1

ISI ÜRETİM ve DAĞITIM SİSTEMLERİNDE

ENERJİ YÖNETİMİ

Yrd.Doç.Dr. Handan ÇUBUK

YTÜ Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı

2

KAZANLAR

• KAZAN: Bir yakıttaki enerjiyi ısı şeklinde açığa çıkartarak oluşan ısı enerjisini bir akışkana verecek şekilde imal edilmiş ve basınç altında çalışan kapalı bir kap.

• Enerji gereksinimi olan birçok sanayi dalında yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Kazanda üretilen buhar, sanayi proseslerinde doğrudan ısı enerjisi olarak veya harekete dönüştürülerek mekanik enerji olarak bir çok alanda kullanılmaktadır.

3

• Kazanlar, ilk yatırım ve işletme

giderleri bakımından oldukça

pahalı enerji üreteçleridir. Bu

nedenle, amaca uygun kazan

seçilmeli, işletilmesinde ve

bakımında gerekli özen

gösterilmelidir.

İki geçişli kazan Üç geçişli kazan

4

KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI

• Yakıt cinsine,

• Yakıtın yakıldığı ocağın cinsine,

• Ürettikleri akışkanın cinsine,

• Çalışma basıncına,

• Yapım tarzına,

• İmalat malzemesine,

• Su sirkülasyonuna,

• Gaz sirkülasyonuna

göre çok değişik şekilde sınıflandırılabilir.

5

KAZANLARIN VERİMLİ ÇALIŞTIRILMASI • Kazan seçimi yapılırken işletmenin yıllık, aylık ve günlük

bazda mevcut buhar ihtiyaçlarının bilinmesi ve yakın gelecekte olabilecek yük durumlarının göz önüne alınması gereklidir.

• Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi ile yakıt faturasında %1-2 lik bir tasarruf sağlanabilmektedir.

• Bu tasarrufların bir kısmı baca gazı sıcaklığının düşmesi

ve bununla birlikte oluşan kazan verimindeki artıştan dolayıdır. Kazan yüzeyinden olan ısı kayıpları da basıncın düşürülmesiyle orantılı olarak bir miktar düşecektir.

6

KAZAN VERİMİNİ ETKİLEYEN

FAKTÖRLER

• Eksik yanma (yanma verimi)

• Baca gazındaki su buharı nedeniyle olan ısı kaybı

• Kuru baca gazı nedeniyle olan ısı kaybı

• Fazla hava (l)

• Baca gazı sıcaklığı

• Yakıt cinsi

• Brülörler

• Buhar basıncı

• Kazan yükü

• Isıtma yüzeylerinin kirliliği

• Kazan yüzeyinden olan ısı kaybı

• Blöf nedeniyle olan ısı kaybı

• Besi suyu ve yanma havası sıcaklığı

• Kazan ve boru tesisatı dış yüzey yalıtım kalitesi

• Kondensin geri kazanılması

7

Eksik yanma

• Katı ve sıvı yakıt içinde bulunan yanabilen maddelerin yanmayarak kül içinde kaldığı veya baca gazında yanmamış karbon oluştuğu zaman meydana gelmektedir.

• Hava fazlalığı ayarlanarak iyi bir yanma sağlanabilir.

• Baca gazındaki O2 miktarını optimum seviyede tutmak gerekir. ( Hava/yakıt oranı gereğinden fazla ise, bacadan atılan enerjide artacaktır)

• Soğuk yanma havasının fazlalığından veya alevin soğuk yüzeyden geçmesinden kaynaklanan alev soğuması da eksik yanmaya neden olur.

8

Baca gazındaki su buharı nedeniyle

olan ısı kaybı

• Yakıtın bünyesinde bulunan nem, yanma reaksiyonu

sonrasında buharlaşarak açığa çıkmaktadır. Bu nem,

faydalı enerjinin bir kısmının bacadan atılmasına neden

olmaktadır. Yakıt bünyesindeki nemin mümkün

olduğunca azaltılması ile bu kayıp azaltılabilir.

• Su buharı ile olan en yüksek kayıplar, kimyasal

kompozisyonları nedeniyle gaz yakıtlarda meydana

gelmektedir.

9

Kuru baca gazı nedeniyle

olan ısı kaybı

• Yanma reaksiyonu sonrasında oluşan CO2 ve yanmada

önemli bir rolü olmayan N2’nin çoğu tarafından dışarı ısı

taşınmaktadır.

