DENÄ°ZER ATLI
Bosch Termoteknik Ürün Yöneticisi

Kazandaki yüksek su hacmi, bir buhar rezervi yaratamaz; sadece enerji kaybına yol açar. Çok düÅŸük su hacmi ise basınç dalgalanmalarına ve buharın kalitesizleÅŸmesine neden olur. Bu yüzden doÄŸru hesaplanmış bir su hacmi, kazan seçimlerinde ciddi bir performans kriteridir. Bununla birlikte kazan konstrüksiyonunda yeterli buhar hacmi ve kısa süreli/az sayıda brülör ön süpürme iÅŸlemleri öncelikli olarak ele alınmalıdır.

Kazan tasarımları sıklıkla su hacimleri üzerinden deÄŸerlendirilmektedir. Bu noktada çeliÅŸkili argümanlar ortaya koyuluyor. ÖrneÄŸin düÅŸük su hacmini savunan argümanlar, gereksiz su rezervi tutmanın uzun ısınma sürelerine ve ekstra durma kayıplarına yol açtığını öne sürüyor. Bu argüman genel olarak hızlı buhar jeneratörü üreticileri ve ısıtma kazanı üreten firmalar tarafından ortaya atılıyor. DiÄŸer yandan bazı kullanıcılar da düÅŸük su hacimli kazanları kullanmaktan yanalar. Aksi görüÅŸ olarak yüksek su hacmini savunanlar ise genel olarak silindirik (alev/duman borulu) kazan üreticileridir. Bu argümanı ortaya koyarken de yüksek su hacminin talep deÄŸiÅŸimlerinde daha esnek olduÄŸunu ve bu sayede belirli bir buhar rezervinin saÄŸlandığını belirtmektedirler.

YÜKSEK SU HACMÄ° - ESKÄ° BÄ°R GÜVENLÄ°K YÖNTEMÄ°
Su hacminin önemini doÄŸru anlayabilmek için, son 60 yılda buhar kazanlarındaki geliÅŸmeyi ele almak gereklidir. Buhar kazanlarının katı yakıtlar ile kullanıldığı zamanlarda yüksek su hacmi oldukça hayati bir öneme sahipti. Bugün basitçe yapılan su kontrol ve limit araçları o günlerde bulunmamaktaydı ve bununla birlikte katı yakıt manuel olarak kazana beslenirken ÅŸebeke suyunun devamlılığına güvenilemiyordu. Ä°ÅŸte bu sebeplerden dolayı yakıtın maksimum Ä±sıyı saÄŸladığı noktada ÅŸebeke suyunun kesilme ihtimaline karşı kazanın su hacminin yeterli olması önemli bir güvenlik tedbiriydi. Bu sayede kontrol altına alınamayan fazla ısı mevcutta bulunan fazla suya aktarılarak buhar üretilirdi. Aynı sebepten kazan dairelerinde yüksek hacimli su rezerv tanklarına ihtiyaç duyulmaktaydı.

Kazan yakıtı olarak kömür 50’lerde yerini sıvı yakıta bıraktı. Bu deÄŸiÅŸim sırasında, kontrolsüz ve hızlı tepki yeteneÄŸine sahip olmayan katı yakıtlı kazanlar için kullanılan tüm güvenlik tertibatı ve mantığı, olduÄŸu gibi sıvı ve gaz yakıtlı kazanlar için kullanılmaya devam edildi. Önemli bir nokta olan, sıvı yakıtlı ateÅŸlemenin hızlı ve esnek kontrol kabiliyeti ile saniyeler içinde ısı üretimini durdurabilmesi göz önünde bulundurulmadı. Bununla beraber zamanla teknolojisi geliÅŸen ve kullanımı yaygınlaÅŸan su seviye kontrol ve izleme ekipmanları, susuz çalıştırma ve aşırı ısınmadan kaynaklı oluÅŸabilecek zararların tamamına yakınını elimine etmiÅŸtir.

Bu geliÅŸmelere raÄŸmen yine de yüksek su hacimli kazanlar tercih edilmeye devam edildi.

BUHAR TALEP DALGALANMALARINA KARÅžI PATENT Ä°LE GELEN ESNEKLiK
60’lara gelindiÄŸinde yenilikçi üreticiler kazan tasarımlarında su hacmini dengeli bir seviyeye hassas bir çalışma ile düÅŸürdüler. Bu seviye hem gelen buhar taleplerinin dalgalanmalarına karşı esnekliÄŸi saÄŸlayabilirken, kompakt yapısı ve dolayısıyla düÅŸük su hacmi sayesinde ilk çalıştırma, üretim durdurma ve aÅŸağı modülasyon durumlarında oluÅŸacak gereksiz kayıpları minimuma indirmekteydi. Burada buhar domu hacmine ayrı bir önem verilmiÅŸtir, çünkü buhar domu mümkün olabildiÄŸince geniÅŸ ve en uygun ÅŸekilde tasarlanmalıdır. Aynı tasarım kriteri buhar üretim yüzeyi ve buhar domu yüksekliÄŸi için de geçerlidir. 

