MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Buhar Kazanları ve Sanayide İşletme Ekonomisi. Dinçer Durukafa Makina Mühendisi

Transkript

1 Buhar Kazanları ve Sanayide İşletme Ekonomisi Dinçer Durukafa Makina Mühendisi

2 Neden buhar? 1) Buhar, yüksek miktarda ısı enerjisi taşır. 2) Sabit sıcaklıkta ısı transferi sağlar. 3) Isıtılacak madde ve yüzeylerde homojen sıcaklık dağılımı sağlar. 4) Su kolay tedarik edilebilen bir maddedir. 5) Buharı nakletmek için enerji ihtiyacı yoktur. 6) Buhar yabancı madde içermez,hijyeniktir. 7) Sıcak su ve kızgın su tesisatlarına kıyasla, buhar daha küçük serpantin yüzeyleri gerektirir. 8) Kontrol kolaylığı sunar. 9) Daha küçük boru çapları kullanılabilir.

3 Temel buhar bilgileri MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

4 Temel buhar bilgileri Buhar ile taşınan ısı hesabı: Q = m.(h 2 -h 1 ) Örnek: 8 bar basınçta kg/h buharın bünyesinde taşıdığı ısı ne kadardır? 8 bar = 0.8 Mpa h 2 = h b@8bar = kj/kg h 1 = h s@102 C = 427 kj/kg Q = x ( ) = MJ/h = kw

5 Verimin Önemi Örnek: Kabul: Kazanlar günde 12 saat, yılda 300 gün ve ortalama %75 kapasitede işletilmektedir. Durum 1: Geleneksel skoç tipi buhar kazanı ( k =0,85) Q = x ( ) / 0,85 = MJ/h = kw Durum 2: Yüksek verimli buhar kazanı ( k =0,9) Q = x ( ) / 0,9 = MJ/h = kw Durum 3: Entegre ekonomizörlü buhar kazanı ( k =0,95) Q = x ( ) / 0,95 = MJ/h = kw

6 Verimin Önemi Örnek: İşletme maliyeti hesabı Geleneksel skoç kazan Yüksek verimli buhar kazanı Entegre ekonomizörlü buhar kazanı Isı yükü kw kw kw Çalışma süresi 12 h/gün x 300 gün/yıl Ortalama kapasite kullanım oranı 3600 h/yıl 3600 h/yıl 3600 h/yıl %75 %75 %75 Yıllık enerji tüketimi ,6 MWh ,5 MWh ,7 MWh Yıllık doğalgaz tüketimi m m m 3 Doğalgaz birim fiyatı 0,35 /m 3 0,35 /m 3 0,35 /m 3 Yıllık yakıt masrafı /yıl /yıl Euro/yıl 20 yıl içinde toplam masraf

7 Kazan verimini belirleyen unsurlar Bir kazanın verimi η k = 1 (k 1 +k 2 +k 3 +k 4 ) şeklinde ifade edilebilir. Burada; k 1 : Baca gazı sıcaklığına bağlı kayıp oranı k 2 : Duman gazı içinde bulunan su buharının bünyesinde taşıdığı ısıdan dolayı oluşan kayıp oranı k 3 : Kazanı terk eden duman gazlarında bulunan CO ve/veya O 2 miktarına bağlı kayıp oranı k 4 : Kazan dış yüzeylerinden dış ortama kaçan ısıdan kaynaklanan kayıp oranı

8 Baca gazı sıcaklığına bağlı verim kaybı Buhar kazanlarıının baca gazı sıcaklığı, buharın kazan işletme basıncındaki doyma sıcaklığından C daha yüksektir. Ancak bir kazanın baca gazı sıcaklığı -tekniğe uygun dizayn edilmemesi, -periyodik bakımları gerçekleştirilmemesi, -kapasitesinin üzerinde çalışmaya zorlanması, -gerekli işletme etkinliklerinin düzenli yapılmaması gibi sebeplerle daha yüksek olabilir. Bünyesinde bulunan ısıdan etkin bir şekilde yararlanılmadan kazanı terk eden duman gazları, verim kaybının en önemli sebebidir.