• Fazla hava ve baca gazı sıcaklığını optimum seviyede

tutarak kontrol edilebilir.

10

Fazla hava

• Fazla hava =Mevcut durumda kullanılan hava / teorik hava

• Gereğinden çok olursa, bacagazı miktarı artar. Isının

bacadan atılmasına neden olur.

• Ayrıca, baca gazı miktarının artması, gaz debisinin

dolayısıyla hızın artmasına ve ısı transferinin düşmesine

neden olur.

11

12

13

Baca gazı sıcaklığı

• Baca gazı sıcaklığının kabul edilen değerlerin üzerinde

olması durumunda, bacadan atmosfere fazla enerji

atılmış olacaktır.

• Baca gazı sıcaklığının yüksek olmasının nedenleri:

– Isı transfer yüzeylerinin yetersiz olması

– Isı transfer yüzeylerinin kirlenmesi

Baca gazı sıcaklığındaki her 17°C’lik artış

verimi %1 azaltır.

14

Yakıt cinsi

• Farklı yakıtlar, farklı oranlarda karbon ve hidrojen

içerdikleri için ısıl değerleri, baca gazındaki nem

miktarları, cüruf ve kurum miktarları değişmektedir.

Bunların her biri verimi etkilemektedir.

• Ayrıca sıvı yakıtlarda atomizasyon sıcaklığı verimi çok

etkilemektedir.

Yakıt Ağır Fuel Oil Orta Fuel Oil Hafif Fuel Oil

Atomizasyon

sıcaklığı

100 – 120 °C 77 – 94 °C 43 – 60 °C

15

Kazan yükü

• Kazanlardan, genellikle düşük yükte ve aşırı yük

durumunda çalıştırılmadıkları zaman en büyük verim

elde edilir.

• Yük oranı %50’nin altına düştüğünde verim hızla

düşmektedir.

16

• Maksimum verimlere genel olarak, kazanın tam yükünün

%70’inden yukarı yüklerde çalıştığı durumlarda

ulaşılmaktadır.

• Kazanlar mümkün olduğunca tam yüke yakın bir yükte

çalıştırılmalıdır.

17

Kazan yüzeyinden olan ısı kayıpları • Kazan yüzeyinden ısı kayıpları radyasyon ve konveksiyon şeklinde

olmaktadır.

• Modern kazanlarda bu kayıp genel olarak eğer kazan tam yükte çalıştırılıyorsa %1 den küçüktür.

• Eski tip ve izolasyonu kötü durumda olan kazanlarda bu kayıp %10 a kadar çıkabilmektedir.

• Kazan yüzey sıcaklığını ortam sıcaklığının yaklaşık 30°C üstündeki bir değere düşürecek şekilde yapılmış bir izolasyon, bu tür kayıpları en aza indirmek açısından yeterli ve uygun görülmektedir.

% Kayıp = 100

Kazan çalışma yükü (%)

formülüyle bulunabilir

18

Besi suyu sıcaklığı

• Kazan suyu buharlaşma ile, prosesde direk buhar kullanımı sonucu veya blöf nedeniyle zaman içinde bir miktar eksilmektedir.

• Eksilen su, taze besi suyu ve kondens suyu ile takviye edilmektedir. Takviye suyun sıcaklığı mümkün olan en yüksek sıcaklıkta olmalıdır. Besi suyunun kazana soğuk girmesi durumunda hem bu suyun ısıtılması için ayrıca bir enerji sağlanacak, hem de suyun içindeki bazı minerallerin ısıtma sırasında tortulaşarak kazan içinde kireç taşı oluşumuna neden olacaktır.

• Kazana soğuk su vermenin bir diğer sakıncası da, soğuk suyun içinde bulunan çözünmüş oksijenin yüksek sıcaklıkta açığa çıkmasıdır. (Korozyona neden olur)

19

Kondensin geri kazanımı

• Kazanda üretilen buhar sistemde kullanıldıktan sonra bir

kısmı doymuş buhar, bir kısmı da su olarak sistemden

ayrılmaktadır. Uygun yerlere konulacak buhar kapanları

ile buharın sistemde kalması sağlanmaktadır. Sıcak su

olarak ayrılan diğer akışkan ise (herhangi bir kirlilik söz

konusu değilse) besleme suyu olarak kazana

döndürülmelidir.

