mahonick Üye Puan: 1768.5  | Gönderilme Tarihi: 29 Aralık 2011 21:47:06
BUHARLI SİSTEMLER
GİRİŞ
Sıvılaştırma yakınındaki gazlara buhar. Sonsuz küçük bir sıcaklık düşmesinin sıvılaştırdığı buhara doymuş buhar denir. Sıvılaşmak için belirli bir sıcaklık düşmesine ihtiyaç gösteren buhara ise kızgın buhara adı verilir.
Teknikte kullanılan su buharı kimyasal olarak saf olmayıp daima bir miktar katı, sıvı ve gaz halinde kirletici maddeleri bünyesinde bulundurmaktadır. İşlemin cinsine göre 1-12mg/l kirletici madde bulunabilir. Bu miktarlar, su buharının termodinamik durum değerleri üzerine tesir edemeyecek kadar küçük olmasına rağmen, buharlı işletmelerde kazan ve tesisat aksamının konstrüksiyonun da bu maddelerin etkilerini göz önünde bulundurmak gerekir.
Suyun sabit basınç altında 0°C sıcaklıktan itibaren ısıtılması sırasında suyun ve buharın geçirdiği bütün safhaları görmek mümkündür. Silindirik bir kap içinde 0°C su sürtünmesiz bir piston vasıtasıyla sabit tutulan basınçta ısıtıldığında suyun hacminin önce küçüldüğünü, sonrada tekrar büyüdüğü gözlenir. Bu işlem normal atmosfer basıncında yapıldığında hacim 4°C sıcaklıkta minimum değerini alır. 0 ile 4°C sıcaklıkta değişmesi ile açıklanabilir. Su sabit basınç altında ısıtılmaya devam edildiğinde, suyun sıcaklığı ile hacminin de arttığı, belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında sudan büyük bir hacim büyümesi ile aynı sıcaklıkta buharın meydana geldiği ve bu andan itibaren sıcaklığın sabit kalarak hacmin gittikçe arttığı gözlenir. Suyun tamamı buhar haline gelinceye kadar suya ısı verilmesine rağmen sıcaklığı sabit kalır bu durumda su ve buhar denge halindedir. Denge halindeki su buharının basıncına doyma basıncı sıcaklığına ise doyma sıcaklığı adı verilir. Bu olaya doyma durumu denir.
Uyun tamamen buhar haline geçmesinden sonra ısıtmaya devam edilirse, buharın sıcaklığı tekrar artar ve buhar doymuş durumdan kızgın duruma geçer. Buharın bu durumuna da kızgın kuru buhar adı verilir.
1. HAL BÜYÜKLÜKLERİ VE ARALARINDAKİ BAĞINTILAR
Buharlaşma olayı çeşitli basınçlarda meydana geldiğinde, buharlaşma basıncının buharlaşma basıncının buharlaşma sıcaklığı ile değiştiği görülür. Çeşitli basınçlarda buharlaştırmada kaynama başlangıcı ve buhurlaşma sonundaki (doymuş buhar) hacimler bir basınç-hacim (p-v) diyagramına taşındığında alt ve üst sınır eğrileri elde edilir. Düşük basınçlarda alt sınır eğrisi ordinat eksenine hemen hemen paraleldir. Basınç yükseldikçe, buharlama artışı (Vb-Vs) gittikçe küçülür alt ve üst sınır eğrileri birbirine yaklaşır. Belirli bir basınçta bu eğriler birbirleri ile birleşirler , bu noktaya kritik nokta adı verilir.su için kritik noktada;
Pkr=22,0.9MPa T kr =374,15 °C,
Vkr = 3,17 m³/k değerlerindedir.
Kritik basıncın üstündeki basınçlarda ısı verilmesi sıvı ve buhar fazları ayrılmadan sıcaklığın ve hacmin sürekli artmasına neden ki , buhar kazanlarında bazen suyun bu şartlar altında ısıtılması söz konusu olur.
Buharın alt ve üst sınır eğrilerinden yararlanılarak, bu bölgelerde buharın hal denklemi ampirik şekilde ifade edilebilir. Su buharının üç ana hal büyüklüğü arasındaki bağıntıyı (T-v) ve (p-T) diyagramıyla göstermek mümkündür. Sınır eğrileri dışında suyun veya buharın durumunun belirtmek için iki hal büyüklüğünü vermek yeterlidir.
Sınır eğrileri arsında kalan (ıslak buhar) bölgede basınç ve sıcaklık birbirine bağlı olduğundan bu iki hal büyüklüğü ile buharın durumunu belirtmek mümkün değildir. Burada basınç veya sıcaklıkla özgül hacim veya buharın yüzdesini vermek gerekir . suyun buharlaşmış yüzdesine kuruluk derecesi adı verilir.
Mb
X= ------------------------------------
Mb + Ms
Şeklinde tanımlanır. Burada Mb ıslak buhar içindeki buhar kütlesini, Mx su kütlesini göstermektedir. Herhangi bir ıslak buhar için x kuruluk derecesi verilmiş ise ıslak buharın özgül hacmi
V=Vs + x (Vb – Vs)
Doğrusal denkleminden bulunabilir. Burada Vs sıvının özgül hacmini , Vb ise buharın özgül hacmini göstermektedir.
2.SİSTEM SEÇİMİ
Buharın genel kullanım alanları, ısıtma sistemleri, endüstriyel tesisler ve termik santraların da elektrik enerjisi üretimidir. Burada belirlenen kullanım alanlarına göre sistem seçimi yapılan tesis kuruluş maliyeti, işletme bakımı, onarımı, amortismanı, tesis verimliliği, enerji tasarrufu, ve çevre kirliliği gibi çalışması sistem seçimi için gereklidir.
2.1 Isıtma sistemleri:
Isıtma, vakum, atmosferik basınç ve düşük basınçlarda buharın faz değişimi sırasında açığa çıkan buharlaşma ısısından faydalanılarak yapılır. genellikle bölgesel ısıtma sistemleri ısı santralinde bulunan buhar kazanında buhar üretilir; konut yada ısıtılacak mahal girişlerine yerleştirilen ısı değiştiricilerinde (genellikle suya veya havaya) ısı geçişi sağlanır.
Buhar debisinin düşük olmasından dolayı buhar dağıtımı boru kesitlerinin minimum değerde seçilmesi tesisatın imalatı ve izolasyonu açısından avantaj sağlamaktadır. Sistemin kondens hatlarının, besleme suyu hazırlama ünitesinin sürekli kontrol altında tutulması gerekir.
2.2 Endüstriyel tesisler:
Ota işletme basınç şartlarında çalışan tesislerde genellikle buharın buharlaşma ısısından faydalanılır. 100 ile 200°C sıcaklık aralığında çalışmak mümkündür. Buharın hijyenik ve saf madde oluşu gıda, tekstil, ilaç, kimya ve petrokimya endüstrisinde geniş ölçüde kullanılmasına izin verilir.
