve Buhar Sisteminde Yaşanan Sorunlar
1--Buhar kazanı içinde taş oluşması ısı iletimini azaltarak çok büyük ekonomik zarara yol açar ve ayrıca kazanın alevli bölümünde saçların fazla ısınarak özelliklerinin kaybolması ve kazan ömrünün azalmasına neden olur.
2--Buhar kazanının korozyonu: Oksijen ve pH korozyonu ile beraber elektro-korozyon.
3--Buhar kazanında köpük oluşması ve sisteme köpük kaçması dolayısı ile arzu edilmeyen minerallerin buhar hattına geçmesi, buhar kalitesinin bozulması.
4--Kondens borularında korozyon (Alkalinitenin yüksek olması nedeni ile kazan içinde CO2 gazı oluşur. Bu gaz buhar ile beraber sisteme gider, buhar enerjisini harcadıktan sonra kondens haline dönüştüğünde bu gaz suda erir ve kondens suyunun pH derecesini düşürür, dolayısı ile kondens boruları erimeye başlar.
5--Yukarıdaki sorunların azaltılması için kazan içindeki suyun iletkenliği belli bir dengede tutulmak istenir. Bu nedenle kazandan blöf yapılır. Besi suyu iletkenliğinin yüksek olması fazlaca blöf yapılmasına neden olur, bu da kazanın işletme verimini düşürür
6--Sözü edilen problemlerin azaltılması için besi suyu kalitesini belirlemek gerekir.
2.11--Buhar Kazanı Besi Suyu İçin İstenen Kalite:
1--Alçak Basınçlı (1-20 Bar) kazanlar için istenen su kalitesi konusunda literatürde bazı değerler verilmektedir. Ancak, besi suyu kalitesinden daha önemlisi kazan içindeki suyun kalitesidir ki buna "Kazan Suyu' veya "Blöf Suyu Kalitesi" denir.
2--Buhar Kazanı Besi Suyu Kalitesi Değerleri:
1--Toplam Sertlik: 0,1 Fr. sertliğinden az
2--Yağ miktarı: 2 mg/lt'den az
3--Oksijen: 0,05 mg/lt'den az
4--Toplam Demir: 0,05 mg/lt'den az
5--Toplam Karbondioksit: 20 mg/lt'den az
6--Silikat SiO2: olabildiğince düşük
7--pH değeri: 7,0 - 9,5 arası
3--Buhar Kazanı Blöfünden Alınan Kazan Suyunda Müsaade Edilen Değerler:(Kazan içinde kazan kimyasalları kullanıldığı kabul edilmiştir)
1--Toplam Sertlik: 0,0 °Fr
2--iletkenlik: en çok 6000 micro simens/cm (bazı literatür 8000 değerini dahi tolere ediyor)
3--pH:9,5- 11,5
4--Silikat: en çok 150 mg/lt
5--Toplam Demir (Fe): 10 mg/lt
6--Klorür: mümkün olduğu kadar düşük
7--Çözünmüş Oksijen: 0 (termik Degazör ile Oksijenin çoğu alınır, bakiye ise oksijen tüketen kimyasallar ile yok edilir.)
8--İşletme basıncı yüksek olan kazanlar için su kalitesi toleransları çok daha hassastır. Türbin döndürecek buharı elde etmek için ise besi suyunun elektrik geçirmeyecek kadar saf olması arzu edilir (iletkenlik 0,1 micro s/cm, veya rezistivite 2 megaohm'un üzerinde).
2.12-- Buhar Kazanı İçinde Yapılan Su Terbiyesi:
1--Buhar kazanını beslemek için hazırlanan kaliteli besi suyunun sisteme zarar vermesi önlenemez. Çünkü kazan içinde buharlaşan su, kazan suyunun saf kısmıdır. Buharlaşmadan sonra geriye kalan su fiziksel ve kimyasal sorunlar çıkarabilir.
1--Kazan içindeki buharlaşma ile suyun saf kısmı ayrılır ve arta kalan suyun içindeki mineral oranı ve miktarı yükselir (iletkenlik artar). Bu nedenle taşlaşma, korozyon, köpük sorunları tekrar yaşanabilir. Bunların önlenmesi için bir taraftan kazandan bir miktar su atılır Blöf İşlemi ile kazan içinde kalan suyun kimyasal niteliklerinin dengede kalması sağlanır; diğer taraftan kazan içindeki suya bazı kimyasallar verilerek korozyon, taşlaşma, köpürme gibi sorunlar önlenmeye çalışılır.
1.1--yalnızca kazan kimyasallarına güvenilerek kazan işletmeciliği yapmak çok ekonomik olmaz. Çünkü kimyasalların miktarı kazan içindeki suyun kalitesine göre saptanır.
1.2--Blöf işleminin miktarı da kazan içindeki suyun kalitesi ile orantılıdır. Dolayısı ile kalitesiz bir besi suyu ile işe başlandığında bir taraftan fazlaca kimyasal kullanılır, diğer taraftan bolca yapılan blöfler ile kazan içindeki ısının bir kısmı atılmış olur, işletme verimi düşer, ayrıca kazan kimyasallarının bir kısmı da atılmış olur.
2--Kondens içindeki havanın oksijeni çözünür ve bu oksijen kazan saçlarının oksidasyonuna, dolayısı ile korozyonuna yardımcı olur. Bunu önlemek için kazana verilmeden önce sular termik degazörden geçirilir ve oksijenden arındırılır.
3--Termik Degazör İle Terbiye Yanında Su İçine Oksijeni Tüketici Kimyasal Da Verilir. ( Su akımlarinda mutlak basıncın vakum basıncına kadar düşmesi ile çok küçük boyutta vakum baloncuklari ortaya çıkar. Bunlar ya aynı yerde veya akım tarafindan cok kısa bir mesafe taşındıktan sonra basıncın artması neticesinde hızla küçülür ve yok olurlar. Boşalan hacıma su molekulleri çok buyuk bir hızla hücum ederler. Ve yüzeyi hızla aşındırırlar Bu olaya kavitasyon diyoruz. Dolayısı ile termik degazörler pompa seviyesinden en az 3-4 m yükseğe konulmalıdır.
2.7--Termik Degazör :
1--Buhar ve kaynar su sistemlerinin iki düşmanı vardır: Sudaki kireç gibi sertlik ve taş yapıcı malzemeler ve Oksijen (O2) ve Karbondioksit (CO2) gibi korozif gazlar.
2--Oksijen (O2), havada ve taze kazan besleme suyu içinde çözünmüş halde bulunur. Su, hava ile temasında çok kolay bir şekilde oksijen alır.
3--Karbondioksit (CO2), ham suyun geçici sertliğini oluşturan veya yumuşatma işleminden sonra nitelik değiştiren sertlik yapıcı malzemelerin (karbonatların) sıcaklık ve basınç altında parçalanarak ayrışması sonucu oluşur.
4--Buhar kazanları besleme suyu ve kaynarsu kazanları tamamlama suyu içinde çözünmüş olarak bulunan serbest oksijen (O2) ile kazanlar içinde karbonatların parçalanmasıyla oluşan karbondioksit (CO2) gazları, kazanlarda, buhar kullanan cihazlarda ve özellikle tesisatlarda gözenekler ve paslanarak erimeler şeklinde korozyona neden olurlar. Bu gazların etkileri taze besleme suyu oranı ve sistem işletme basıncı arttıkça daha da artar.
5--Kazan besleme suları bu gazlardan arındırılamazsa tüm sistem ömrü kısalır, çok kısa sürelerde dahi kazanda ve sistemi oluşturan cihaz ve tesisatlarda korozyon ve delinmeler oluşabilir. Bunun yanında CO2, özellikle buhar kullanan cihazlarda ve serpantinlerinde ve kondens borularında aşırı korozyona neden olur.
6--Kazan besleme sularının O2 ve CO2 gazlarından arındırılmaları için degazör cihazından geçirilerek degaze edilmeleri şarttır.
degazör cihazları
1--Sıcaklık + basınç esasına göre çalışan degazörler
2--Sıcaklık + pulverizasyon esasına göre çalışan degazörler olmak üzere iki tiptir.