• Kondens geri dönüş oranına ve kondens sıcaklığına

bağlı olarak kazan verimi arttırılabilmekte ve dolayısıyla

yakıt tasarrufu yapılabilmektedir.

20

Yakma havası sıcaklığı

• Yakma havası olarak kazana verilen havanın ısıtılması

ile kazan veriminde artış sağlamak mümkündür.

• Yakma havasının baca gazından faydalanarak ısıtılması

yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yakma havasının ısıtılması ile

sağlanacak her 28°C lik sıcaklık artışı

kazan verimini yaklaşık %1

arttırabilmektedir.

21

Neden

buhar ?

22

NEDEN BUHAR ?

• Isıl kapasitesi yüksektir.

Su bol miktarda vardır

ve ucuzdur.

Sağlığa ve çevreye

karşı bir tehlikesi

yoktur.

Gaz halindeki su,

emniyetli ve verimli bir

enerji taşıyıcısıdır.

23

24

25

• İletimi kolaydır.

Buhar, uzun mesafelerde ısı iletiminde en çok kullanılan

akışkandır.

26

Ana Buhar Hattı Dizaynı

27

• Buhar kolay kontrol edilebilir.

Buharın basınç ve sıcaklık değerleri arasında direkt ilişki

vardır. Prosese giden enerji miktarı, doymuş buhar

basıncını kontrol ederek kolaylıkla kontrol edilebilir.

28

• Modern buhar sisteminin işletmesi kolaydır

• Geri kazanım ile enerji tasarrufu sağlanır

• Yatırım giderleri azdır

• Buhar emniyetlidir

• Buhar çevre dostudur

29

Buhar

Nerelerde

Kullanılır?

30

Buharı çok miktarda

kullanan yerler • Gıda ve içecek • İlaç • Petrol Rafineri • Plastik • Kağıt • Tekstil • Metal Prosesleri • Lastik • Gemi Sanayii • Güç Üretimi

Buharı orta miktarda

kullanan yerler

• Isıtma -

Havalandırma

• Pişirme

• Soğutma

• Mayalama

• Temizleme

• Eritme

• Kurutma

Buharı az miktarda

kullanan yerler

• Elektronik

• Bahçe işleri

• Klima

• Nemlendirme

31

ISI ÜRETİM ve DAĞITIM SİSTEMLERİNDE

ENERJİ YÖNETİMİ

• Enerji verimliliğine özen gösterilmeyen tesislerde, sistem

verimi %50-60 mertebelerinin altına düşmektedir.

• Kayıp unsurları:

– Kazanın kendi içindeki kayıplar

– Buhar tesisatındaki kayıplar

olarak sınıflandırılabilir.

32

Isı Üretim Sisteminde Oluşan

Verimsizlikler:

Kazan içindeki kayıplar:

– KB : Bacadan atılan ısı (Baca kaybı)

– Ko : Eksik yanma kaybı (Ocak kaybı)

– Kz : Yüzeyden kaçan ısı (Yüzey kaybı)

– Kbl : Blöfle dışarı atılan ısı

Kazan Isıl Verimi:

(Yakıt ısısının buhara aktarılabilen oranı)

)KKKK(1 blzoBk

Isıl Verim Tayini

(TS 4041)

Direk Yöntem Dolaylı Yöntem

33

DİREK YÖNTEM İLE VERİM TAYİNİ

uh

oDhk

HB

)hh(D

: Besi suyu / buhar debisi (kg/h)

: Buharın entalpisi

: Besi suyunun entalpisi

: Yakıt miktarı

: Yakıtın alt ısıl değeri

hD

Dh

oh

hB

uH

Direk yöntemde:

•Besi suyu debisi / buhar

debisi ölçülmeli,

•Besi suyu ve buharın

sıcaklık ve basınçları

ölçülmeli

•Yakıt besleme miktarı

ölçülmeli

•Yakıtın ısıl değeri tayin

edilmelidir.

34

DOLAYLI YÖNTEM İLE VERİM TAYİNİ

• Kazan verimini tayin edilebilmesi için kayıpların

belirlenmesi gereklidir.