I’den IV’e farklı tasarımlar, su soÄŸutmalı arka duman sandığı kazan içi yerleÅŸimlerini göstermektedir. IV numaralı tasarım, düÅŸük su hacmi, büyük yanma odası çapı, ve buhar domu ile optimum noktayı temsil etmektedir. Bu tasarım Bosch Industriekessel’ in (o tarihteki adı ile LOOS) 50’lerdeki patentine dayanmaktadır ve kendini 50.000’den fazla kazanda kanıtlamıştır.

Modern buhar kazanları hızlı ve esnek ateÅŸleme kontrolleri sayesinde 1 tbuhar/s kapasite için 1–1.4 m³ su hacmine sahiplerdir. (izin verilen en düÅŸük su seviyesinde)

Bazı özel durumlarda yukarıdaki hacmin %10-%25 üzerinde su hacmine sahip kazanlar yine de kullanılmaktadır.

1,5 tbuhar/s gibi düÅŸük buhar ihtiyaçlarında, kazan dairesi yönetmeliklerindeki kolaylıkları kullanabilmek için özel tasarım proses buhar kazanları üretilmiÅŸtir. Bu kazanların su hacmi yukarıda belirtilen standart hacmin yaklaşık %25 kadar altındadır. DüÅŸük su hacimlerine raÄŸmen bu proses kazanları, uygulamada oldukça baÅŸarılı olduklarını göstermiÅŸlerdir.

ISITMA SERPANTÄ°NÄ° (SU BORULU KAZAN) HIZLI BUHAR ÜRETÄ°MÄ° SAÄžLIYOR
Hızlı buhar jeneratörleri aşırı düÅŸük su hacmine sahip bir kazan olarak hızlı buhar üretimi ve düÅŸük durma kayıpları ile avantaj sahibidir. Fakat bu avantajın bedeli buhar talep deÄŸiÅŸimlerinde oluÅŸan basınç dalgalanmaları ve buharın içindeki artan su miktarıdır. Bu nedenle hızlı buhar jeneratörü kullanımı sadece kazan dairesi yönetmeliklerinde alt tehlike sınıflarına girdiÄŸinde ve buhar kalite beklentisinin çok yüksek olmadığı yerlerde anlamlı oluyor. Bunun dışında hızlı buhar jeneratörü kullanırken; kazan kapasitesi ve gerçek tüketim ile tam örtüÅŸmelidir, çünkü bunun tersi bir durumda brülör ÅŸalt sayısının artması ile aşırı yıpranma, kurum oluÅŸumu ve enerji kaybı yaÅŸanır.

ÖNEMLÄ° KRÄ°TER: KISA ÖN SÜPÜRME Ä°ÅžLEMÄ° SÜRELERÄ°
Basınç düÅŸürmenin buhar üretimine etkisinin ne kadar düÅŸük olduÄŸunu bu örnekle gösterebiliriz: 9 bar’da çalışan bir kazanda 1m3 su hacminin 1 bar basınç kaybı ile sadece 8,5 kg buhar üretilebilmektedir. Bu örnek ile kazandaki su kütlesinin bir buhar rezervi oluÅŸturmadığını açıkça görebiliriz. Pik buhar çekiÅŸlerinde basınç düÅŸüÅŸü sonrası oluÅŸacak buhar, domdaki buhar miktarına kayda deÄŸer bir katkı saÄŸlamayacaktır. Hatta basınç düÅŸümü kabul edilemez, çünkü sabit buhar basıncı istenir.

Pik buhar çekiÅŸleri sadece brülör kontrolü sayesinde efektif olarak karşılanabilir. Bu baÄŸlamda brülör kontrolü buhar taleplerindeki ani deÄŸiÅŸimlerde büyük önem kazanıyor. Brülör kontrolü brülörü mümkün olduÄŸu en uzun sürelerde çalıştırmalı ve kayıp yaratan ön süpürme iÅŸlemlerini en kısa sürede ve en az sayıda yapmalıdır. Bunların yanı sıra brülörün mümkün olduÄŸunca düÅŸük modülasyona inebilecek ve ÅŸalt sayılarını kontrol edebilecek bir kontrol mekanizmasına sahip olması gerekmektedir.

Her ön süpürme iÅŸlemi, buhar üretiminin olmadığı, ani talep deÄŸiÅŸimlerine ve kazanın bu taleplere adaptasyonuna karşıt bir iÅŸlemdir. Kazan seçimlerinde bu özellik üzerinde durulmalıdır ve kısa ön süpürme iÅŸlemi ile çalışan kazanlar tercih edilmelidir. Bunun için de uygun test raporları ve kısa ön süpürme süresi onayları kazan üreticisi tarafından hazırlanmalıdır.

Bu yazıyla ilgili görsellere e-dergi üzerinden ulaÅŸmak için lütfen tıklayınız...