1—1.tipteki sıcaklık + basınç esasına göre çalışan degazörler, özellikle taze besleme suyu oranının yüksek olduğu yüksek basınçlı kazanlı sistemlerde kullanılırlar. Bu cihazlar, kısmen kondens tankında parçalanan karbonatların kendi bünyelerinde de parçalanmalarını ve gazlarını açığa çıkarmalarını da sağlarlar.
2--Bu cihazların işletme sıcaklığı 102 - 105 ºC, işletme basıncı 0,2 - 0,5 atü mertebesinde olup, gaz alma verimleri %96 - %100 aralığındadır.
3--Sıcaklık yüksek olduğundan kazan besleme pompalarının kavitasyona neden olmadan sağlıklı çalışmalarını sağlamak amacıyla pompalardan asgari 4 -4, 5 metre yükseklikte tesis edilmeleri zorunludur.
4--Bu tipteki degazör sisteminde ısıtıcı buharın diğer bir kısmı, özel bir karışım donanımı ile doğrudan degazör tankı içindeki suya verilerek, suyun kaynayarak gazını bırakması sağlanır ve yeniden gaz alması engellenir.
2--2. tipteki sıcaklık + pulverizasyon esasına göre çalışan degazörler, özellikle taze besleme suyu oranının düşük olduğu orta basınçlı kazanlı sistemlerde kullanılırlar.
2.1--Bu cihazların işletme sıcaklığı 90 - 95 ºC, işletme basıncı atmosferik, gaz alma verimleri %90 - %95 aralığındadır.
2.2--Karbonatların parçalanması kendi bünyelerinde veya kondens tankında gerçekleşir. Sıcaklık yüksek ve kavitasyon tehlikesi olmadığından kazan dairesi zemininde veya kondens tankı üzerinde tesis edilebilirler.
2.3--Her iki degazör sistemininde besleme suyu pulverize edilmek ve degazör tavalarından geçirilmek suretiyle buharla karıştırılarak sıcaklığı arttırılır ve böylece O2 ve CO2 gazları besi suyundan ayrıştırılır. Serbest kalan O2 ve CO2 gazları degazör üzerindeki otomatik gaz atma vanasından dışarı atılır.
7--Degazör Domu:
7.1--Kapasiteye uygun çap ve boyutta, gerekli kalınlıkta St.37 veya paslanmaz malzemeden imal edilmektedir. Dom, tanka kaynaklı veya flanşlı olarak bağlanır.
7.2--Siyah malzemeden imal edilen dom, imalatı müteakip komple sıcak daldırma galvaniz işlemine tabi tutulur.
7.3--Dom içinde besleme suyu pulverize sistemi ile AISI 316L kalitede paslanmaz sactan imal edilmiş pülverizasyon tablaları bulunmaktadır
8--Degazör Tankı:
8.1--Degazör tipine ve kazan dairesi yerleşme durumuna göre yatık veya dik silindirik, bombe başlı tipte St.37 malzeme kullanılarak imal edilir. Sac kalınlığı normal tanktan 1-2 mm kalın olarak seçilir.
8.2--Gerektiğinde tank iç kısımdan vakuma karşı NPI - NPU profiller ile takviye edilir. Tank üzerinde dom bağlantı flanşı ile gerekli diğer armatür bağlantı flanşları ve tabanında karışım tipli ısıtma için buhar dağıtım kollektör ve boruları bulunmaktadır
9--Çürük Buhar Yoğuşturucusu:
9.1--Degazörden çıkan korozif gazlar ile karışık çürük buharın içindeki korozif gazları ayırmak ve ısısını geri kazanmak amacıyla kullanılan Çürük Buhar Yoğuşturucusu, eşanjör tipindedir.
9.2--Çürük buhar, besleme suyu ile soğutularak yoğuşturulmakta, böylece besi suyu da ön ısıtmaya tabi tutulmuş olmaktadır. Yoğuşturucudan çıkan yoğuşum suyu bir boru ile tekrar degazöre verilmektedir.
9.3--Çürük Buhar Yoğuşturucusu, sıcak daldırma galvanizli gövde içinde bakır borulu veya tamamen paslanmaz malzemeden imal edilmektedir
10—İzolasyon:Degazör domu, tankı ve yoğuşturucu dış yüzeyleri iki kat antipas boya ile boyanmakta, müşteri isteğine bağlı olarak uygun kalınlıkta cam yünü üzerine uygun kalınlıkta galvaniz sac, aluminyum veya paslanmaz kaplı olarak izole edilmektedir.
11--Degazör Armatürleri:
11.1--Degazörlerde, degazör tipi, kapasitesi ve işletme şartlarına uygun olarak basınç düşürücü vana, termostatik vana, buhar ve su bağlantı ve by pass vanaları, seviye kontrol düzeni, boşaltma vanası, su çıkış vanası, otomatik gaz tahliye vanası, cam borulu su seviye göstergesi, manometre ve termometre gibi işletme, kontrol ve emniyet armatürleri kullanılır. Armatür seçiminde kapasite, kalite ve fiyatın yanında işletme ve bakım kolaylıkları dikkate alınır
2.9-- Ters Osmos (Reverse Osmosis) İle Kazan Besi Suyunun Hazırlanması:
1--Ham su yüksek iletkenlikte olduğunda kazan besi suyunun klasik yöntemler ile hazırlanması (su yumuşatma cihazı ve dealkalize cihazı ile) çok blöf yapılmasını gerektirir, blöflerin fazla olması ile çok miktarda ısı ve kimyasal dışarı atılır ve işletmenin verimi çok düşer.
2--Yüksek iletkenlikte ham suyu olan işletmelerin klasik yöntemden vazgeçip TERS OSMOS (T.O.) sistemi ile besi suyu hazırlamaları işletmeye ekonomi sağlar.
3--Klasik cihazlara göre ilk yatırımı biraz daha yüksek olan T.O. sistemi çok kaliteli su ürettiği için sonuçta çok ekonomik bir işletme sağlanmış olur.
3--T.O. sistemi ile üretilen suyun sertliği ve alkalinitesi çok düşük seviyelere iner, ham suya kıyasla iletkenlik % 2 seviyesine iner, silikat % 3 kadar kalır.
4--T.O. ile hazırlanan yüksek kalitede bir besi suyu ile işletilen buhar sisteminde elde edilecek tasarruf:
4.1--blöfler en az onda bire düşeceği veya daha da azalacağı için ısı enerjisi tasarrufu çok yüksektir;
4.2--yüksek kaliteli su kullanıldığı için kazan suyuna verilen kimyasalların çoğuna ihtiyaç kalmaz, kazan suyuna yalnızca az miktarda oksijen tüketici kimyasal vermek yeterlidir.
4.3--blöflerin azalması ile kazan kimyasallarının blöf ile atılması da çok aza iner;
- kaliteli sudan dolayı taş oluşmayacak, dolayısı ile kazanın ısı geçirgenliği ve ısı verimi çok yüksek olacaktır, bakımlar da en aza indirilecektir,
4.4--pH derecesinin 9,5 civarında tutulması ile korozyon önlenebilir,
4.5--alkalinite ve iletkenlik çok azaldığından kazanda köpürme ve buhar ile sisteme mineral kaçması olmaz, üretilen buharın kalitesi yükselir;
4.6--alkalinitenin çok az olması nedeni ile kazan içinde karbondioksit oluşmaz, dolayısı ile kondens borularının korozyonu da en aza iner;
4.7--klasik cihazlara karşı çok az bakım isteyen T.O. sisteminin özel personele ihtiyacı yoktur, yalnızca kazan dairesine bakan vardiya teknisyeninin gözetimi altında T.O. sistemi çalışır.
5--T.O. cihazları, kendi kendini temizleyerek çalışır ve bu temizleme için çalışması sırasında T.O. ham suyun % 20 - % 40 kadarını atar. T.O.'nun su atışı ile Su Yumuşatma cihazlarının rejenerasyonda attığı su karşılaştırıldığında T.O. cihazı verimsizmiş gibi görünür. Ancak, bir buhar tesisinde yalnızca su hazırlama cihazlarını değil de buhar kazanı işletmesinin tamamını karşılaştırdığımızda T.O. sistemi ile su hazırlayan buhar tesisinin çok daha verimli olduğu görülür.