2.3 Elektrik enerjisi üretimi:
Yüksek basınçlarda kızgın buhar üretmek suretiyle rankine çevrimi esasına göre termodinamik çevrim oluşturarak buhar tribünlerinden mekanik iş elde edilir. Türbin milinden alınan iş, elektrik jeneratörüne aktarılmak suretiyle elektrik enerjisi üretilir.
3. BORU ŞEBEKESİ ÇAPLANDIRILMASI
3.1 Buhar devresi:
Kazanda üretilen buhar, ısı enerjisinin kullanılacağı yerlere borular yardımı ile iletilir. Kazanı buhar kullanılan yerlere doğrudan bağlayan bir ve birden fazla “ana buhar” devreleri bulunabilir. nispeten küçük yarı kollarla da buhar münferit cihazlara iletilir.
Kazan çıkıl vanası açıldığı zaman (çok yavaş bir şekilde) buhar aniden ana buhar devresine dolar. Boru başlangıçta soğuktur ve buharın ısı bırakma olayı gerçekleşir. Boru etrafındaki hava, buhardan daha soğuk olması nedeni ile ısınmaya başlar. Atmosfere olan ısı kaybından dolayı, daha fazla buhar yoğuşur.
Ana buhar devresindeki büyük yada küçük ısı kayıpları, buharın bir miktar yoğuşması ile karşılanır. Yoğuşan buhar su halinde borunun en üst kısmından en alt noktasına en alt noktasına buhar akış istikametinde taşınır.
Buhar kullanılan bir cihazın girişindeki vananın açılması ile buhar, dağıtım borusundan cihazın içine nüfuz eder ve kendisinden daha soğuk yüzeyle temasa geçer. Böylece buhar buharlaşma ısısını vererek yoğuşur.
Sistemin rejime girmesi ile kazandan, buhar kullanan cihazlara doğru devamlı bir buhar akışı vardır. bu durum devam ettiği sürede de buhar üretiminin devamı gereklidir. Bunun içinde kazanı yakıtla beslemek ve kazandan çekilen buharı tekrar üretmek için ilave su pompalamak şarttır.
Doymuş suyun sabit basınç da ki özgül ısıyı yaklaşık Cp =4180 j/kg. °C değerin dedir. Kazana ilave edilen suyun soğuk yerine mümkün olduğu kadar sıcak gönderilmesi, buhar üretiminde yakıt miktarını önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle nispeten sıcak olan ana buhar ve dağıtım borularında oluşan kondeks ( yoğuşan buhar)
Kazan besleme suyu olarak kullanılmaya hazırdır. Bu kondeks suyunun buhar kullanım yerlerinden uygun şekilde toplanıp, ziyan edilmeden kazana gönderilmesi gerekir.
ŞEKİL 1 Buhar devresi ana elemanları..
4. BUHAR HATLARINDA ÇAP TAYİNİ VE DİZAYN
Verilen bir buhar basıncından istenen buhar miktarının iletilmesi için uygun bir çap tayin edilmelidir (tablo 4.2.2)gerekenden daha küçük bir çap alındığında yüksek basınç kayıpları, yüksek buhar hızları, gürültü ve aşınma görülür. Gerekenden daha büyük bir çap alındığında ise tesis maliyeti yükselir ve ısı kayıpları fazla olduğundan tesisatın muhabbeti düşer.
Buhar hatlarındaki çap tayini, basınç kayıplarının kabul edilebilecek değerlerde kalması veya buhar hızlarının daha yüksek değerlere ulaşması esaslarına göre yapılır. Kısa ana buhar hatları ve dağıtım hatlarının çapları ve buhar hızları esas alınarak tayin eldir. Ancak uzun buhar hatlarında basınç kayıpları dikkate alınarak buhar dağıtım noktalarının gerekli buhar basıncına ulaşması kontrol edilmelidir.
4.1 Hıza göre çap tayini:
Büyük çaptaki borularda ve yüksek basınçlarda iletilen doymuş buhar için kabul edilen azami buhar hızı genellikle 40 m/s alınır. Bu değer orta çaplar için 25 m/s daha küçük çaplar için ise 15 m/s alınır.
40 m/s gibi yüksek buhar hızları, enerji santrallerinde ve bazı proses devrelerindeki büyük buhar çaplarında 60 m/s ve daha yüksek buhar hızları ise kızgın buhar hatlarında görülür.
Büyük çaplı buhar hatları ve kızgın buhar hatlarında çap tayini için şekil yararlanılabilir.
4.2 Ana buhar hattı tayini:
Ana buhar hattına konden sin akmasına uygun olacak bir şekilde verilmelidir eğim 1/70 oranında yapılır.
Kazandan sonra bir yükselme söz konusu ise yükselen kısımdan çap büyütülerek hız küçültülür ve kondensin aşağı doğru akması sağlanır.
4.3 Ana buhar hatları boşalma düzeni:
Kondeks toplama (cep) çapı dn100 mm boruya kadar anma çapı ile aynı, daha büyük çaplarda iki çap daha küçük seçilir (ancak 100mm değerinden daha küçük seçilemez). Ana buhar hatlarında her 30-50 metrede bir cep yapılır ve kondenstoplar bu ceplere bağlanır şekil (4.)
4.4 Buhar dağıtımı:
Çeşitli noktalara yapılan buhar dağıtımın da dağıyım daima üstten .........................
4.5 Kondens tahliyesi:
Isı kayıplarından dolayı yoğuşan buhar su haline gelir buna kondens adı verilir. Kondensin gerek ana dağıtım gerekse buhar hatlarından tahliyesi kondenstoplarla yapılmaktadır. Tesisin verimli ve emniyetli çalışabilmesi için kondensin mümkün olduğu kadar çabuk alınması gerekmektedir. Tesisatın içerisinde kalan, boşaltılmayan kondens, buhar tarafından yüksek hız ve gürültüyle sürüklenerek dirsek ve vanalara çarpar. Bu olaya “koç darbesi” adı verilir.
Kondens, ısı değiştiricilerinde bir film meydana getirerek ısı iletimini düşürür. Yetersiz kondens tahliyesi contalardan kaçaklara ve özellikle kontrol vana sit yüzeylerinin aşınmasına neden olur.
4.6 Seperatörler ( su ayırıcıları ):
Kazan çıkışında ve buhar kullanan cihazlardan önce kullanılacak bir separatör(su ayırıcı) su zerreciklerini ve kondens filmini buhardan ayırarak kuru buhar gitmesini sağlar. (şekil 6)
5. KONDENSTOPLAR
Kondenstoplar, buhar sistemlerinin en önemli elemanlarından birisidir. Kondenstoplar, hava, gaz ve kondensi(suyu) otomatik olarak tahliye eden fakat buharı tutan elemanlardır. Buhar kullanılan cihazlardan sonra veya buhar hatlarının drenaj noktalarında kullanılır.
Kondenstoplar üç temel çalışma prensibine göre üretilir.