9 Baca gazı sıcaklığına bağlı verim kaybı Örnek: Bir buhar kazanında aşağıdaki değerler ölçülmüştür: Kazan kapasitesi: 10 t/h (6480 kw) İşletme basıncı: 5 bar Kazan verimi: %91 Doğalgaz tüketimi: 742 m 3 /h Baca gazı sıcaklığı: 220 C Bu kazanın, baca gazı sıcaklığı 280 C olsaydı verim kaybı ne olurdu? q = V dg x dg x c p x T dg: özgül duman gazı miktarı, 11 Nm 3 baca gazı / Nm 3 doğalgaz c p : baca gazı özgül ısısı, 1,5 kj/nm 3. C q = 742 x 11 x 1,5 x ( ) = kj/h = 204 kw η = / 0,91 = %88

10 Baca gazında bulunan su buharına bağlı verim kaybı Doğalgazın %95 ini oluşturan metan (CH 4 ) için yanma denklemi: CH CO 2 + 2H 2 O Kcal/kg -CH 4 Burada 16 g metan (CH4), 64 g oksijenle (O 2 ) birleşerek 36 g su (H 2 O), yani 1kg metan (CH 4 ), 2.25 kg su (H 2 O) oluşturmaktadır. Metan (CH 4 ) ın alt ısıl değerini hesaplayacak olursak ; Hu = x 2.25 = Kcal/kg -CH 4 olmaktadır. Metan ın yoğunluğu = Kg/Nm 3 kabul edilirse (16 g/22.4 lt), Nm 3 bazında söz konusu alt ve üst ısıl değerler ile yanma sonucu oluşan su miktarı ; Ho = x = 9470 Kcal/Nm 3 -CH 4 Hu = x = 8510 Kcal/Nm 3 -CH 4 W = 2.25 x = 1.60 kg-h 2 O/Nm 3 -CH 4 olmaktadır.

11 Stokiyometrik hava Normal işletme MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Baca gazı kompozisyonuna bağlı verim kaybı Yakma havasının eksik olması halinde yakıtın bir kısmı yanmasını tamamlamadan bacada atılır. Çok fazla yakma havası olması durumunda ise gereğinden fazla hava kütlesi yanma sıcaklığına yükseltildiği için verim kaybına sebep olur. Verimli bir çalışma için baca gazında bulunması gereken O 2 ve CO 2 oranları şu şekildedir: O2 CO2 Doğalgaz için: % 1 3 % 10,0 11,2 Fuel oil için: % 3 6 % 11,5 13,7 Eksik yakma havası Fazla yakma havası

12 Dış cidar kayıplarına bağlı verim kaybı EN e göre bir kazanın dış cidar kayıpları, kazan kapasitesinin %1 i ile sınırlı olmalıdır. Bir kazanın dış cidarlarından radyasyonla ısı kaybı, kazan dış yüzey sıcaklıklarının 4. kuvvetiyle doğru orantılıdır. Yüksek bir kazan verimi elde etmek için dış yüzey sıcaklıklarının mümkün olan en düşük değerlerde olması gerekir. Dış cidar sıcaklıklarının artmasına sebep olan unsurlar: -Tekniğe uygun olmayan izolasyon malzemelerinin kullanılması -Yetersiz kalınlıktaki izolasyon malzemesi -Isı köprüsü oluşturacak nitelikteki izolasyon çerçevesi -Tasarım eksiklikleri/hataları