6--Çünkü T.O. üretim suyu ile beslenen buhar kazanından yapılan blöfler klasik yumuşatıcılı tesise kıyasla en az 1/10 oranındadır.
7--Buhar kazanından yapılan blöfler ise T.O.'nun telef ettiği "ham su" kadar ucuz değildir, bu blöf ile atılan su çok yüksek miktarda ısı ve birçok kazan kimyasalı içerir. Bu görüşü doğrulayan T.O. suyu kullanan bir tesisin işletme ekonomisini göstermektedir.
8--T.O. cihazının kendini temizlerken attığı su sanayi tesislerinin atığı ile karıştırılmamalıdır. T.O.'nun attığı su içinde yalnızca tabiatta bulunan mineraller konsantre halde bulunur, bu su içinde tabiata zarar verebilecek bir kimyasal olmadığı için, T.O. cihazını çok kullanan ülkelerin tüzüklerine göre bu su doğruda denize, derelere veya yağmur kanallarına verilebilir.
9--Besleme suyu saflığı gereksinimleri, kazan basıncına, kazan tasarımına ve uygulamalara bağlıdır ve çok çeşitli farklılıklar gösterebilir.
2.10--Kazan besleme suyunun özelliğini belirleyen ölçümler
1--Kazan besleme suyunun kireç yapıcı, nötr ya da korozif karakterde olup olmadığını belirleyen ve şartlandırma tipi ve ihtiyacının tanımlanmasında yardımcı olan analiz değerleri şunlardır:
1--İletkenlik: Suyun içerdiği çözünmüş iyonların miktarını belirler. Su saflaştıkça iletkenlik azalır. Birimi direnç biriminin tersi olup, µS/cm’dir. Sınır değerlerin dışındaki iletkenlik, korozyon ve sürüklenmeye neden olur.Besleme suyu iletkenliği ters ozmos ve demineralizasyon ile istenilen aralığa getirilebilir.
2--Toplam çözünmüş katı madde: Suda çözünmüş tüm katı maddelerin miktarının ölçüsüdür. Bu değerle, iletkenlik değeri arasında doğrudan bir orantı vardır.
3--Askıdaki Katı Maddeler: Su içinde çözünmeden asılı kalan maddeler, suya bulanıklık ve istenmeyen renklilik verir. Bu tip sular, fiziki filtreden geçirilerek kazana beslenmelidir. Aksi takdirde, askıdaki maddeler yumuşak birikinti, gevşek çamur ve köpürmeye neden olur.
4--pH değeri: Suyun asidik ya da bazikliğinin ölçüsüdür. Sınır değerlerin dışında ölçülen pH değerleri, asit veya kostik korozyonuna neden olur. Asit veya kostik eklemesiyle pH ayarı yapılabilir.
5--Alkalinite: Suyun içerdiği hidroksit, karbonat ve bikarbonat suyun alkalinitesini (bazlığını) oluşturur. P alkalinite ve M alkalinite olmak üzere iki ayrı değer cinsinden ifade edilir. Bu değerlerden yola çıkarak suyun içerdiği hidroksit, karbonat ve bikarbonat iyonlarının miktarları (ppm CaCO3) cinsinden hesaplanır.
5.1--Çok düşük ya da çok yüksek alkalinite, kazanda köpürmeye, kostik kırılmasına ve buhar-kondens hatlarında karbondioksit korozyonuna neden olur. Dealkalizasyon işlemi ile suyun alkalinitesi istenilen aralığa getirilir.
6--Toplam sertlik: Suyun içerdiği çözünmüş kalsiyum ve magnezyum tuzlarının miktarı, suyun sertliğinin ölçüsüdür. Suların sertliği, uygulamada yaygın olarak içerdikleri sertlik veren maddelerin CaCO3 cinsinden miktarı ile belirlenir. Yüksek sertlik, kazanda kışır oluşumuna neden olur. Suyun sertliği, kazana girmeden önce su yumuşatma işlemi ile giderilir.
2.11--Ön şartlandırma ve su yumuşatma:
1--Ön şartlandırma yöntemleri, besleme suyunu kazana girmeden önce sisteme hazırlamak için kullanılır. Kullanımı en yaygın kazan dışı ön şartlandırma işlemi yumuşatmadır. Birçok işletmede ham su olarak sertliği oldukça yüksek olan kuyu suları kullanılmaktadır. Bu kadar yüksek sertliğin ve bazı diğer safsızlıkların kazan içi kimyasal şartlandırma ile tamamen giderilmesi mümkün değildir.
1.1--Bu nedenle, su kazana beslenmeden önce bir yumuşatma devresinden geçirilerek fazla sertliği alınmalıdır. En çok kullanılan yumuşatma yöntemi, iyon değiştirme ile suyun sertliğinin giderilerek yumuşak su haline getirilmesidir.
1.2--Suyun karakterine göre uygulanacak farklı tipte ön şartlandırma teknikleri vardır.
Filtrasyon: Suyun bir fiziki filtreden geçirilmesiyle, filtre gözeneklerinden geçemeyecek büyüklükteki kum, kil ve bazı organik maddeleri ayırma işlemidir.
2.12--Ters Ozmos (Reverse Osmosis, RO):
1--Ters ozmosu anlamak için önce ozmosu anlamak gerekir. Ozmos, sadece konsantre çözeltiden seyreltik çözeltiye doğru iyon geçişine izin verirken aksi yönde iyon akışına izin vermeyen yarı geçirgen bir zar kullanır.
2--Ters ozmos ise yüksek bir yapay basınçla ozmotik basıncı yener ve ozmos prosesini ters yönde işleterek membranın bir tarafında çözünmüş katıları konsantre eder. Normal işletme basınçları 300-900 psi dir.
3--Ters ozmos ham sudaki çözünmüş katı miktarını düşürerek çıkış akımını sonraki ön şartlandırmaya hazır hale getirir. RO, besleme, saf su ve konsantre olmak üzere üç akışa sahip bir çapraz akım filtrasyonu yöntemidir.
3.1--Bu yöntemde, membran yüzeylerine paralel akan basınçlı bir besleme akışı kullanılır. Saf suya yakın saflıktaki su membranlardan geçer ve buna permeat denir. Besleme suyu, membranlardan geçerken arkasında iyonları ve konsantre içinde kalan katıları bırakır.
3.2--Membran yüzeylerinde sürekli bir akış olduğundan, bırakılan katı parçacıklar yüzeyde birikmez ve membran tıkanmaz. Bunun yerine, konsantre akışıyla sürüklenir. Zaman zaman maliyetli olsa da, bu işlem her tip su için kullanılabilir ve endüstride gittikçe yaygın hale gelmektedir.
2.13--Koagülasyon-Flokülasyon:
1--Su girdilerinden askıdaki katı maddelerin ve rengin uzaklaştırılmasına arıtma denir. Askıdaki maddeler, kendi ağırlıkları etkisiyle çökebilen (sedimentasyon) büyük parçacıklar içerebilir. Bu durumlarda arıtma çöktürme havuzları ya da filtreden oluşur. Fakat genellikle su içindeki asılı maddeler, kendiliğinden çökemeyecek ve filtreden geçebilecek kadar küçük parçacıklar içerirler. Bu çok ince şekilde dağılmış ya da kolloidal maddelerin giderilmesi için koagülantlar (pıhtılaştırıcı) kullanılması gerekir.
2--Koagülasyon, çok ince dağılmış ya da kolloidal safsızlıkların elektriksel yüklerinin nötralize edilmesidir. Kolloidal parçacıklar, kendilerini askıda tutan geniş yüzey alanlarına sahiptirler. Ek olarak, parçacıklar birbirini çeken ve birbirlerine yapışık tutan negatif elektriksel yüklere sahiptir. Flokülasyon ise koagüle olmuş parçacıkların , elektriksel çekim kuvveti yardımıyla birarada tutulmasıdır..
2.14--İyon değiştirme:
1--Suyun doğal ya da sentetik reçinelerden geçirilmesiyle, çözünmüş katıların giderilmesi işlemidir. Mineraller suda çözündüklerinde iyon adı verilen elektrik yüklü parçacıklar oluştururlar.