5.1 Mekanik prensiple çalışan kondenstoplar:
Buhar ile kondens arasındaki yoğunluk farkını algılar ve kondensi buhar sıcaklığında tahliye ederler. İki tipi vardır.
a)- ters kovalı kondenstoplar(şekil 7 )
b)- şamandıralı kondenstoplar (şekil
5.2 Termo statik prensiple çalışan kondenstoplar:
Buhar ile kondens arasındaki sıcaklık farkını algılayarak kondensi buhar sıcaklığının altında tahliye eder. Üç tipi vardır.
a)- denge basınçlı termo statik kondenstop.(şekil 9 )
b)- bimetalik kondenstop
c)- sıvı genleşmeli kondenstop.
5.3 Termodinamik prensiple çalışan kondenstop:
Kondens ile flaş buhar arasındaki dinamik farkları algılar ve kondensi buhar sıcaklığına yakın tahliye eder (şekil 10)
5.4 Kondenstop seçimi:
Kondenstop seçiminde aşağıdaki bilgilere ihtiyaç vardır.
1. kullanılacak üniteye göre kondenstop seçimi için kondenstop seçim tablosundan yararlanılır (ŞEKİL 11)
2. buhar basıncı(kondenstopa giren buhar basıncı)
3. karşı basınç(kondenstoptan sonraki basınç)
4. saatte oluşan kondens miktarı (kg/h)
bu bilgilere göre kondenstop boşaltma kapasitesi diyagramından yararlanılarak tip ve çap seçilir (ŞEKİL 11)
6. KONDENSTOP KONTROL SİSTEMİ
Çeşitli nedenlerden dolayı zaman zaman kondenstoplarda problemler olabilir. Kondenstop kapalı durumda kalırsa buhar çekişi ani den azalacaktır. Kondenstop, tam açık veya kısmen açık durumda arızalı ise buhar sarfiyatı devam edecek ve bu durum da gereksiz buhar kaybına ve dolayısıyla enerji kaybına neden olacaktır.
6.1 Yıllık buhar kaçak miktarı
Şekil 12’de verilen buhar kaçak diyagramından görüleceği üzere 7,5 mm orifis çapına sahip bir kondenstopun 6 bar basınçta buhar kaçırması durumunda kaçan buhar miktarı 110kg/h’ dır.
Bu kondenstop nedeniyle, yılda 8400 saat çalışan bir tesiste yıllık ilave 70 ton fueloil sarfiyatı meydana gelir.
Şekil 13’de görülen “kondenstop kontrol sistemi” yardımı ile, kondenstopların düzenli ve sürekli kontrol edilmesi sağlanılabilir. Böylece kondenstopun buhar kaçırıp kaçırmadığı kolayca tespit edilebilir.
Bu kontrol sistemi, kondenstoptan önce monte edilen bir kontrol gövdesimi içermektedir, kontrol gövdesi,
Buhar ile kondens arasındaki iletkenlik farkını ayırt eden bir sensör eklenmektedir. Kontrol cihazı, kondens geçerken yeşil, buhar geçerken kırmızı ışık sinyalini göstermektedir.
İstenirse otomatik kontrol monitörü ile işletmedeki çok sayıdaki kondenstopun çalışması bir kontrol odasından sürekli olarak izlenebilir. Kondenstop normal çalışıyorsa monitörde tek bir yeşil ışık yanar kondenstop buhar kaçırıyor ise kırmızı ışık yanar.
7.KONDENSTOP TESİSATLARI
7.1 Ana buhar hatları:
Tesisattaki buhar, içerisinde süspansiyon halinde su zerrelerini, boru cidarlarında bir kondens filmini ve havayı beraberinde taşır. Her üç maddenin de azamisinin tesisattan tahliye edilmesi gerekir. Kondens, uygun seçilmiş bir hatla kondens deposuna taşınır. Kondens dönüş hatları genellikle ana buhar hatları ile yan yana olduklarından ana buhar hattındaki kondenstop çıkışları bu dönüş hattına bağlanır(şekil 14).
7.2 Proses hattı:
En iyi verim için kuru buhara ihtiyaç vardır. Bu nedenle buhar hattının üzerinden bir buhar hattı alınarak cihaz girişinden önce bir seperatör monte edilir.
Şekil 15’de bir şamandıralı (hava tahliyeli) kondenstop ile kondens tahliyesi yapılan bir devre görülmektedir.
Bu devrede termodinamik, ters kovalı veya denge basınçlı termostatik kondenstop türleride kullanılabilir.
7.3 Isı değiştiricileri:
ısı değiştiricilerinde kullanılan kondenstop, düşük miktarda olduğu gibi büyük miktardaki kondens tahliyesini çok iyi yapacak ve fazla miktarda havayı dışarı atacak özelliklerde olması gerekmektedir. Bu nedenle ideal kondenstop, şamandıralı (hava tahliyeli) tiptir (şekil 16) termostatik vananın kapanması esnasında vakum meydana gelebileceğinden ayrıca bir vakum kırıcı ilede techiz edilmelidir.
7.4 Kurutma silindirleri:
Kurutma silindirleri; çaplarına, hızlarına ve kondens toplama şekline göre çok çeşitlidirler; kovalı, sabit veya döner sifonlu kurutucular olarak adlandırılırlar. Kovalı silindirler ve sabit sifonlu kurutucular tek başlarına veya ayrı olarak kondens ve havayı tahliye etmelidirler. Bu sistemler buhar kilitleme çözücü (SLR) sistemli şamandıralı kondenstop, pislik tutucu, hava kolektörü ve hava tahliye sistemini ihtiva etmelidirler.(şekil 17)
7.5 Sabit kazanlar:
Buhar basınçları daha yüksektir ve mutlaka hava ve çabuk kondens tahliyesi esastır. Belirli bir imalat kazanında kondenstop, gerek işin başlangıcında, gerekse pişirme esnasında, değişen boşalma yüklerine cevap verebilmeli buhar ceketine de bir hava arıtıcı takılmalıdır.
Şekilde kondens çıkışına çok yakın olması durumunda bir termodinamik kondenstop alternatif olarak takılabilir. Ancak iyi bir verim için kondenstopa bir hava atıcı kısa devre olarak ilave edilebilir. (şekil 18.)
7.6 Buharlı fırınlar:
Buhar ısıtmalı bir fırının kondens ve havayı iyi tahliye etmesi gerekir. Burada hayati özellik vardır.
Buhar girişine (tam giriş vanasından önce) bir denge basınçlı termostatik kondenstop takılması ve ayrıca pişirme ünitesinin direkt çıkışına aynı türde bir kondenstop (filtresiz olarak) bağlanır (şekil 19).
Çünkü, yağlı kondensin yağ donmadan evvel filtreden geçmesi gerekir. İyi pişirme yapan bir fırın, pişirme işlemi bittiğinde, fırın içinin buhar ile dolu olması gerekmektedir.
7.7 Buharlı konvektörler:
Bu cihazların buhar hacmi küçüktür ve kondensin meydana gelmesine müsaade edilmez, mümkün olduğu kadar küçük istenmektedir.