(Bakınız: TS 4041)

K-1 k

35

Buhar tesisatındaki kayıplar:

– Ki : Boru tesisatında dış yüzeylerden kaçan ısı

– Kk : Kondensle atılan ısı

– Kbk : Buhar kaçakları ile oluşan ısı kaybı

Sistem Verimi:

(Prosese aktarılan enerji)

Isı Üretim Sisteminde Oluşan

Verimsizlikler:

)KKK( bkkiks

36

KAZANLARDA

KAYIPLARI

AZALTMAK

37

İYİ BAKIM

• Kaçaklar ve bozukluklar tamir edilmeli

• Kapak contaları kontrol edilmeli

• Kazan ve boru izolasyonları onarılmalı

• Isıtıcı serpantinler temizlenmeli

• Ocak alev ve gaz yolları temizlenmeli

• Durma sırasında su tarafı temizlenmeli

• Brülör kontrol edilmeli

• Sürekli hava kontrol sistemi kurulmalı

38

Kazanlarda İyi Bakım ve İşletme

Kireç taşı kalınlığına bağlı olarak kazan ısıl verim kaybı

Isıtıcı Yüzey Kirliliği

39

Kireçtaşı Oluşumu ve Sonuçları

40

Besi Suyunda Çözünmüş

Oksijen ve Sonuçları

41

Çözünmüş Oksijen Nedeniyle

Olan Korozyon

42

Degazör

43

DÜŞÜK MALİYETLİ ÖNLEMLER:

• Su hazırlama tesisi geliştirilmeli

• Blöf miktarı kaydedilmeli

• Sıcak ve soğuk hatlar izole edilmeli

• Yakıt tankları izole edilmeli

• Çalışmayan bacalara damper konulmalı

• Ultrasonik kaçak dedektörü kullanılmalı

• Sürgülü vanalar, küresel vanalar ile değiştirilmeli

• Bütün kondensler geri döndürülmeli

44

YENİLEME GEREKEN YATIRIMLAR:

• Motor egzostları buhar üretmede kullanılmalı

• Baca gazlarından ısı geri kazanılmalı

• Kondensden flaş buhar elde edilmeli

• Besi suyu, kompresör soğutma suyu ile önısıtılmalı

• Kazan borularına türbülatör yerleştirilmeli

• Kurum üfleme sistemi kurulmalı

• Eski kazan kontrol sistemleri yenilenmeli

45

YATIRIM GEREKEN ÖNLEMLER:

• Ekonomayzer (ön ısıtma)

• Hava ısıtıcısı

• Blöfden buhar ve ısı geri kazanımı

• Flaş buhar (çürük buhar) tankları

• Besi suyu ısıtıcıları

46

Besi Suyu Sıcaklığı Nedeniyle

Olan Isı Kaybı

47

KONDENS

48

Kondens Nedir?

• Kazanda üretilen buhar, boru hatları ile ısı enerjisinin

kullanılacağı yere iletilmektedir.

49

• Buhar vanası açıldığında, daha soğuk olan buhar

boruları ile temasa geçen buhar hemen yoğuşmaya

başlayacaktır.

50

• Sistem başlangıcında, yoğuşma yükü ve buharla boru

arasındaki sıcaklık farkı maksimum düzeydedir.

• Boru hattı ısındığında, buhar ve boru yüzeyi arasındaki

sıcaklık minimum düzeye inecektir, fakat borudan

çevreye ısı geçişi olacağından bir miktar yoğuşma yine

olacaktır.

51

Ana Buhar Hattı Dizaynı

• Ana buhar hattına kondensin akmasına uygun olacak

şekilde eğim verilmelidir. Eğim 1 / 70 oranındadır.

52

• Kazandan sonra bir yükselme söz konusu ise, yükselen

kısımda çap büyütülerek hız küçültülür ve kondensin

aşağı doğru akması sağlanır.

53

• Çeşitli noktalara yapılan buhar dağıtımında, dağıtım

daima üstten yapılır.

• Çünkü, ana buhar hattının üst tarafından çıkan

branşman hatları, en kuru buharı taşımaktadır.

54

• Buhar dağıtım hattında ve proses ekipmanlarında

oluşan kondens, kazan besi suyu olarak

kullanılabilecek sıcaklıkta bir kaynaktır.

• Kondensi oluştuğu anda buhardan ayırmak önemlidir,

ancak kondens dışarı atılmamalı ve geri

döndürülmelidir.

55

• Buhar tesisatında kalan kondens, buhar tarafından

yüksek hız ve gürültü ile sürüklenerek boru armatürlerine

ve ekipmanlara çarpar (koç darbesi) ; Büyük bir gürültü

ve belki de borunun yerinden hareket etmesine neden

olur. Bazı durumlarda patlayıcı ve çok tehlikeli olabilir.