2--Belirli doğal ve sentetik maddeler, su içindeki mineral iyonlarını diğerleri ile değiştirerek giderme yeteneğine sahiptirler. Örnek olarak, suyun katyon değiştirici bir yumuşatıcıdan geçirilmesiyle kalsiyum ve magnezyum iyonları, sodyum iyonlarıyla yer değiştirebilir.
3--İyon değiştirme prensibiyle çalışan su yumuşatma ünitelerinde rejenerasyon-tuzlama
İyon değiştirici reçinelerin sudaki iyonları gidermek için sınırlı bir kapasiteleri vardır. İyon değiştirme işleminin tersi olan rejenerasyon işlemi reçineyi orjinal formuna dönüştürür.
4--Rejenerasyon çevrimi, geri yıkama, reçine yatağına tuzlu su emişi ve durulamadan oluşur. Geri yıkama ile reçine tanecikleri birbirinden ayrılır ve de tuzlu su ile muameleye hazır hale getirilir.
5--Geri yıkamada su akış hızına dikkat edilmesi gereklidir, reçine yatağının akışkanlaşmasına ve sistemden atılan su ile reçine kaybına izin verilmemelidir.
6--Cihaz 5-10 dakika ters yıkanmalıdır. Rejenerasyonda %15-20’lik tuz çözeltisi kullanılır. Çözelti 45–60 dakika cihazdan geçirilir. Beher litre reçine için 150–250 gr tuz kullanılmalıdır.
7--Cihazın tuzlu su çözeltisi ile teması esnasında, iyon değiştirici reçine sudan uzaklaştırıp tuttuğu iyonları bırakır ve bu iyonlar reçine tankından dışarı atılır. Reçine sonraki kullanım için hazır hale gelmiş olur.
8--Su yumuşatma sistemlerinden geçirilen suların sertliğini sıfıra indirmek mümkündür. Zaman zaman az miktarlarda sertlik kaçağı görülebilir. Söz konusu sertlik kaçağı rejenerasyon esnasındaki tuzlama miktarı arttırılarak giderilebilir.
8.1--Ancak, ham su TDS değeri arttıkça, yumuşatma sistemi çıkışındaki sertlik kaçağı da artacaktır.
9--Reçinelerin kirlenerek su yumuşatma kapasitelerinin düşmesi halinde DERET reçine temizleyicisi ve aktivatörü ile, su yumuşatma devresi eski kapasitesine getirilir.
2.15--Kazan içi kimyasal şartlandırma:
1--Kazan içindeki suyun kimyasal şartlandırması, su ön arıtmadan geçsin veya geçmesin zorunludur. Kazan içi şartlandırma, miktarın büyüklüğüne küçüklüğüne bakmaksızın sertlik, oksijen, silis, demir gibi besleme suyu ile kazana giren safsızlıkları gideren kazan dışı ön arıtmayı tamamlayıcı bir işlemdir.
2--İç şartlandırma programının amaçları
2.1--kazana giren besleme suyu sertliği ile reaksiyona girmek ve kazan metali üzerinde kışır-kireç şeklinde çökmesini engellemek
2.2--kireç çamuru gibi herhangi bir askıdaki maddeyi kazanda şartlandırmak ve kazan metaline yapışamaz, tutunamaz hale getirmek
2.3--kazan suyu sürüklenmesinin nedenlerini kontrol etmek ve önlemek
2.4--besleme suyundan oksijeni uzaklaştırarak oksijen korozyonunu önlemek
2.5--kazan korozyonunu engellemek için yeterli alkaliniteyi sağlamak
3--Ek olarak, tam bir şartlandırma programı, besleme suyu sisteminin korozyonunu ve kireç oluşumunu önlemeli ve buhar-kondens sistemlerini de korozyona karşı korumalıdır.
4--Bir kazanın verimi direk olarak besleme suyunun kalitesine bağlıdır. Besleme suyu sistemi degazör, besleme suyu pompaları ve kazana giden boru hattından oluşur. Besleme suyu, kazana girmeden önce içerdiği oksijen uzaklaştırılmalıdır. Aksi halde, tüm kazan sistemi boyunca korozyon oluşabilir, yer yer delinme ve çürümeler gözlenebilir.
4.1--Yarıkların oluşması tüpte şişkinliğe neden olur ve bu durum devam ederse işletmenin kısa süreli duruşuna yol açar. Kazan içi kimyasal şartlandırmanın ana hedefi suyun kazan içinde kışır-kireç ve korozyon oluşturma özelliklerini bertaraf etmektir.
2.16--Buhar kazanlarında oluşan kışır-kireç ve birikinti oluşumunun nedenleri ve çözümleri:
1-- Su safsızlıkları kazan içine kondens kaçaklarından ve besleme suyundan girer; korozyon ürünleri ise, hem korozyon sonucu oluşur hem de kondens dönüş ve besleme sularından gelir.
Çözünmüş kalsiyum ve magnezyum bikarbonat bileşikleri, ısı etkisiyle parçalanarak karbondioksit ve çözünmeyen karbonatlar oluşturur.
1.1--Bu karbonatlar kazan metali üzerinde direk çökebilirler ya da kazan suyu içinde kazan yüzeylerinde birikecek olan gevşek bir çamur oluştururlar.
2--Kalsiyum sülfat ve silis genellikle kazan metali üzerinde direk çöker ve gevşek çamur oluşturmaz. Bu nedenle, bu bileşikleri uzaklaştırmak daha zordur. Silis genellikle suyun içinde yüksek miktarlarda bulunmaz fakat belli koşullar altında haddinden fazla sert kışır oluşturabilir.
3--Besleme suyuyla gelen askıda ya da çözünmüş demir de kazan metali üzerinde birikir. Yağ ve prosesten gelen diğer kirleticiler de safsızlıkların depozit oluşturmasını hızlandırarak kazan metali üzerinde birikirler.
4--Normal koşullarda, sodyum bileşikleri birikim yapmazlar. Sodyum depozitleri, kurumuş tüp, kararlı bir buhar örtüsü ya da gözenekli depozitlerin varlığı gibi olağandışı hallerde oluşur.
5--Buhar kazanlarında ve soğutma suyu sistemlerinde kışır oluşumu, besleme suyunun yeterli derecede şartlandırılmaması ve sistem suyu mineral konsantrasyonunun doyma noktasını geçmesi ile oluşur.
6--Kışır oluşumunu önleyici kimyasal katkı malzemesi kullanılmaması sonucunda kızgın kazan boruları üzerinde bulunan mineralli su tabakası, su buharı, karbondioksit, oksijen ve benzeri gazların uzaklaşması sonucunda mineralleri üzerinde depo ederek pişirip sertleştirir.
7--Bu sertleşmiş tabaka kışır veya kireç taşı olarak adlandırılır.Kireçlenme ve korozyon sonucunda kalın bir kireç taşı tabakası oluşur. Oluşan bu kireç taşı kuvvetli bir izolasyon tabakası oluşturarak ısı transferini engeller.
8--Bu izolasyon tabakası aşırı yakıt sarfiyatı ve verim düşüşüne neden olarak ısı transfer yüzeylerinde sıcaklığı arttırır. Isı transfer yüzeylerindeki yüksek sıcaklık sonucunda metallerde termal gerilmeler, yanmalar ve malzeme deformasyonu meydana gelir.
9--Birikinti oluşumu :
1--Isıtma-soğutma sistemlerinde yeterli ve etkin şartlandırma olmamasından dolayı ortaya çıkan birikintiler önlenmediğinde ekipman malzemesi ve ekipman verimi üzerinde olumsuz etkiler yaratır.
2--Uzun vadede bu problemler, uzun duruş sürelerine, ısı transfer kayıplarına, su , enerji ve bakım maliyetlerinin artmasına, ekipman malzemesi hasarlarına dönüşür. Bu etkileri aşağıdaki şekilde gruplayabiliriz.