13 Dış cidar kayıplarına bağlı verim kaybı Örnek: 10 t/h (6500 kw) kapasiteli iki buhar kazanından birinin dış cidar kayıpları %2, diğerinin %0,3 tür. Bu kazanların doğalgaz tüketimleri arasındaki fark nedir? 1. Kazan: Dış cidarlardan kaybedilen ısı: 6500 x 0.02 = 130 kw Doğalgaz miktarı: 130 / 9,6= 13,54 m 3 /h 2. Kazan: Dış cidarlardan kaybedilen ısı: 6500 x = 19,5 kw Doğalgaz miktarı: 19,5 / 9,6= 2,03 m 3 /h Fark: 13,54 2,03 = 11,51 m 3 /h 3600 h/yıl, %75 ortalama kapasite kullanımı için yıllık doğalgaz tüketimi: 11,51 x 3600 x 0,75 = m 3 /yıl x 0,35 = /yıl

14 Buhar kazanı çalışma prensibi MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

15 Kazan konstrüksiyonu Masuralar Payandalar Ana buhar flanşı Damla tutucu Cehennemlik Geniş buhar hacmi Seviye göstergesi bağlantıları Arka duman sandığı Seviye kontrolörü bağlantı nozulları Kazan ayağı Kaynak dikişleri Dip blöf flanşı Gözetim delikleri 2. ve 3. duman gazı geçişleri Temizleme kapağı Temizleme açıklığı İletkenlik elektrodu ve yüzey blöf vanası flanşları Emniyet ventili flanşları Kazan kapısı

16 Buhar kazanı konstrüksiyonu Kaynak tekniği MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

17 Buhar kazanı konstrüksiyonu Kaynak tekniği Boruların aynaya montajı Geleneksel uygulama Doğru uygulama

18 Yenilikçi uygulama Geleneksel uygulama MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Buhar kazanı konstrüksiyonu Su soğutmalı brülör bağlantı ağzı

19 Buhar kazanı konstrüksiyonu İzolasyon MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

20 Buhar kazanı konstrüksiyonu - Üzerinde yürünebilir kazan sacı - Duman boruları arasındaki mesafe - Büyük su ve buhar hacmi - El, baş ve adam delikleri - Entegre damla tutucu

21 Kontroller ve sevkiyat MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

22 Buhar kazanı aksesuarları MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

23 Buhar kazanı aksesuarları Seviye kontrolü MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

24 Buhar kazanı aksesuarları Seviye kontrolü Tağdiye cihazı Seviye elektrodu

25 Buhar kazanı aksesuarları Seviye kontrolü Tağdiye cihazı çalışma prensibi: 72 saat gözetimsiz işletme için elektrot kombinasyonu çalışma prensibi:

26 Buhar kazanı aksesuarları İletkenlik kontrolü (Yüzey blöf sistemi) MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

27 Buhar kazanı aksesuarları İletkenlik kontrolü (Yüzey blöf sistemi) Yüzey blöf miktarının hesaplanması: A = (Q x S) / (K S) 5 t/h kapasiteli 10 bar işletme basıncındaki kazanın besi suyu iletkenlik değeri 100 μs/cm dir. Yüzey blöf miktarı nedir? A = (5000 x 100) / ( ) = 172 kg/h Vananı %33 açıklıkta olması bu değeri sağlar. Vananın %40 açıklıkta olması halinde enerji kaybı: %40 vana açıklığı ile tahliye edilen kazan suyu miktarı 250 kg/h tir. q = m x c x ΔT = ( ) x 1 x ( ) q = 6320 kcal/h Eşdeğer doğalgaz: 6320 / (0,9 x 8250) = 0,85 m 3 /h Yıllık doğalgaz tüketimi: 0,85 x 10 x 300 = 2550 m 3

28 Buhar kazanı aksesuarları Basınç kontrolü MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

29 Buhar kazanı aksesuarları Dip blöf sistemi MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

30 Buhar kazanı aksesuarları Dip blöf sistemi Günde 1 defa 4 saniye boyunca dip blöf yapılması uygundur. 8 bar işletme basıncındaki kazanın blöf vanasının günde 2 defa 20 saniye boyunca açık tutulmasının maliyeti nedir? q = m x c x ΔT q = (2 x 20 4) x 5 x 1 x ( ) q = kcal Eşdeğer doğalgaz miktarı: / (8250 x 0,9) = 1,8 m 3 Yılda harcanan fazladan doğalgaz: 648 m 3