56

• Koç darbesi genellikle:

– Boru hattındaki alçak noktalarda,

– Boru hattındaki sarkıklıklarda,

– Eksantrik redüksiyon yerine konsantrik kullanımda,

– Yanlış pislik tutucu montajı sonucunda,

– Buhar hatlarındaki yetersiz drenaj nedeniyle,

– Başlangıç aşamasında buhar vanasının çok hızlı

açılması nedeniyle

oluşur.

57

58

• Öte yandan, ısı değiştiricilere ulaşan kondens, film

tabakası oluşturacağı için ısı transferini olumsuz

etkileyecektir.

• Bu nedenlerden dolayı, tesisin verimli ve emniyetli

çalışması için kondens mümkün olduğunca çabuk

alınmalıdır.

• Yetersiz kondens tahliyesi, contalardan kaçaklara ve

özellikle kontrol vana yüzeylerinde aşınmaya neden

olacaktır.

59

Kondens, en önemli ısı enerjisi kayıp

noktalarından birisidir. • Kondensin dışarı atılması ile 3 nedenle kayıp oluşur:

– Enerji kaybı

– Su kaybı

– Suyun saflaştırma maliyeti

• Bu maliyetler göz önünde tutulduğunda, dışarı atılan kondens

maliyetinin ne kadar yüksek olduğu görülmektedir.

Kondens Maliyeti

yakıt maliyeti

%41su maliyeti

%59

60

• Geri döndürülen kondens için “atmosfere açık kondens

tankı” kullanılması sonucu, üzerindeki basıncın

kalkmasıyla açığa çıkan enerji ile bir kısmı

buharlaşacaktır.

Buharlaşma ile ısı kaybı meydana gelecektir.

Bu buhara “flaş buhar” denilir ve atmosfere atılır.

Kondens toplama hatlarında ve atmosfere atılan

flaş buhar ile birlikte oluşacak kayıplar tipik bir

işletmede %20 oranındadır.

61

62

Flaş buhar miktarı:

: Kondensin yüksek basınç entalpisi (kJ/kg)

: Kondensin düşük basınç entalpisi (kJ/kg)

: Buharlaşma gizli ısısı (kJ/kg)

100

h

hh(%)

2

21

fg

ff

Flaş buhar

1fh

2fh

2fgh

)h( A

)h( C

63

Yıllık Buhar Kaçakları Maliyeti

64

• Buharın işletmelerdeki bazı kullanım alanları:

– Yakıt tanklarının ısıtılması

– Yağ tanklarının ısıtılması

– Asit tanklarının ısıtılması vb.

• Bu alanlarda kullanılan buhar, buhar sistemine ve

kazana zarar vermemesi için çoğunlukla sistem dışına

atılır.

Kondensin dışarı atılması mantıklı ve ekonomik

bir yöntem değildir !!

65

• Kondens dönüş hattında gerekli kontroller yapılarak bu

kayıplar minimize edilir:

1) Bulanıklık kontrolü

2) İletkenlik kontrolü

Her iki yöntemde de sensör, switch ve üç yollu motorlu

vana vardır. Sensör kondens içinde yabancı madde

hissederse üç yollu motorlu vanaya kumanda ederek

kondensin drenaj hattına yönlendirilmesini sağlar.

Kondens dönüş hattında bulanıklık ve

iletkenlik kontrolü

66

İLETKENLİK KONTROLÜ

• Bu metot ile kondensin iletkenliği ölçülerek, kondens

hattında asit, alkali, tuz, vb, karışımının olup olmadığı

kontrol edilir.

• Saf su, fiziksel özellik olarak elektriği iletmez. Eğer saf

suya bazı katkı maddeleri örneğin; tuz, asit, alkali, vb,

eklenirse su elektriği iletir. Suyun bu özelliği kullanılarak

kondens dönüş hattı kontrol edilir.

67

İletkenlik Kontrol Sistem Şeması

68

BULANIKLIK KONTROLÜ

• Bu yöntemde saydam sıvılara

çözülmeyen yabancı maddelerin

karışıp karışmadığı kontrol edilir.

• Ölçme prensibi (ışığın yayılma ve

kırılması ) emülsiyon halindeki yağ,

yakıt, vb. için yüksek hassasiyet

sağlar.

Bu cihazlar proses kondens dönüş hattında kondenste kirlenme olup olmadığını kontrol etmek için ve kirlenmiş kondensin boşaltılmasından emin olmak için kullanılır. Böylece kirlenmiş kondensin kazana geri dönmesi önlenir.