Denge basınçlı termostatik kondenstoplar bu ihtiyaca cevap verirler(şekil 20)
8. BUHAR HATLARINDAN HAVA TAHLİYESİ
Hava, tesisat içerisinde ve buhar cihazları içerisinde ilk işletmeye alındığında mevcuttur. Ayrıca buhar kesildiği zaman hava tesisatın içerisine girerek ve kondens suyunda eriyerek kazana gelir. Yoğuşan bir gaz olmayan havanın, tahliyesi çok önemlidir.
Ana buhar hatlarında hava, hat sonlarından boşaltılır (şekil 21). ana buhar devre sonunda havanın tahliyesi sistemin çabuk ısınması ve daha fazla üretim ve korozyonu önlemek için gereklidir.
Kesitli verilen termostatik hava atıcılar, soğuk hava ile yaş buhar-hava karışımını boşaltır. Karışımın buhar sıcaklığına yakın değere ulaşması esnasına kapanır.
8.1 KONDENS HATLARI
8.1.1 Kondenstopa kadar olan hatlar:
Kondenstop, kondens çıkışına mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır (şekil 23). Aksi takdirde kondensin önüne gelen buhar kondenstopun kapanmasını sağlar. Cihazın içinde oluşan kondens ile boşalamaz ve sistem verimli çalışamaz.
Ana buhar hatlarında kondesin rahat boşalması ve kondenstopun katı partiküllerden ve pisliklerden etkilenmemesi için bir cep yapılır (şekil 24). ana buhar hatlarına yapılacak cebin çapve derinlikleri şekil 22’de verilmiştir.
Kondenstopa kadar olan hatların çapı, kondenstopun çapına eşit olarak alınır. Ancak kondenstop çapı, uygulamaya göre kondens miktarı iki veya üç emniyet katsayısı ile çarpılarak tespit edilir.
Kondenstop çıkış hatlarında; kondens, hava ve diğer gazlar ile birlikte bir miktar flaş buhar taşınır. Flaş buharın oluşma sebebi, buhar basıncı ile kondens basıncı arasındaki farktır.
Bu farktan dolayı kondensin bir kısmı flaş buhar haline geçer ve flaş buhar sudan daha fazla bir hacim kaplaması nedeni ile çap, flaş buhar dikkate alınarak tayin eldir (şekil 25).
Her türlü kondens çap tayini da verilen diyagram yardımı ile yapılabilir.
8.1.2 Ortak kondens hatları:
Şekil 4.2.33’de gösterilfiği gibi, pratikte çoğu zaman birden fazla kondenstop çıkışı , ortak bir hatta bağlanılabilir. Ortak kondens hattı kondenstop çıkışının altında ise bağlantı şekil 4.2.32a ‘da görüldüğü gibi yapılır. Eğer ortak kondens hattı kondenstop çıkığının üstünde ise, su ile dolu ortak hatta bağlantı, şekil 4.2.32b ‘ de gösterildiği gibi, üstten ve difüzör ile yapılır.
Ortak hattın çapı, diğer kolların çaplarının karelerinin toplamının karekökünden buluna bilir.
Ortak hat çapı =
9. BORULAR VE BUHAR ARMATÜRLERİ
9.1 BORULAR
Buhar ve kızgın su tesisatlarında çelik borular kullanılır. Ülkemizde en yaygın kullanılan çelik boru normu DIN ve TSE normlarıdır.
9.1.1 DIN 2240 DİKİŞLİ ÇELİK BORU:
St 43 malzemeden üretilir. Diş açılabilir. Maksimum 120ºC sıcaklığa kadar kızgın su ve buhar tesisatlarında kullanılır.
9.1.2 DIN 2448 DİKİŞSİZ ÇELİK BORU:
St 35 den St 52 ye kadar çelik malzemeden yapılabildiği gibi sıcaklığa bağlı olarak özel alaşımlı çeliklerden de üretilir.
120 ºC sıcaklığın üzerindeki kızgın ve buhar hatlarında kullanılır. Boruların standart uzunluğu 6m olup, aşağıda verilen anma ölçülerin de üretilir.
9.2 BUHAR ARMATÜRLERİ
Boru ve basınçlı kaplarda kullanılan, akışkanı kapatmaya, ayarlamaya, akış kontrol etmeye ve emniyete almaya yarayan armatürlerin bir çok türü vardır. Armatürler, işletmelerin verimli çalışmalarında önemli göreve sahiptir. Bu nedenle, armatürden iyi sonuç alabilmek için o armatürün kullanım yerine göre uygun seçilmiş olması gerekir.
Buhar ve kızgın su tesisatlarında kullanılan belli başlı buhar armatürleri; globe vanalar, küresel vanalar, kondenstoplar, separatörler, vakum kırıcılar, hava atıcılar, basınç düşürücü
vanalar, emniyet vanaları, kazan otomatik seviye kontrol elemanları, kazan otomatik blöf elemanlarıdır.
9.2.1 Armatür seçimi:
Armatür seçiminde genel olarak aşağıdaki bilgilere ihtiyaç vardır.
1. akışkan cinsi
2. işletme basıncı: maksimum işletme basıncı dikkate alınır.
3. işletme sıcaklığı: maksimum ve minimum işletme sıcaklığı tespit edilir.
4. malzeme: armatür malzemesi akışkan, basınç ve sıcaklık dikkate alınarak seçilir (şekil 27). burada önemli nokta işletme şartlarına ve seçilen armatür türüne göre kabul edilebilir. Azami işletme basıncının tespit edilmesidir. Sıcaklık arttıkça işletme basıncıda anma basıncının altına düşer.
5. Armatür tipi
6. Anma çapı
7. bağlantı şekli (flanşlı, dişli, soketli)
9.2.2 GLOBE VANALAR
9.2.2.1 Baskılı tip vanalar:
Dış görünüş olarak; gövde, kapak, mil ve volandan meydana gelir(şekil 28)iç aksam olarak sit ve supap vardır. İç sızdırmazlık metal sit-supap sistemi ile sağlanır. Dış sızdırmazlık ise mildeki salmastra ile teğmin edilir.
Kullanıldığı akışkanlar: buhar, kızgın su, basınçlı hava vb. akışkanlar.
9.2.2.2 Pistonlu vanalar:
Dış görünüş olarak; gövde, kapak, mil ve volandan meydana gelir. İç aksam olarak piston ve ringler mevcuttur.(şekil 29). alt ring, iç sızdırmazlığı; üst ring, dış sızdırmazlığı sağlar.
Kullanıldığı akışkanlar: buhar, kızgın su, basınçlı hava vb. akışkanlar.
9.2.3 EMNİYET VANALARI
Kazanlar basınçlı kaplar boru sistemlerinde müsaade edilebilen azami işletme basıncını aşılmasını önlemek için emniyet vanaları kullanılır. Prensip olarak emniyet vanası, işletme basıncının, tespit edilmiş basıncın üzerine çıkması durumunda açılan ve basıncın belirli bir değere düşmesiyle tekrar kendi kendine kapanan bir vanadır.