31 Buhar kazanı aksesuarları Emniyet ventili MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

32 Buhar kazanı aksesuarları Besi suyu sistemi MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

33 Buhar kazanı aksesuarları Kollektör ve vanalar MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

34 Brülör 1 Yakma havası 2 Gaz 3 Motorin 4 Çekirdek hava 5 İkincil hava

35 Brülör Oransal brülör tipleri MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

36 Kazan dairesi ekipmanı MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

37 Kazan dairesi ekipmanı MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

38 Kazan dairesi ekipmanı Ekonomizör MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

39 Kazan dairesi ekipmanı Yoğuşmalı ekonomizör MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

40 Çözünmüş CO 2 miktarı (mg/l) (1 bar saf su için) Çözünmüş O 2 miktarı (mg/l) (1 bar saf su için) MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Kazan dairesi ekipmanı Degazör sistemi Su sıcaklığı ( C) Su sıcaklığı ( C)

41 Kazan dairesi ekipmanı Degazör sistemi Ek besi suyu ve sistemden dönen kondens domun üst bölümünden degazöre girer. Domun alt bölümünden ise düşük basınçlı buhar beslemesi yapılır. Dom içine giren su, delikli kaskat plakalardan küçük damlalar halinde süzülerek aşağıya doğru hareket ederken, yukarı doğru ilerleyen düşük basınçlı buharla temas eder. Suyun küçük damlalar halinde buharla buluşması sayesinde sıcaklığı artarken, çözünmüş gazlar da ekstrakte edilir. Degazör genellikle 102 C sıcaklıkta ve 0,2 bar basınçta işletilir.

42 m B = 5000 kg/h MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Kazan dairesi ekipmanı Degazör hesapları m net m atık Kazan kapasitesi: 5 t/h Kazan basıncı: 10 bar Kondens dönüş oranı: %70 Kondens sıcaklığı: 90 C Taze besi suyu sıcaklığı: 18 C Degazör işletme basıncı: 0,2 bar m d m bs m ts m k Degazöre beslenmesi gereken buhar miktarı nedir? Sistemin net buhar kapasitesi nedir? Degazöre buhar besleyen boru çapları (basınç düşürücüden önce ve sonra) nedir?

43 Kazan dairesi ekipmanı Degazör hesapları Degazör için termodinamiğin 1. yasasına göre giren ve çıkan kütlelerin enerji denklemi yazılırsa: Q çıkan = Q giren m bs x h bs + m atık x h atık = m k x h k + m ts x h ts + m d x h d m bs = 5000 kg/h m atık = m bs x 0,0025 = 12,5 kg/h m k = m bs x 0,7 = 3500 kg/h m ts = m bs m k m d = m d m d =? h bs = 105 kcal/kg h atık = 641 kcal/kg h k = 90 kcal/kg h ts = 18 kcal/kg h d = 641 kcal/kg 5000 x ,5 x 641 = 3500 x 90 + (1500 m d ) x 18 + m d x 641 m d = 299 kg/h m net = m B m d = = 4701 kg/h Boru çaplarına göre buhar kapasitesi tablosundan: 10 bar da 299 kg/h buhar için boru çapı: DN25 0,2 bar da 299 kg/h buhar için boru çapı: DN65

44 Kazan dairesi ekipmanı Kondens istasyonu Kondens istasyonu, buhar kullanım yerlerinden geri dönen kondensi toplayarak, besi suyu tankına basmak üzere tasarlanır. Kondens tankı, üzerinde bulunan bir havalık borusu ve/veya vanası sayesinde atmosferik çalışır. Bu sayede kondens, bir karşı basınçla karşılaşmadan tanka akabilir.