69

BLÖF NEDİR?

70

BLÖF NEDİR?

• Buhar üretiminde kazanda ve buhar hatlarında oluşan

maddeler (genel olarak kalsiyum ve magnezyum tuzları),

optimum TDS (çözünmeyen maddelerin yoğunluğu)

seviyesini sağlayabilmek amacıyla, kazandan çeşitli

yollarla uzaklaştırılırlar.

Bu işleme BLÖF ETMEK denir.

Blöf işlemi iki farklı şekilde yapılır:

1 - Yüzey Blöf İşlemi

2 - Dip Blöf İşlemi

71

Kazan Suyundaki Maddeler

• Erimiş katı maddeler

Bu maddelerin yoğunluğunu azaltmak için YÜZEY BLÖF

SİSTEMLERİ kullanılır.

• Süspansiyon halindeki maddeler

Kazan dibine çöken bu maddeler DİP BLÖF

SİSTEMLERİ ile kazandan atılır.

72

Erimiş Katı Maddelerin Sisteme Etkisi Eşanjör

yüzeylerinde birikim

Kontrol vanalarının

arızalanması

Kondenstopların tıkanması

Yüksek erimiş katı madde seviyesi

Kazan

73

Kireç tabakası oluşmuş kazan iç yüzeyi

74

Kireç tabakası oluşmuş kazan iç yüzeyi

75

Aufheizbetrieb

Su tarafı Gaz tarafı

Kazan taşı oluşumunun etkileri

Isıtma Isıtma işleminden

hemen sonra

Isıtma işleminden

sonra

76

Tuz içeren kazan besi suyundan istenen özellikler:

Tuzlu kazan besi suyu içeren kazan suyundan istenen özellikler:

77

Otomatik yüzey blöf işlemi

• İstenmeyen maddeler sıvı fazda (kazan dibine çökmemiş, su içinde erimiş şekilde) ise yüzeyden yapılan blöf işlemi ile otomatik olarak sistemden tahliye edilirler.

• “Yüzey blöfü” fonksiyonu PLC'de oransal bir kontrol üzerinden gerçekleşir.

• Suyun iletkenliği bir elektrod ile ölçülür ve analog sinyal olarak PLC'ye aktarılır. “Tuz miktarının istenen değeri ve kontrol parametresi bir kullanma ünitesi üzerinden PLC'ye girilir. Tuz miktarı yüksek ise, yüzey blöfü vanası açılır ve tuz içeren su tahliye edilir.

78

• Otomatik yüzey blöf sistemi

79

Dip Blöf İşlemi • Kazan dibine çöken çamur birikintilerinin

uzaklaştırılması için yapılan işlemdir.

• Manuel veya otomatik olarak yapılabilir.

• Manuel blöf için kullanılacak vananın uygun

olması gerekmektedir.

Dip Blöf Vanası Şiber vana Köşe vana Globe vana

~25 lt ~285 lt ~690 lt ~760 lt

•Sistemden uzaklaştırılması gereken 20 lt çamur için, vanaların kıyaslanması :

80

Otomatik dip blöf işlemi

• Dip blöf vanası, iki dip blöf alma arasında geçen süre ve

vananın açma süresi değerlerine bağlı olarak PLC

tarafından kontrol edilebilir.

Otomatik dip blöf sistemi

81

Otomatik blöf işlemlerinin avantajları

• Kazan emniyetinde ve verimliliğinde artış sağlar.

• İşçilikten tasarruf sağlar.

• Her türlü buhar kazanına uygulanabilir.

82

Blöf miktarı tayini

M blöf = S

K - S

x Dh

S : Besi suyu TDS seviyesi (ppm, mg/lt)

K : İstenilen kazan suyu TDS seviyesi (ppm, mg/lt)

Dh : Buhar miktarı (kg/h)

Hesaplanan blöf miktarının:

%90’ı yüzey blöf ile

%10’u dip blöf ile uzaklaştırılır.

83

BLÖFDEN

ISI GERİ

KAZANIMI

84

BLÖFDEN ISI GERİ KAZANIMI

• Blöf miktarı 40 kg/h’ı geçen kazanlarda otomatik blöf

sistemi kurulmalıdır.

• Sürekli blöf işlemi uygulayan buhar kazanlarında, ısı geri

kazanım sistemleri uygulanarak, blöften dolayı meydana

gelen enerji ve su kayıpları minimum düzeye indirilebilir.