Emniyet vanaları, çalışma prensiplerine (yükleme şekillerine) göre, ağırlıklı ve yaylı olmak üzere iki tip üretilir.
9.2.3.1 Tam Kalkışlı Emniyet Vanaları
Tam kalkışlı bir emniyet vanası, ayar basıncında açmaya başlar ve çok kısa bir süre içerinde ayar basıncını %5 üzerindeki bir basınçta tam açık konuma gelir. Çabuk açılma süresinde açma miktarı, toplam açmanın %20’sinden fazla olmaz. Tam kalkışlı emniyet vanalarında çıkış çapı, giriş çapından 2 ölçü büyüktür. Dolayısıyla boşaltma kapasiteleri de oransal kalkışlı emniyet vanalarına göre daha büyüktür.
9.2.3.2 Oransal Kalkışlı Emniyet Vanaları
Oransal kalkışlı bir emniyet vanası, ayar basıncının %10 üzerindeki bir basınçta tam kapasite ile boşaltma yapabilen bir armatürdür.
Oransal kalkışlı bir emniyet vanalarında giriş ve çıkış çapları aynıdır.
9.2.3.3 Emniyet Vanası Seçimi
Emniyet vanalarında çap tayini için ayar basıncı kullanılır.Boşaltma kapasiteleri tablosunda, buhar, basınçlı hava ve su için çaplara göre bir boşaltma kapasitesi değeri vardır.
Emniyet vanası seçimi, boşaltma kapasitesine ve akışkan cinsine göre yapılır.
10. BUHARLI KAZANLAR
Kazanlar
Yakıtın kimyasal enerjisini yanma yoluyla ısı enerjisine dönüştüren ve bu ısı enerjisini taşıyıcı akışkana aktaran makinelere genel olarak "kazan" denir. Kazanların verimi ise yanma sonucu oluşan bu ısı enerjisinin hangi oranda kullanma mahalline taşınmasına bağlıdır.
Biz yanma sonucu oluşan ısı enerjisinden ne kadar yüksek yararlanırsak o oranda yakıt tüketimimiz düşük, atmosfere attığımız atık gazlar o kadar az ayrıca kazan için yapacağımız işçilikte o oranda az olacaktır.
Ülkemiz enerji ihtiyacının çok büyük bir kısmını dışardan döviz ödeyerek karşılamaktadır. Bu sebeple yakıtın yakılması ile elde edilen ısıdan maksimum faydanın sağlanması hem ülkemiz hem de çalıştığımız işletme ekonomisi yönünden çok önemlidir.
Unutulmamalıdır ki bir ürün ne kadar ucuza imal edilirse o oranda rekabet
şansı artacaktır.
Kazanlarda yanmanın iyileştirilerek verimin yükseltilmesi çevre korumasını da sağlayacaktır. İyi bir yanma ile zehirli gaz olan karbon monoksit çıkışı önlenmiş olur. Atmosfere is ve kurum atılmaz.
Gerektiği kadar yakıt yakılacağından atmosfere daha fazla atık gaz atılmayacaktır. Bunun için de yanmanın denetimimiz altında istediğimiz şartlarda oluşması gerekmektedir.
10.2 Buharın elde edilmesi
Üstü açık hava ile temasta bulunan bir kap su ile doldurulup ısıtılacak olursa su önce kaynamaya başlar. Bu durumdaki suya ısı vermeye devam edilirse, verilen ısı suyun sıcaklığını artırmak yerine su molekülleri arasındaki bağın çözülmesine yani buharlaşmasına harcanır.
Buhar kazanlarında sıcak su kazanlarının aksine, su ile dolu olmayıp belirli bir seviyenin üzerinde buhar için ayrılmış bölüm bulunmaktadır. Kazan yakıldığında kaynayan su bunan kazanın üst kısmında toplanır.
Toplanan buharın suya yaptığı basınç, kaynamanın sıcaklığını belirler. Kazandaki buhar basıncı istenilen düzeye ulaştığında, ateşleme durdurulur. Diğer taraftan buharlaşma dolayısıyla eksilen suyu besleme pompası tamamlar.
Sisteme gönderilen buhar, kullanma cihazlarında tamamen yoğuşuncaya kadar bekletilir. Yoğuşma sonucu çıkan akışkan İse kondenstop yardımı ile kondens borusuna aktarılır. Ve kondens deposuna döner.
10.3 BUHAR KAZANI
Buhar yaklaşık olarak 250 yıldan beri insanlığın hizmetindeki en büyük güçlerden biridir. Buharın sahip olduğu ısı enerjisi, ısıtma, kurutma ve pişirme işlemleri için kullanılırken, buharın potansiyel enerjisinden yararlanarak buhar türbini, buhar makinası gibi güç makinalarında mekanik enerjiye dönüşüm sağlanır.
Buhar kazanı, tanım olarak istenilen basınç, sıcaklık ve miktarda buhar üreten bir cihazdır. Bunun için herhangi bir yana elde edilen ısı enerjisinin, kapalı bir kap içindeki sıvıya verilerek bu sıvının buharlaşması temin edilir.
Buhar kazanlarında buhara verilen ısı enerjisi, genellikle çeşitli yakacakların yakılmasından, elektrik enerjisinden, nükleer enerjiden veya eldeki artık bir ısının uygun şekilde değerlendirilmesinden elde edilir.
Bugün için dünyada ve yurdumuzda buhar üretimi, esas olarak fosil yakacakların yakılması sonucu elde edilen ısı enerjisi sayesinde olmaktadır.
Buhar kazanlarında buharlaştırılan akışkan olarak, civa gibi sıvı metallerin de kullanılabilmesine karşılık, genel olarak üstünlüklerine ileride değineceğimiz gibi genel olarak su kullanılır.
Buhar kazanlarının daha kolay anlayabilmek için basit kaynatma işlemini ele alalım;
- -
-
XXXXXXX basit kaynatma tenceresi
kapalı kaynatma
tenceresi
buhar çıkışlı tencere
buhar çıkışlı vanalı tencere
Bir kazan haline gelen bu kaba içerideki basıncın belli bir değeri aşması halinde suyu dışarı atabilecek emniyet ventili ve suyun içerisindeki erimeyen maddelerin dışarı atılabilmesi için blöf ventili İlave edilir.Böylece kazan elde edilmiş olur.
10.4 KAZANLARIN YAPISI
Kazanlar, verimli bir şekilde buhar üretmek amacıyla tasarlanmış, çeşitli kısımlardan oluşur, Aşağıda Kazanlar oluşturan birimleri ayrı ayrı incelersek;
10.4.1 Ekonomizer
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. 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.
Ekonomizer gaz giriş ve çıkış sıcaklıklarının yükselmesi, kazanın veriminin yüksek olduğunu gösterir. Ancak asla eko gaz çıkış sıcaklığı sülfürik asidin çiğlenme noktası olan ortalama 160 derecenin altına düşürülmez.