3--Termik iletkenliğin azalması: Meydana gelen kışır ve birikintiler kötü ısı ileticilerdir ve çeşitli iletkenlik değerlerinin gösterdiği gibi izole edici görevi görürler. Oluşan kışır-kireç tabakası, buhar kazanının sağırlaşmasına ve buhar eldesinin azalmasına neden olur. Ayrıca, oluşan kışır-kireç tabakası, yakıt sarfiyatını arttırarak buhar eldesinin birim maliyetini yükseltir.
2--Metal cidarında sıcaklık birikmesi: Kışır-kireç tabakası ile kaplanmış olan bir cidar, ısı transferini engellediği için cidarın sıcaklığı yükselir. Bu olaya aşırı ısınma denir ve metal, mekanik özelliklerinden bir kısmını (elastikiyet vs. ) kaybedebilir. Bunlar lokal şekil bozuklukları meydana getirip, boru patlamalarına sebep olurlar.
10--Isı transfer yüzeylerinde biriken kirecin yakıt sarfiyatı ve enerji maliyeti üzerindeki etkisi
1--Suyun içindeki mineraller ısı transfer yüzeylerinde çökerek kışır oluşturmaktadır. Kışır kalınlığı belli boyutlara ulaştığında önce yakıt sarfiyatı artmakta sonra metal deformasyonu daha sonra da delinme ve patlama gibi tehlikeli boyutlara ulaşmaktadır.
2--Yapılan incelemelerde kışırın yapısı ve özelliğine göre;
Kışır Kalınlığı (mm)……….. Yakıt Kaybı(%)
0,50………………………..0,6
0,80………………………..0,9
1,20……………………….16,0
1,50……………………….15,0
1,80……………………….13,0
3,85……………………….15,7
6,00………………………..25,0
6,00………………………..35,0
6,00………………………...50,0
13,00………………………..60,0
2.1—Yaklaşık Formül: Yakıt Kaybı(%)=Kışır kalınlığı(mm)*5+4
3--Buhar kazanlarında 2 mm kışır kalınlığından sonra yavaş yavaş termal gerilmelerle konstrüksiyon zorlanmakta, aynalar ve borular arasında gevşemeler meydana gelmektedir. Çünkü metali örten kışır tabakasının ısı iletkenliği ve gerilmesi metalden farklıdır. Bu nedenle kazanda ayna-boru bağlantılarında sızdırmalar başlayacaktır. Kışır kalınlığı arttıkça sızdıran boru sayısı da doğal olarak artacaktır.
4--Kışır kalınlığı 4 mmye ulaştığında metalin kristal yapısı bozulacağından ve sertleşme meydana geleceğinden kazan sistemi güvenilir olmaktan çıkacaktır. Külhan çökmesi, boru patlaması, ayna çatlakları gibi tehlikeler her an beklenecektir.
5--Ayrıca kışır sebebi ile boru çeperinin daralması, hacim küçülmesi, verim düşüşü, tahliye pompalarının zorlanması gibi problemler de meydana çıkacaktır.
6--Bütün bu problemlerden kurtulmanın yolu, buhar kazanlarında, eşanjörlerde, boylerlerde kimyasal su şartlandırması uygulanarak kışır oluşumuna engel olmaktır.
7--Buhar ve ısıtma kazanlarında oluşan kışır-kireç tabakasının metale zarar vermeden temizlenmesi (DERAS) ve nötralize edilmesi (DERALKALİN) gerekir.
11--Korozyon ve korozyon oluşumu sebepleri
1--En basit tanımıyla genel korozyon metalin cevher formuna geri dönmesidir. Örneğin demir, korozyon sonucu demir oksit bileşiklerine dönüşür. Korozyon süreci karmaşık bir elektrokimyasal reaksiyondur.
2--Korozyon geniş bir metal yüzeyinde genel bir zarar verebilir veya metalin iğne deliği şeklinde yer yer oyulmasına, delinmesine neden olabilir. Sistem üzerindeki işletme yükü ve stresi, pH koşulları ve kimyasal korozyon önemli bir etkiye sahiptir ve farklı hasarların oluşmasına neden olurlar.
12--Korozyon genellikle nerelerde görülür:
1--Besleme suyu sisteminde korozyon, suyun pH değerinin düşüklüğünün, suda çözünmüş oksijen ve karbondioksit varlığının bir sonucu olarak oluşabilir.
2--Devrede olan kazan korozyonu, kazan suyu alkalinitesinin çok düşük ya da çok yüksek olduğu durumlarda oluşur. Özellikle kazanın kullanım dışı olduğu zamanlarda çözünmüş oksijen taşıyan su, metalle temas ettiğinde korozyon oluşur.
3--Kazan metali üzerindeki yüksek sıcaklık ve baskılar, korozyon mekanizmasını hızlandırır. Buhar ve kondens sisteminde korozyon genellikle karbondioksit ve oksijen kirliliğinin bir sonucudur.
3--Amonyak ve sülfür içeren gazlar gibi diğer kirleticiler de sistemde bulunan bakır alaşımlar üzerindeki zararı arttırabilir.
12.1--Korozyonun yol açtığı problemler
1--Korozyon iki bakımdan zorluklara neden olur. Birincisi metalin kendisinin bozunması ikincisi ise korozyon ürünlerinin kazanda yüksek ısı açığa çıkan alanlarda depozit şekilde birikmesidir.
2--Kazan yüzeylerinde özdeş korozyon oluşması gerçek uygulamada çok nadir rastlanabilecek bir durumdur. Tüm kazanlar az bir miktarda genel korozyona uğrarlar. Korozyonların birçok sinsi formu vardır.
3--Demir kaybına yol açan derin pittingler, suyun kazan tüp çeperlerinin içine işlemesine ve tüplerin yarılmalarına yol açar.
4--Kazan birikintilerinin altındaki korozyon, metali çok zayıflatabilir ve tüp arızaları oluşabilir. Buhar-kondens sistemlerinde hatların ve ekipmanların korozyon yüzünden yenilenmesi çok maliyetli olabilir.
12.2--Buhar kazanlarında oluşan korozyon çeşitleri
1--Oksijen Korozyonu:
1--Oksijen çok önemli bir korozyon faktörüdür. Metal üzerinde derinlemesine oyuklar ve karıncalanma (pitting) şeklinde korozyona sebep olur. Sıcaklık yükselmesi, korozyon reaksiyonunu hızlandırır.
2--Oksijenin çözünürlüğü, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak azaldıkça, oksijen suda aşırı doymuş halde bulunur ve likit fazı terkederek kazan cidarlarına doğru gitme eğilimi gösterir. Temas ettiği havasız yerlerde aşırı oksijen bulundurduğu için anodik reaksiyon verir. ( Diferansiyel havalandırma)
3--Karbondioksit Korozyonu: Çözünmüş olan CO2 aşağıdaki denkleme göre asiditeyi biraz arttırır. CO2 + H2O - HCO3- + H+
Bu olaydan meydana gelen asidite, özellikle kondens devrelerinde önemlidir. Kazana gönderilen karbondioksit gazı , bikarbonatların çözünmesinden meydana gelir ve kondens suyunda çözünür.
2 HCO3- › CO3-2 + CO2 + H2O
CO3-2 + H2O › CO2 + 2OH-
4--Kostik Kırılması:
1--Kostik veya kalevi korozyonlara kostik kırılma da denir. Bu korozyon şekli maddenin kristal yapısının arasında meydana gelen bir olaydır. Cidar üzerinde bulunan bir kırık veya çatlakta kalevi birikmesi olabilir. Bu olaya modern kazanlarda artık pek rastlanmaz. Çünkü hemen hemen hepsi kaynaklı olduğu için, kaleviler belli bir yerde konsantre olamaz.
5--Düşük pH Korozyonu (Asit Korozyonu):
1--Düşük pH seviyelerinde ve hidrojenin neden olduğu önemli korozyon türlerinden biri de hidrojen kırılmasıdır. Neden olduğu korozyon türü tekdüze asit korozyonundan farklıdır.
2--Genellikle kazan buharlaştırıcı ve zaman zaman da kızdırıcı borularında gözlenen hidrojen kırılmasının neden olduğu boru patlamalarında boru et kalınlığında bir incelme gözlenmez. Hidrojen kırılması genellikle yoğun birikintilerin altında gözlenir.