• Bir çok blöf ısısı geri kazanım sistemi sıcak blöf suyunu

besleme suyunun ön ısıtmasında kullanan basit ısı

eşanjöründen ibarettir.

85

• Özellikle otomatik blöf yapılan sistemlerde flaş buhar

olarak 0,2-0,5 bar mertebelerinde alçak basınçlı buhar

geri kazanılabilir.

• Bu buhar degazörde veya diğer alçak basınçlı buhar

ihtiyacı olan yerlerde kullanılabilir.

• Daha sonra geri kalan sıcak kirli su, kazan taze takviye

suyunu ısıtmak üzere plakalı tip bir ısı değiştirgecinde

soğutularak dışarı atılır. Böylece blöfle dışarı atılan

enerjinin %80'e yakın bir bölümü geri kazanılmış olur.

86

FLAŞ

BUHAR

87

FLAŞ BUHAR

• Bir buhar sisteminin verimliliğini arttırma

şekillerinden biride flaş buharın kullanılmasıdır.

• Flaş buhar, kondens suyundan ayrıştırılarak,

daha düşük buhar ihtiyaçlarının olduğu

sistemlerde kullanılabilir.

88

Flaş buhar miktarı:

: Kondensin yüksek basınç entalpisi (kJ/kg)

: Kondensin düşük basınç entalpisi (kJ/kg)

: Buharlaşma gizli ısısı (kJ/kg)

100

h

hh(%)

2

21

fg

ff

Flaş buhar

1fh

2fh

2fgh

)h( A

)h( C

fb % m m kondfb

)hh( m Q21 fffbfb

şeklinde flaş buharın enerjisi hesaplanabilmektedir.

89

Daha düşük basınçlara

boşaltılan kondensin

flaş buhar oranı

90

FLAŞ TANKI Flaş buharı kondens suyundan

ayrıştırmak için, FLAŞ BUHAR TANKI kullanılmaktadır.

• Tankın çapı o şekilde seçilmelidir ki, buharın üst çıkışa doğru 3 m/s hızla akması sağlanmalıdır.

• Bu hız, su damlalarının ters bir yönde (tankın altına doğru) akabileceği bir hızdır.

• Kondens suyu girişi alttan, tank boyunun 1/3 oranında olmalıdır.

• Tank çapı, kondensin türbülans meydana gelmeden geçmesini sağlayacak çapta olmalıdır.

91

• Kondens basıncı ile flaş buhar basıncı arasındaki fark

küçük ise flaş buhar miktarı az olacaktır.

Bu durumda flaş boru

çapının hıza göre

seçilmesi, tankın küçük

kalmasına neden olacaktır.

Bunun yerine tankın iki çap

büyük seçilmesi uygun

olacaktır.

92

Flaş buhar tankı uygulama örneği

93

Flaş buhar tank boyutları

94

Örnek:

• 5 bar buhar ile çalışan bir ısı eşanjörünün buhar yükü 1500 kg/ h’ dır. Kondens 0,5 bar basınçtaki bir flaş buhar tankında ayrışacaktır. Flaş buhar tank çapı nedir?

• (Grafik yardımıyla) % flaş buhar = %9

Flaş buhar miktarı : 1500 x %9 = 135 kg/ h

Kondens miktarı: 1500 – 135 = 1365 kg/ h

Tablo’ dan seçilecek flaş tankı çapı 200’ dür.

95

96

Flaş buhar miktarı : 135 kg/ h

Kondens miktarı: 1365 kg/ h

Seçilen çap : 200 mm

97

Isıtma Bataryalarında Uygulama

yüksek basınçtaki buhar ile ısıtma yapan bataryalardan alınan kondensten

düşük basınçta flaş buhar elde edilmekte ve bataryaya giren soğuk havanın

ön ısıtılmasında kullanılmaktadır.

98

Isıtma cihazlarında uygulama

99

100

Kazan dairesinde uygulama

101

KAYNAKLAR:

1) “Buhar Tesisatları ve Buhar Cihazları El Kitabı”, INTERVALF

2) “Buhar Tesisatı”, ISISAN yayınları

3) “Sanayide Enerji Yönetimi Esasları”, EİEİ - UETM yayınları

4) “Buhar Kazanları”, VIESSMANN Mesleki Yayınlar Serisi

5) www.ayvaz.com