Bu sebeple kazanlara, l0F-104A/105A kazanlarda olduğu gibi, eko gaz çıkış sıcaklığı düştüğünde ekonomizeri by-pass ederek baca gazı sıcaklığını yükselten kazan besleme suyu by-pass C/V ' si tesis edilir.
10.4.2 Dramlar Ve Yanma Odası
Kazarlarda üstte buhar ve altta su dramı denilen iki dram bulunmaktadır. Bu iki dram 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, dramlar ve yanma odası şekline göre "O" ve "D" tiplerindedir.
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.
Ekonomizerden gelen su kazanın üst domuna verilir. Kazan içinde ısınan su ile soğuk suyun yoğunluk farkı nedeniyle, ısınan su iç tüplerden yükselerek buhar dramına,
soğuk su ise dış tüplerden su dramına hareket eder.
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.
10.4.3 Superheater
Superheater, üst domda üretilen doygun buharın sıcaklığını arttırarak kızgın buhar üretmek amacıyla kullanılır. Superheater giriş hecerine gelen doygun buhar aşırı ısıtılarak çıkış hedefinden sisteme gönderilir.
550psı buharın üst domda 250 derece doygun buhar sıcaklığı olduğu halde, superheater çıkış sıcaklığı 300-350 dereceye kadar ulaşır.
Superheaterden 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 C/V ' si ile ayarlanır. Bu vanaya De superheater veya atemperatör adı verilir.
11. BUHAR KAZANLARININ ELEMANLARI
Buhar kazanlarının emniyetli, verimli, otomatik ve işletmenin yük durumuna göre düzenli olarak: çalışabilmesi için üzerine çeşitli elemanlar konulur. Isı enerjisini sağlamak için, katı, sıvı, gaz yakacakların uygun bir şekilde yakıldığı çeşitli ocaklar, kazandan buhar çekildikçe azalan su seviyesini yükseltmek üzere konulan kazan besleme pompa ve elemanları; kazanın belirlenen basınçtan daha yukarı basınçlara çıkmasını önleyen emniyet cihazları, duman gazlarım kazandan uzaklaştırarak çekişi sağlayan bacalar ile vantilatörler her kazanda bulunması gereken elemanlardır.
İşletmenin özelliğine göre, kızgın buhar ihtiyacı; kazanlara kızdırıcı elemanı konulmasını, buhar çevriminin ve buhar kazanlarının verimini arttırmak: için ise su ısıtıcısı veya hava ısıtıcısı gibi elemanların konulmasını gerektirir.
Ayrıca, yanma olayım analiz edebilmek için gaz içindeki bileşenleri ölçen, çeşitli kademelerde duman gazı, su, buhar debisini, sıcaklığım, basıncını ölçen ölçme aletleri; kazan besleme suyunun hazırlanmasında kullanılan su arıtma cihazları; çevre kirliliğini azaltmak bakımından konulan toz tutucular; kızdırıcı sıcaklığını ayarlayıcılar; kızdırıcılar ve ekonomizör yüzeylerinde biriken kül ve kurumu üt1eyen cihazlar buhar kazanları üzerindeki belli başlı diğer elemanlardır.
Bu elemanlardan önemli olanları ve fonksiyonları açıklanmaya çalışılırsa:
11.1 Ocak : Yakacakların yakılarak ısı enerjisinin elde edildiği kısım.
11.2 Asıl ısıtma yüzeyleri : Sıcak duman gazları ile buharlaşmakta olan suyun temasta olduğu yüzeyler.
11.3 Kızdırıcılar : Buhar kazanlarının asıl ısıtma yüzeylerinden çıkan ıslak buharın kuruluk derecesi, 095-0,99 arasındadır. Bu ıslak buhara, kızdırıcı adı verilen elemanlar içinde sabit basınçta ısı verecek kızdırmak mümkündür.
Kızdırma işlemi buhar çevriminin verimini arttırması bakımından faydalıdır. Kızdırma sıcaklığı ne kadar artırılırsa verim o kadar yükselir. Pratik olarak her 50 C değerindeki kızma artımı, verimi % 1 iyileştirmektedir.
11.4 Brulörler : Buharlaştırmalı atomize tipte olmak üzere genel olarak iki grupta incelenebilir. Buharlaştırmalı yakıcılar, mazot ve gazyağı gibi viskozitesi düşük yakacaklar için uygundur. Atomize tipten yakıcılarda yakacak, mekanik enerjinin yardımı ile çok küçük zerreler haline getirilir ve ocak içine gönderilir. Bu da; buharlı veya basınçlı havalı , Mekanik püskürtmeli, döner tipte olmak üzere üç grupta incelenebilir.
Buharlı tipte yakıcılarda yakacak, kazandan alınan basınçlı buhar yardımı ile atomize edilir. Hemen her sıcaklık ve vizkozitedeki her çeşit sıvı yakacağı yakmak için bu yöntem kullanılabilir. Bu yakıcının buhar sarfiyatı, toplam buhar üretiminin % 1-5 değerleri arasındadır. 1 kg sıvı yakacağı atomize etmek için yaklaşık 0,5 kg buhar gereklidir.
11.5 Hava ısıtıcıları: Ekonomizörlerde olduğu gibi, hava ısıt1cılannda da duman gazları bir miktar daha soğutularak hem daha fazla yakıt ekonomisi, hem de yakma havasının ısıtılması ile ocakta daha iyi bir yanma sağlanır.
Yaklaşık olarak havanın her 50 C fazladan ısıtılması, yakıtta % 2,5 değerinde bir ekonomi sağlar.
Hava ısıtıcıları özellikle düşük kalorili kömürleri yakan toz kömür ocaklarında veya sıvı, gaz yakan ocaklarda önem kazanır. Pratik olarak, bütün toz kömür yakan ocaklarda iyi bir yanma için, hava 1500e ile 320°C arasında ısıtılmalıdır.
11.6 Baca : Duman gazlarını kazandan uzaklaştıran ve çekmeyi sağlayan elemandır.
Bu elemanlardan başka emniyetli, verimli ve çevreyi kirletmeden çalışmasını sağlamak bakımından buhar kazanlarının üzerine besi cihazları, kızdırıcı üfleme, dumandan toz alma cihazları, sıcaklık, hız ve gaz bileşimi ölçen cihazlar, su arıtma cihazları, emniyet cihazları konulur.