3--Hafif alkali ortamda oluşan hidrojen metale ulaşamaz. Ancak düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen ise kolayca metal içine yayılır.
6--Hidrojen Kırılması:
1--Düşük pH şartlarında çalışan kazanlarda asit korozyonundan farklı olarak hidrojenin neden olduğu korozyona hidrojen kırılması denir. Kazanda oluşan birikinti altında oluşan korozyon sonucunda açığa çıkan hidrojen, yüksek sıcaklıkta metal içerisine yayılarak çeliğin yapısındaki karbon ile tepkimeye girerek “dekarbürasyon” denilen olayı gerçekleştirir.
2--Düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen, kolayca metal içinde yayılır.
3--Hidrojenle, karbonun birleşmesi sonunda meydana gelen CH4 yani metan, sıcaklığın ve basıncın etkisiyle metal taneleri arasında çatlaklar ve ayrılmalar oluşturarar metalin tahrip olmasına neden olur.
7--Birikinti Altı Korozyonu:
1--Buhar kazanlarında oluşan birikintilerin alt kısımları, oluşturdukları çeşitli potansiyel farkları ile lokal korozyon oluşmasına neden olur. Birikinti altı korozyonu oluşmasını önlemek için kimyasal su şartlandırmasına özen gösterilmeli ve kazan suyu katkı madde derişimleri kontrol altına alınmalıdır.
8--Kazan sistemi korozyonunun önlenmesi için alınacak önlemler:
1--Korozyon önleme yöntemlerinin başlıcaları şunlardır;
1--besleme suyundaki çözünmüş gazlar (O2 ve CO2 vb.) fiziksel ve kimyasal olarak giderilmelidir.
2--kazan suyunun pH değeri ve alkalinitesi ayarlanmalı
3--iç yüzeyleri temiz tutulmalı, korozyonu hızlandırıcı etki gösteren birikintinin oluşması önlenmeli ve oluşan birikinti temizlenmelidir.
4--servis dışı kaldığı zamanlarda, yaş konservasyonla kazan korunmalı, metal yüzeyi koruyucu manyetik tabaka ile kaplanarak pasifleştirilmelidir (DEROX 5350-P)
5--buhar ve kondensat sistemlerinde bulunan korozif gazlar kimyasal şartlandırma ile giderilmelidir
6--Serbest hidroksit, silis, klorür iyonları derişimi sınırlandırılarak denetlenmelidir.
7--Kondens ve besleme suyundan gelecek korozyon ürünleri korozyon önlenerek giderilmelidir.
9--Kondens hattı şartlandırması
1--İşletmenin çeşitli proseslerinde kullanılmış buhar yoğunlaştırılır ve kazana geri döndürülür. Kondens dönüş suyu, besleme suyunun bir diğer bileşenidir. İşletme proses materyallerinden kaynaklanan kirliliğin tehlikesi oldukça büyüktür. Bazı kirleticiler arasında petrol, kimyasal malzemeler, gazlar ve soğutma suyu sayılabilir.
2--Kondens hatlarında oluşan karbonik asit korozyonu nötralize ve film yapıcı aminlerle önlenmelidir. Eğer kondens sistemi yeteri kadar korunmazsa korozyon yarıklarına ve bunun sonucunda da duruşlara neden olur.
3--Korozyon oluşurken demir ve bakır bileşikleri kazan sistemlerinin içine geri gider ve degazörü tıkayabilir, kazanda ve ekonomizerde depozitler oluşturabilir. Uygun şartlandırma yaparak kazan verimindeki düşüşü, aşırı ısınmayı ve kazan çatlaklarını önleyebilirsiniz.
10--Kondensat sistemlerinde korozyonun nedeni
1--Genel yaklaşım, kimyasal ve mekanik olarak besleme suyundan oksijenin uzaklaştırılması ve kazanda karbondioksit ve karbonik asit oluşumunu en aza indirmek için besleme suyunun şartlandırılmasıdır. Kimyasal şartlandırma ileride oluşabilecek potansiyel korozyon riskini azaltır. Uçucu aminler, karbondioksitin kondens içinde çözünmesiyle oluşan karbonik asidi nötralize eder. Uçucu film yapıcı inhibitörler metal ve korozif kondens arasında bir bariyer oluşturur. İşletme şartlarında ;
1--besleme suyunun karbondioksit ve bikarbonatlardan arındırılması
2--sistemin kesiksiz çalışmasının sağlanması
3--kimyasal şartlandırmanın sağlıklı ve etkin yapılması gerekmektedir.
4--Kondens sisteminde korozyonun önlenmesi için oksijen tutucu, nötralize edici ve film yapıcı aminler kullanılır.
11--Buhar kazanlarında köpürme
1--Buhar kazanlarında yağ, organik maddeler, silis, tuzlar, toplam çözünmüş maddeler ve kazan suyunun toplam alkalinitesi kazan içindeki yüksek basınç ve sıcaklıkla etkileştiğinde köpürmeye neden olur.
2--Kazanlarda köpüklenmeyi ve su sürüklenmesini önlemek için düzenli blöf sisteminin çalışır halde olması ve su şartlandırma kimyasallarının özel köpük kesiciler içermesi gerekir. Kazan suyunun köpürmesinin önlenmemesi, köpük nedeniyle kazanın susuz kalarak yanmasına neden olur.
3--Kazan suyunda oluşan köpüklenme ise suyun sisteme sürüklenmesine neden olur. Kazan suyu sürüklenmesi, kazan suyu katılarıyla buharın kirlenmesidir.
12--Blöf ve blöfün önemi:
1--Blöf, kazan suyu içinde buharlaşma sonucu konsantrasyonu artan çözünmüş ya da askıda kalmış katı madde miktarını, kazan için belirlenen limitlere çekebilmek amacıyla kazan suyunun bir kısmının sistemden atılması işlemidir.
2--Kazana besleme suyu ile gelen katı asıltılar ve çözünmüş katı maddeler buhara geçemeyeceğinden kazan suyunda kalır ve zamanla derişimi artar. Eğer blöf ile kazan suyu ayarlanmazsa buhar kalitesi bozulur ve kısa zaman sonra kazan çalışmaz hale gelir.
3--Kazan suyundaki katı asıltılı ve çözünmüş madde konsantrasyonunun kazana zarar vermesini engellemek amacıyla kazan suyundaki bazı parametrelere sınır değerler konulmuştur ve blöfler bu sınır değerlere göre yapılır. Kazan suyu sınır değerleri kazan ve sistem türü ile özellikle kazanın çalışma basıncına bağlıdır. Yapılan blöf ile kazan suyunda istenmeyen safsızlıklar (katı asıltılar, tüm tuzlar, alkalinite ve silis) kazan dışına atılarak istenen sınır değerlerin altına düşürülür.
4--Düzenli blöfün faydaları
İşletmelerde kullanılan suyun değerleri ve kazanın tipi, çalışma basıncı dikkate alınarak belirlenen blöfler düzenli yapıldığı takdirde;
1--daha saf ve temiz buhar elde edilir.
2--kazan dibinde birikinti oluşması ve birikintinin neden olacağı korozyon ve ısı kaybı önlenir.
3--kazan suyunun köpürmesi ve buhar hattına taşınması engellenir.
4--kazan suyundaki çözünmüş katı madde ve askıdaki madde miktarı kontrol altına alınmış olur.
5--kazanda özellikle seviye göstergesinin bulunduğu bölgenin çamurdan dolayı tıkanarak göstergenin devre dışı kalması ve kazanın susuz kalma ihtimali önlenir.
6--Sonuç olarak blöf, kazan suyunda birikinti oluşumu, korozyon ve sürüklenme eğilimini en düşük seviyeye indiren önemli ve zorunlu bir işlemdir. Buhar kazanı sistemlerinizde su şartlandırma programını yürüten Deren Kimya temsilcinizin rutin analiz sonuçlarına göre önerdiği blöf programını uygulamanız sisteminizi koruyacaktır.