45 Kazan dairesi ekipmanı Blöf soğutma tankı Blöf tankı, kazan sisteminden dışarı atılan tüm basınçlı ve sıcak suyu toplamak üzere tasarlanır. Tanka giren su atmosferik basınca düşürülür. Blöf tankı atmosfere açıktır. Ham su hattından bağlanan soğutma suyu ile karıştırılan atık su, tahliye edilmek üzere C ye düşürülür.

46 Kazan dairesi ekipmanı T.D.S. Flaş buhar tankı T.D.S. flaş buhar tankı, yüzey blöf suyunu alarak, 0,5 bar(g) pozitif basınca düşürmek üzere tasarlanır. Basınç düşüşü sonucu açığa çıkan flaş buhar, degazörde kullanılır. Flaş buhar ayrıldıktan sonra arda kalan atık su, blöf tankına yönlendirilir.

47 Kazan dairesi ekipmanı T.D.S. Flaş buhar tankı 5 t/h kapasiteli, 10 bar işletme basıncında çalışan, besi suyu iletkenlik değeri 100 μs/cm olan bir kazanın yüzey blöf miktarı 172 kg/h olarak hesaplanmıştı. Bu kazanın yüzey blöfünden flaş buhar tankı vasıtasıyla geri kazanılacak ısı miktarı nedir? Kazanılan flaş buhar 0,2 bar basınçta çalışan degazörü beslemek üzere kullanılacaktır. Yüzey blöf suyunun %15 inin flaş buhara dönüştüğü grafikten okunuyor. m fb = 0,15 x 172 = 26 kg/h qfb = 26 x 550 = kcal/h Eşdeğer doğalgaz: 1,93 m 3 /h Yıllık doğalgaz miktarı: 1,93 x 10 x 300 = 5790 m 3

48 Kazan dairesi ekipmanı Su yumuşatma ünitesi - Kalsiyum ve magnezyum iyonları su içinde çözünmüş halde bulunur. -Bu elementler, ısı kazan taşına sebep olan elementlerdir. -Kazan taşı oluşumu, ısının duman tarafından su tarafına geçişine engel olur. -Bu durum öncelikle yüksek baca gazı sıcaklıklarına ve düşük verime sebep olur. -Kazan taşı kalınlığı arttıkça, metal yüzeylerinin yeterince soğutulamaması sebebiyle kazan ısı transfer yüzeyleri tahrip olur. -Bu sebeple besi suyu kazana yumuşatılarak gönderilmelidir. ΔT ΔT

49 Kazan dairesi ekipmanı Su yumuşatma ünitesi İyon değiştiriciler, aktif abzorbe edici gruplu küresel reçinelerden oluşur. Su yumuşatıcı reçineler sodyum iyonlerı içerir. Sert suyun iyon değiştirici üzerinden akmasıyla, sodyum iyonları, kalsiyum ve magnezyum iyonları ile değiştirilir. İşletmeye zarar verici kazan taşına sebep olan bu sayede sudan tasfiye edilir.

50 Kazan dairesi ekipmanı Kimyasal dozaj sistemi Besi suyunun alkalilik seviyesinin korunması, arta kalan sertliğin giderilmesi ve oksijenin bağlanması için besi suyuna düzeltici kimyasallar eklenir. Besi suyunda arta kalan sertliği almak ve oksijeni bağlamak amacıyla iki farklı dozaj kimyasalı kullanılır. Bu sebeple her tesis için iki adet dozaj ünitesi teklif edilir.