12. BUHARLI KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
12.1 Kullanış Yerlerine Göre:
a-) Sabit Kazanlar
b-) Portatif Kazanlar(Lokomotif ve gemi kazanları)
12.2 Kazan Basınçlarına Göre
a-) Alçak Basınçlı Kazanlar 1 atü nün altında )
b-)Yüksek Basınçlı Kazanlar (1 atü nün üstünde)
c-)Süper basınçlı Kazanlar (225.65 atü nün üzerinde)
12.3 Ocak Cinsine Göre
a-)Dıştan Ocaklı Kazanlar
b-)İçten Ocaklı Kazanlar
12.4 Kullanılan Yakıtın Cinsine Göre
a-)Kömür Yakan Kazanlar
b-)Sıvı Yakıt Yakan Kazanlar
c- )Gaz Yakıtı Yakan Kazanlar
12.5 Buharın Sirkülasyonuma Göre Kazanlar
a-)Tabii Sirkülasyonlu Kazanlar
b- )Cebri Sirkülasyonlu Kazanlar
12.6 Yapılışlarına Göre Kazanlar
a-)Duman Borulu Kazanlar
b-)Su Borulu Kazanlar
13. KAZAN TÜRLERİ VE ALEV BORULU KAZANLARIN İNCELENMESİ
13.1 KAZAN TÜRLERİ
1) DOĞAL DOLAŞIMLI KAZANLAR
ALEV BORULU KAZANLAR
SU BORULU KAZANLAR
HEM SU HEM ALEV BORULU KAZANLAR
2) CEBRİ DRAFTLI KAZANLAR
CEBRİ SU DOLAŞIMLI KAZANLAR
CEBRİ BUHAR DOLAŞIMLI KAZANLAR
MONOTÜP KAZANLAR
13.2 ALEV BORULU KAZANLAR
Yakıtın yanmasıyla oluşan kızgın gazlar, borular içinden geçer ve buharlaştırılacak su borularının dışında bulunursa böyle kazanlara ALEV BORULU KAZANLAR denir.
Kazanın 2/3 ü su, 1/3 ü ise buhar hacmi olarak düzenlenmiştir.
Başlıca yarar ve sakıncaları şunlardır :
Su hacminin büyük oluşu nedeniyle önemli miktarda suyu depo ederler.
Su seviyesindeki değişim, su kapasitesinin büyük oluşu nedeniyle çok dikkatli bir denetim gerektirmez.
Yakıtların yakıldığı külhan veya ocağın bir tarafı dışında tümü suyla çevrili olması nedeniyle ısı kayıpları az ve kazan verimi yüksek olur.
Damıtık yada saf suya gereksinim göstermezler ve içilebilen her türlü suyla çalıştırılabilirler.
Isıtma yüzeyleri küçük en fazla 250 m2 dolaylarında ve saatte ürettikleri buhar miktarı 7,5 ton civarındadır. Isıtma yüzeyi ocakla baca arasında akan gazların içinde temas ettiği yüzeylerdir.
Buhar tutma süreleri çok uzundur. (10 ila 20 saat) Buhar tutma süresi : kazana su alınıp fayrap edildikten sonra, işletme basıncında buhar elde edilinceye kadar geçen süre.
Ürettikleri buharın basınç ve sıcaklığı düşüktür. Bu basınç maksimum 20 bardır.
Aşağıdaki şekilde alev borulu kazan ve kısımları gösterilmiştir:
Çalışma prensibi
Katı veya sıvı yakıtlar külhan yada ocak adı verilen bölümde yakılır. Oluşan kızgın gazlar yanmamış karbon partikülleri ile beraber cehennemlik veya yanma odasına gelirler.
Burada karbon parçacıkları da yanar. Bu bakımdan cehennemlik külhandan sonra kazanın en sıcak yeridir. Külhan ve cehennemlik etrafı tamamen suyla çevrilidir. Isısını suya veren gazlar alev ve payanda borularından geçerek duman sandığına gelirler. Daha sonra baca yoluyla atmosfere atılırlar.
13.3 ALEV BORULU KAZAN ÇEŞİTLERİ
TERS ALEV BORULU KAZANLAR
İKİ TARAFTAN FAYRAPLI ZIT ALEV BORULU KAZANLAR
DOĞRU ALEV BORULU KAZANLAR
13.3.1 TERS ALEV BORULU KAZANLAR
Kızgın gazlar önce cehennemliğe oradan da alev ve payanda boruları yardımıyla duman sandığına geçmektedir.
Cehennemlikten duman sandığına gidiş yönü külhandan cehennemliğe gidiş yönüne zıt olduğundan bu kazan türüne ters alev borulu yada SKOÇ KAZAN denir.
13.3.2 İKİ TARAFTAN FAYRAPLI ZIT ALEV BORULU KAZANLAR
Bu tür kazanlar sırt sırta yapıştırılmış iki ters alev borulu kazanı yansıtmaktadır.
Bu tür kazanlar diğer tip kazanlara göre yaklaşık iki katı daha fazla buhar ürettikleri için uzun yıllar kullanıldı. Daha sonra bunların yerini su borulu kazanlar aldı.
13.3.3 DOĞRU ALEV BORULU KAZANLAR
Bu kazanlar daha çok yardımcı kazan olarak buharlı gemilerde kullanılmaktadır. Külhanda oluşan gazlar yönlerini değiştirmeksizin cehennemliğe ve oradan da atmosfere atılırlar.
Gazların yönünün değişmemesi nedeniyle bu tür kazanlar DOĞRU ALEV BORULU KAZANLAR denir.
Bu tür kazanların maksimum basıncı 5 bardır.
14. ALEV BORULU KAZAN BÖLÜMLERİ
14.1 Kazan zarfı ve aynaları
14.2 Külhanlar: Kazanda yakıtın yakıldığı kısımdır. Bir taraftan kazanın ön aynasına ve diğer taraftan da cehennemliğe bağlanmaktadır. Dökme demirden yapılmış külhan çerçevesinde külhana hava verilmesini sağlayan hava klapeleri bulunur.
Külhan duvarının yüksekliği, külhan çapının 2/3 ü kadar olup, ateşe dayanıklı tuğlalardan örülmüştür. Çerçeve üzerinde ayrıca börner veya brülör de bulunur. Skoç kazanlarında genel olarak kıvrık saçlar kullanılmaktadır. Korugeyt külhan denilen bu tür külhanların yararları şunlardır.
1) Yüksek ısı nedeniyle genişleyen külhan saçı kazan devreden çıkarılıp soğutulduğunda büzüşür. Kıvrık saçtan yapıldığından dolayı külhanın bağlantı elemanları bundan etkilenmez yani kazan ön aynası ve cehennemlik tarafından su kaçırması tehlikesi ortadan kalkar.
2) Aynı çaptaki düz saça göre kıvrık saçın ısıtma yüzeyi daha geniştir dolayısıyla 1m2 ısıtma yüzeyini 1 saatte kg türünden oluşturduğu buhar miktarı daha fazladır.
3) Su içinde bulunan sülfat ve karbonat tuzlarından dolayı kışır adı verilen yalıtkan katman külhanların su tarafını kaplayarak çökmelere neden olur. Düz saçtan yapılan külhanlarda bu olasılık daha fazladır. Kıvrık saçtan yapılmış külhanlarda genişleme büzüşme olayı sırasında kışır katmanı kırılır.
14.3 Cehennemlikler : Kazanın en sıcak yerlerinden birisi olduğu için yanmamış karbon artıkları burada yanar. Ayrı cehennemlik kullanılan kazanlarda bunları birbirine bağlıyacak masura veya steyboltlar kullanılır.