13--Isıtma-Soğutma Sistemleri İçin Su Şartlandırma:
1--Benzer problemler evsel sistemlerde de sıkça görülmekte ve ısı kayıplarına, aşırı yakıt sarfiyatına ve sistem hasarlarına yol açmaktadır. Kalorifer kazanlarında, özellikle çok kalınlaşan tabakalar, kireçin ısı transfer katsayısının metale göre çok düşük olması sebebiyle izolasyon etkisi gösterir ve %50 ’ lere varan fazla yakıt tüketimi artışlarına ve fazladan enerji sarfiyatına neden olur.
2--Bu tip katman oluşumları istenmeyen kazan gürültülerine sebep olur ve bazı durumlarda farklı gerilme kuvvetleri nedeniyle kazan hasarlarına ve kazan patlamalarına neden olur. Bazen de oksit tortularının aşırı biriktiği yerlerde büyük delinmeler ve buna bağlı olarak sızıntılar ortaya çıkar. Yani kazan, tesisat, armatürler, dağıtıcılar, boylerler, radyatörler korozyon hasarlarından hızlı olarak etkilenirler.
3--Çamurların ve diğer kirlenmelerin önlenmesi için yeni monte edilen ve kullanılmamış tesisatların bile imalat artıklarından, yüzey koruyuculardan ve yağlardan temizliği gereklidir. Özellikle eski kalorifer tesisatlarında ve kazanlarında iyileştirme ve yaz bakım çalışmaları yapılırken sistem kontrol edilmeli ve gerekli görülmesi halinde kimyasal temizlik işlemi yapılmalıdır.
4--Çamurlar, tortular ve kireç (scale) yapışabilir nitelikte, sert ve büyük bir özgül ağırlığa sahip olduğundan, su veya su-hava karışımlarıyla yapılan temizliklerle giderilemezler. Hatta çok aşırı kirliliklerde neredeyse hiç etkili olmazlar.
5--Isı tekniği tesisatları için özel olarak geliştirilen ve uygulanan temizlik işlemleri, tesisin hassas bir şekilde ve tamamen temizlenmesini sağlayabilir. Bu formülasyonlar kireç tortularını, pas oluşumlarını ve demir oksitleri kolaylıkla çözer ve yapısındaki inhibitörler sayesinde tesisat – kazan metaline zarar vermezler. Ayrıca yapısındaki yüzey ıslatıcılar sayesinde reaksiyon süreleri kısaltılır. Bu şekilde temizlenen tesisatlar büyük ölçüde yeniden verimli tesisat kriterlerine ulaşırlar.
6--Yeni veya eski kimyasal temizlik işlemi uygulanan sistemlerde adı geçen problemlerin tekrar yaşanmaması için bu sistemlere özel olarak geliştirilen katkılar ilave edilir. Bu katkılar sayesinde sistemdeki kireç oluşumları ve oksijen reaksiyonları önlenerek korozyon olması engellenir. Böylece sistem tam anlamıyla korunmuş ve arızasız çalışır hale getirilmiş olur.
14--Ekonomizer:
1--Bir kazandan bacaya verilmek üzere çıkan duman gazları genellikle kazan çalışma rejimi sıcaklığından 40°C ila 80°C daha yüksek olmaktadır.
2--Kazan çalışma sıcaklığı ve buna bağlı olarak kazan duman gazı çıkış sıcaklığı yükseldikçe, duman gazları vasıtasıyla çevreye atılan enerji miktarı da artmaktadır.
3--Bacadan atılan bu atık ısının bir kısmının geri kazanılması, kazan veya sistem verimini yükselterek yakıt tasarrufu sağlayacaktır.
4--Ekonomizerler, ısı, buhar veya güç üretim tesislerinde kazanlardan çıkarak bacaya verilen duman gazları üzerinde bulunan ısının bir bölümünü, bünyelerinde sirküle eden suya aktarmak suretiyle, geri kazanmak amacıyla kullanılırlar.
5--Geri kazanılan bu ısı, kazan besleme suyuna verilebileceği gibi, tesiste ısıtma, banyo, yıkama, vb. amaçlar için kullanılacak suya da verilebilir.
6--Kazan duman gazı çıkış sıcaklığı, kazanın çalışma rejimine, kazanın bünyesel verimine, kazan-brülör uyumuna ve yakıt cinsine bağlı olarak belli bir büyüklükte olur. Ekonomizer gaz çıkış sıcaklığını ise, kullanılan yakıtın cinsi ve ısının aktarılacağı akışkanın çalışma koşulları belirler.
7--Bir ekonomizerde geri kazanılabilecek ısının büyüklüğü, Ekonomizere giren ve çıkan duman gazları sıcaklıkları farkı ne denli büyük olursa geri kazanılan ısı, dolayısıyla verim artışı da o denli büyük olur. Ancak korozyona sebep olabilecek asit gazlarının yoğunlaşmasını önlemek için atık gazların sıcaklıklarının belli bir derecenin altına indirilemez
8--Bir ekonomizerde, doğal gaz ve benzeri gaz yakıtlı kazanlarda 140°C, motorin, fuel oil ve kömür yakıtlı kazanlarda 220°C ve daha büyük duman gazı sıcaklıklarından ekonomik olarak yararlanmak olanaklıdır.
9--Ekonomizer gaz çıkış sıcaklığı, fuel oil yakıtlı kazanlarda 180ºC, motorin yakıtlı kazanlarda 150ºC, doğal gaz ve LPG yakıtlı kazanlarda 110ºC ye kadar düşürülebilir.
14.1--Ekonomizer kullanılmasının Faydaları:
1--Kazan duman gazı çıkış sıcaklığı ve yakıt cinsine bağlı olarak kazan veya tesis veriminde %3 ile %7 arasında verim artışı sağlanır.
2--Sağlanan verim artışına bağlı olarak, aynı kapasite için daha az yakıt harcanması veya aynı miktarda yakıt harcamı ile daha fazla ısı üretimi gerçekleşir.
3--Kazanılan ısının kazan besleme suyuna verilmesi halinde, kazanın max. yüklerde dahi zorlanmadan çalışması, değişik yüklere daha iyi bir şekilde uyum sağlaması ve kazan veriminin değişik yüklerde nispeten yüksek ve sabit kalması sağlanır.
4--Optimal kapasitesinin üzerinde çalışan veya yapısı itibarıyla düşük verimli olan kazanlara ekonomizer ilavesi ile kazan kapasitesi ve verimi optimum düzeylere çıkarılabilir.
14.2--Ekonomizerlerin Uygulama Alanları
1--Kazan besleme suyunun ön ısıtılmasında,
2--Degazör ısı ihtiyacının karşılanmasında,
3--Tesiste herhangi bir amaçla kullanılan sıcak suyun ısıtılmasında,
4--Tesiste bir mahallin ısıtılması amacıyla kullanılan kalorifer sistemi suyunun ısıtılmasında
14.3--Ekonomizer Tipleri
1--Düz veya Firkete Borulu Ekonomizerler
1--Kömür, fuel oil, vb. yakıtlardan elde edilen nispeten kirli duman gazlarından ısı geri kazanımı amacıyla kullanılırlar.
2--Düşük basınçlarda düz borulu, yüksek basınçlarda firkete borulu tipleri kullanılır.
Kanatlı Borulu Ekonomizerler
3--Doğal gaz, LPG, vb. yakıtlardan elde edilen nispeten temiz duman gazları ve sıcak hava gibi ısı kaynaklarından ısı geri kazanımı amacıyla kullanılırlar.
4--Düşük basınçlarda düz borulu, yüksek basınçlarda firkete (U) borulu tipleri kullanılır.
Çok küçük hacımlar içine çok büyük yüzeyler sığdırılabildiğinden, kapasite/hacım oranları yüksektir. Maliyet/Kapasite oranları düşüktür.
5--Helezon ve Spiral Borulu Ekonomizerler
1--Duman gazlarının kirlilik durumlarından etkilenmeyen yapıda olduklarından, her türlü atık gazlarda kullanılabilirler. Genelde kanal veya baca arası veya içlerine yerleştirilirler.
Duman Borulu Ekonomizerler Duman gazlarının kirlilik durumlarından etkilenmeyen yapıda olduklarından, her türlü atık gazlarda kullanılabilirler.
