Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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