Masuralar cehennemlik arka aynalarını iç basınca karşı koruyan ve onu kazan arka aynasına bağlayan içi dolu, ucuna dikiş çekilmiş metal çubuklardır. Cehennemlik tavanlarınında iç basınca karşı takviye edilmeleri gerekir. Bunun için Girderstey veya Köprü Payanda adları verilen elemanlar kullanılır.
Su seviyesi, cehennemlik tavanından 100-150mm kadar daha üstündedir. Böylece cehennemlik tavanı içindeki ısıdan etkilenmez. Besleme pompası arızalanırda su seviyesi düşerse sürekli olarak buhar çekileceğinden cehennemlik tavanı tavlanır ve çöker. Bunun sonucu olarak yüksek basınçtaki buhar cehennemlik yolu ile külhana ve oradan da kazan önüne geçerek can ve mal kaybına neden olur.
Bu nedenle cehennemlik tavanında içinde 200-230 derecede eriyen kalay yada katmiyum bulunan ve suya en az 25mm girecek şekilde yerleştirilmiş, sürekli su içinde duran sigorta tapaları bulunur. Böylece sigorta tapasından geçerken buhar ses çıkaracağından alarm görevi görür.
14.4 Alev ve Payanda Boruları: Alev boruları cehennemlik ön aynası ile kazan ön aynasının arasına yerleştirilmiş ve içinden geçen gazın ısısını etrafındaki suya aktarmaktadır. Payanda boruları ise iç basınca karşı cehennemlik ve kazan ön aynalarının dayanıklılığını arttırmak için kullanılırlar.
Bunların et kalınlıkları alev borularınınkinden daha fazladır. Ama dış çapları aynıdır. Payanda boruları aynalara vira edilerek geçirilir ve ağızları makineto ile şişirilerek sızdırmazlık sağlanır.
14.5 Payanda ve Steyler: Alev borulu kazanların ön ve arka aynalarını birbirine sıkıca bağlayarak iç basınca karşı dayanıklılığı arttıran içi dolu ve uçları klavuzlu uzun çelik boruara denir. Payandalar kazanın buhar bölgesinde bulunurlar.
14.6 Duman Sandığı : Alev ve payanda borularının ağızları duman sandığı adı verilen menteşeli Kamin kapakları ile denetlenen bölüme açılır. Kazan borularının tapalanması, değiştirilmesi ve iç temizliklerinin yapılmasına olanak sağladığından önemli bir bölümdür. Buradaki sıcaklık 300-400 derece dolayındadır. Yanmanın denetimi için, yanma gazlarındaki CO2 miktarını saptayan CO2 kayıt ediciler buraya monte edilir.
14.7 Apteyk veya Baca yolu : Bu kısım daha çok hava ısıtıcısı ve besleme suyu ısıtıcısı gibi eşanjörlerin yerleştirildiği bölümdür. Baca yolu üzerinde açılıp kapatılabilen ve gaz akışını kontrol eden damper adı verilen kapaklar yarleştirilir.
14.8 Baca : Bacayı terk eden gazların sıcaklığı yaklaşık olarak 200 ila 250 derecedir. Ocaktaki gaz sıcaklığı ile bacadaki sıcaklık arasındaki fark ne kadar büyürse kazanın verimi de o derece büyür.
Çiğleşme noktası gazlar içindeki su buharının yoğuştuğu sıcaklıktır. Oluşan su kükürt dioksit ile birleşerek sülfüroz asidi oluşturur. Bu asit baca yolundaki ısıtıcı borularının aşınarak delinmesine yol açar. Bu bakımdan baca gazlarının sıcaklıkları yukarıda verilen değerden düşük olmamalıdır.
15. SU BORULU KAZANLAR
15.1 Kasalı az eğimli su borulu kazanlar
Bu tip kazanlar su borulu kazanların ilk örneklerindendir. Bir depo ile irtibatlı olan kasa şeklindeki kollektörlerin arasında yatayla yaklaşık 10-15 derece eğimli borular bulunmaktadır. Kollektör, dikdörtgen bir prizma şeklinde olduğundan, bu kazan yüksek basınçlar için uygun değildir, Bu tip kazlli'11ar en fazla I5ton/h buhar kapasitelerine kadar kullanılabilirler.
15.2 Seksiyonlu az eğimli su borulu kazanlar
Kasa1ı olanlardan farklı olarak, bu kazanlarda borular seksiyon adı verilen gruplardan oluşmaktadır. Seksiyonlarda düşey doğrultuda boru sıralan vardır. Böylece sistem daha elastik olabilmektedir. Seksiyonlarm mukavemet açısından iyi olması nedeniyle kasalı tiplere göre daha yüksek basınçlara çıkabilirler.
15.3 Dik su borulu kazanlar
Az eğimli su borulu kazanlarda su sirkülasyonunun kötü olması nedeniyle özellikle buhar kapasitesi artınca bu kazanlarda b82I sorunlar ortaya çıkmaktadır.
Bunların en önemlisi, depoya kadar sürüklenmeyerek az eğimli borular içinde buhar cepleri oluşturn1asıdıf.
Buharın suya göre kötü bir ISI iletkenliği olması nedeniyle boru malzemesinin sıcaklığı artar ve borular çük kısa zamanda tahrip .olur.
Bu yüzden buhar yükü 60 kg/m/'2 h değerini aşan su borulu kazanlarda su-buhar sirkülasyonunu arttırmak için dik borulu olarak imal edilir. Kullanma yerlerine ve buhar kapasitelerine göre bu kazanlar çok değişik şekillerde yapılırlar.
16. HYBRİD TİPİ KAZAN
Almanya menşeyli bir dizayndır. Hybrid tip kazanlar katı yakıt kullanımında benzersiz bir tasarımdır.
16.1 Su borulu bölüm
Hybrid tip kazanların su borulu bölümü radyasyon ls1 transfer yüzeyini fazlasıyla karşılamaktadır. Bu ise alev borulu kazanlara nazaran çok daha hızlı enerji kazanımı ve çok daha verimli bir ISI transferi sağlanmaktadır.
16.2 Duman borulu bölüm
Hybrid kazanların duman borulu bölümü, Klasik su borulu kazanlardan çok daha fazla su ve termal rezerv sağlar. Duman borusu kısmındaki iki geçiş gaz hızım ve verimi artırır, böylece daha temiz boru yüzeyi temin eder.
16.3 Buhar haznesi
Duman borulu bölüm klasik su borulu kazanlara 2-3 misli fazla buhar haznesi sağlar. Büyük buhar haznesi sürekli buhar sağlamada sistemi rahatlatır.
Geniş hazne buharlaşmamış suyun sürüklenerek buhara karışmasını engeller, böylece daha fazla kum buhar elde edilmiş olur.
Kuru buhar gereksiz kondens oluşumunu engeller, dolayısıyla da enerji ve yakıt tasarrufu sağlar.
buhar-sis373858480_doc
|
Ara