2--Ekonomizerler, işletme basıncı, yakıt cinsi, sıcaklıklar, gazın kirlilik durumu, işletme koşulları, yerleşim şekli, vb. faktörler dikkate alınarak, dikişli veya dikişsiz siyah borudan, paslanmaz borudan, düz borulu, U firkete borulu, spiral borulu, helezon borulu veya kanatlı borulu olarak dizayn ve imal edilebilirler.
15--Kompansatör ve Kompansatör Hesabı:
1--Kompansatörler Isıl genleşmeleri absorbe etmek,pompa,fan ve boru sistemlerindeki titreşişmleri sönümlemek ve kırılmaları önlemek amacıyla kullanılırlar.
2--Sipariş aşamasında toplam hareket miktarı, hattaki akışkanın cinsi kullanım yeri, bağlantı şekli, sistemim çalışma basıncı ve sıcaklığı bildirilmelidir.
3--Kompansatör Hesabı:Formül: L(mm)=0,012*L1(m)*t ( C )
3.1--80 metre uzunluğunda 90 - 70 çalışan bir sıcak su tesisatında gidiş hattında (90 oC) yukarıdaki tabloda görüleceği gibi 86,4 mm genişleme olur.
3.2--Bu durumda 1 adet 60 mm 1 adet de 30 mm toplam 90 mm genleşmeli kompansatör kullanmak uygundur.
3.3--45 metre uzunluğunda 110 oC çalışan bir sıcak su tesisatında 59,4 mm genleşme olur.
L(mm)=0,012*45*110=59,4 mm Bu durumda 1 adet 60 mm genleşmeli kompansatör kullanmak uygundur.
16--Kondens Tahliyesi ve Kondestoplar:
1--Isı kayıplarından dolayı yoğunlaşan buhar su haline gelir. Bu suya kondens adı verilir. Kondensin gerek ana dağıtım, gerekse buhar hatlarından tahliyesi kondenstoplarla yapılır.
2--Tesisin verimli ve emniyetli çalışabilmesi için kondensin mümkün olduğu kadar çabuk bir şekilde alınması gerekir. Tesisatın içerisinde kalan ve boşaltılamayan kondens, buhar tarafında çok yüksek bir hız ve gürültüyle sürüklenerek dirsek ve vanalara çarpar. Yetersiz kondens tahliyesi conta kaçaklarına ve kontrol vana sit yüzeylerinin aşınmasına neden olmaktadır. Bu gibi durumlardan kaçınmak için kullanılan cihazlara kondenstop adı verilir.
3--Termostatik prensiple çalışan kondenstoplar buhar ile kondens arasındaki sıcaklık farkını algılayarak kondensi buhar sıcaklığının altında tahliye eder.
4--Mekanik prensiplerle çalışan kondenstoplar, buhar ile kondens arasındaki yoğunluk farklarını algılar ve buhar sıcaklığına yakın bir şekilde tahliye eder.
5--Kondenstop seçimi yapabilmek için gerekli bilgiler:
1--Buhar basıncı (kondenstopa giren), 2--Karşı Basınç (kondestoptan sonra)
3--Saatte oluşan kondens miktarı (Kg/h)
4—Kondenstop ta kullanılacak Ünite sıcaklığa gelince, buhar girişini kapar, düşünce açar.
17--Buhar Kazanlarının İşletmeye Alınması:
1--Yeni kazanlar hariç kazan; kireç, kalıntı ve kurumdan temizlenmiş olmalıdır.
2--Kazan güvenlik aygıtlarının çalışıp çalışmadıkları gözden geçirilmelidir. Ağırlıklı ve yaylı emniyet vanalarının istenilen basınçta açılıp açılmadıkları görüldükten sonra bu durumda sabitlenirler.
3--Katı yakıt kullanılıyorsa, yakıtın besleme konveyör veya helezonlarının çalışıp çalışmadığı, ızgaraların ve yakıt stoğunun kontrolü yapılmalıdır.
4--Sıvı yakıt kullanılıyorsa, yakıtın yanabilecek inceliğe yarıyan çevrimleri gözden geçirmek gerekir. Ağır yağ (5 veya 6 No.' lu Fuel - Oil) ile çalışan kazanlarda işletmeye alma ince yağ (motorin veya 200 saniye yağ) ile oluşur. Bu yakıtlar ısıtmaya gerek kalmadan yanabilirler.
5--İlk yanma sağlandıktan sonra buhar elde edilinceye kadar, ince yakıt kullanılır.
6--Günlük yakıt tankı hem elektrik hem de buharla ısıtılır. Bu tankta istenilen sıcaklık sağlanınca (60 - 80 C derece) ağır yağ çevrime alınır.
7--Ana tanktan günlük tanka sürekli olarak fuel - oil takviyesi yapılıp yapılmadığı ve günlük tankın şamandırasının çalışıp çalışmadığı gözden geçirilmelidir.
8--Ana ve günlük fuel-oil depolarını ısıtma amacıyla kullanılan buhar çevrimine termostatik vanalar konulmalıdır. Bu vanalar depolarda istenilen sıcaklık elde edilince buharı keserler. Sıcaklık düşerse yeniden buhar yolunu açarlar.
9--Yakıt sistemlerinde bulunan süzgeçler temizlenmeli pompaların düzgün çalıştığından emin olunmalıdır.
10--Su besleme sisteminde bulunan su yumuşatma sisteminde alınan suyun sertliği kontrol edilir. İstenilen sertlik sağlandıktan sonra yoğuşturucu ve beslenme depolarının su düzeyi gözlenir. Gereken eklemler yapılır. Pompaların düzgün çalışıp çalışmadığına bakılır. Besleme deposu veya degazördeki buhar giriş vanaları açılır. Termostatik vana ayarı kontrol edilir.
11--Baca sisteminde, doğal çekişli bacalarda temizlik dışında pek bir şey yapılmaz. Eğer baca zorunlu çekişli ise vantilatörler kontrol edilir. Rulmanlarına yağ basılır ve kayışların gerginliğine bakılır. Voltaj uygun ise şalterler tek tek açılıp kontrolü yapılır.
12--Kazanın üzerindeki nefeslik vanası açılarak kazana uygun düzeyine dek su doldurulur. Su uygun düzeye ulaşınca tağdiye cihazı (besleme aygıtı) altındaki vana hızla açılır. Aygıt içindeki su hızla boşalırken ilk olarak kazana su besleyen pompa çalışır bu kontrol en önemli kontroldür. Her gün en az bir defa yapılmalıdır.
13--Ateşleme tüm kontroller yapıldıktan sonra yapılmalıdır. Kazan suyu 100 C dereceye kadar ısıtıldıktan sonra buhar oluşmaya başlar. Bu arada nefeslik vanası kapatılır. Eğer işletmede tek bir kazan varsa, buhar vanası baştan açık tutulup, çevrim ile birlikte kazanın aynı basınçta olması sağlanabilir. Buhar vanası kapalı tutulmuşsa ve buhar elde edildikten sonra işletmeye verilmesi gerekiyorsa, buhar vanası çok yavaş bir şekilde açılmalıdır.
14--Buhar verilen soğuk çevrimden çınlama sesi duyulmaması istendiğinden, buhar vanası yavaş yavaş açılır. Bazı yerlerde toplayıcıdaki buhar vanasına küçük bir by pass vana (mesela 15 mm) takılır. Bu vana açılarak çevrim yavaşça ısıtılır ve büyük vana bu işlemin ardından kolaylıkla açılır. Hiç bir zaman çalışma basınçları değişik olan buhar kazanları aynı toplayıcıya bağlanmaz. Aynı basınçtaki kazanlar bir toplayıcıya bağlanabilir.
15--Besleme suyu sıcaklığı en az 60 - 80 C derece olmalıdır. Yakıtın ısıtılmasında kullanılan buharın kondens suyu mutlaka kondens suyuna karıştırılmamalı ve dışarıya atılmalıdır. Yakıt depolarının dibinde yakıt içinde bulunan su birikebilir. Zaman zaman bu su alınmalıdır, aksi taktirde brülör arıza yapar.
Kaynak:1--Engin Mühendislik 2--Cafer Ünlü,-Mak. Yük. Müh. / TTMD Üyesi