51 Kazan dairesi ekipmanı Kazan suyu numune soğutucu Kazan suyu belirli aralıklarla analiz edilmelidir. Ancak kazan içinde basınçlı halde bulunan doymuş su, atmosferik basınca açıldığı anda flaş buhar üretir. Flaş buhar olarak ayrılan saf su, alınan numunenin değerlerinin değişmesine sebep olur. Bu yüzden numunenin soğutulduktan sonra atmosferik basınca alınması gerekir. Kazan suyunun aşağıdaki değerleri düzenli olarak analiz edilmelidir: -İletkenlik değeri -ph değeri -Tüm alkali metaller -Toplam sertlik -Karbonat sertliği -Fosfat -Sodyum sülfit -Klorid -Silikat -Demir -Oksijen

52 Kazan dairesi yerleşimi Yönetmelikler Bayındırlık Bakanlığı Yapı İşleri Makina Tesisatı Genel Teknik Şartnamesi ne göre: 0,5 bar dan daha yüksek basınçlı buhar ve kızgın su kazanları Kazan su hacmi (m 3 ) x İşletme basıncı (bar) 10 m 3.bar şartını sağlaması halinde muskûn hacimlere yerleştirilebilir. Bu şartı sağlamayan kazanlar için üzerinde kat bulunmayan ayrı bir kazan dairesi yapılması zorunluluğu vardır. Belediyelerin Ruhsat Denetim Müdürlüğü kurallarına göre kazanlar üç sınıfa ayrılır: I. sınıf kazanlar: Kazan su hacmi-m 3 x (Doyma sıcaklığını- C 100) 200 Kazan dairesi üzerine kat yapılamaz, meskûn ve genel kullanım amaçlı binalarda en az 20 m mesafede inşa edilmelidir. 20 m den daha yakın mesafeler için koruma duvarı yapılmalıdır. II. sınıf kazanlar: Kazan su hacmi-m 3 x (Doyma sıcaklığını- C 100) < 200 Kazan dairesi mesûn ve genel kullanım amaçlı binalara en az 10 m mesafede olmalıdır veya 45cm kalınlığıda bir koruma duvarıyla ayrılmak üzere meskûn binaların içine koyulabilir. III. Sınıf kazanlar: Kazan su hacmi-m 3 x (Doyma sıcaklığını- C 100) 50 Kazanlar her türlü bina içine yerleştirilebilir.

53 Kazan dairesi yerleşimi MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

54 Kazan dairesi yerleşimi Gürültü kontrolü Alanlar L gündüz (dba) L akşam (dba) Gürültüye hassas kullanımlardan eğitim, kültür ve sağlık alanları ile yazlık ve kamp yerlerinin yoğunluklu olduğu alanlar Ticari yapılar ile gürültüye hassas kullanımların birlikte bulunduğu alanlardan konutların yoğun olarak bulunduğu alanlar Ticari yapılar ile gürültüye hassas kullanımların birlikte bulunduğu alanlardan işyerlerinin yoğun olarak bulunduğu alanlar Organize Sanayi Bölgesi veya İhtisas Sanayi Bölgesi içindeki her bir tesis için L gece (dba)

55 Buhar tesisatı Buhar dağıtımı Buharın istenen basınç, kalite ve miktarda buhar kullanan cihaza sağlanması, tekniğe uygun tasarlanıp uygulanmış bir buhar dağıtım hattı ile mümkündür.

56 Buhar tesisatı Buhar borularının boyutlandırılması Buhar dağıtım sisteminin amacı, buharı kullanım noktasına gerekli basınçta taşımaktır. Bu sebeple buhar dağıtım hatlarındaki basınç düşümü önemli bir konudur. Küçük çaplandırılmış bir buhar dağıtım hattı; -yüksek basınç kayıplarından dolayı buharın kullanım yerine düşük basınçta ulaşmasına ve proses cihazlarının performansının düşmesine, -yetersiz buhar beslemesine, -sitemdeki aşınma risklerinin artmasına, -buhar hızının artmasından dolayı su koçu ve gürültü meydana gelmesine sebep olur. Büyük çaplandırılmış bir buhar dağıtım hattı; -boru, vana, fittings vb. tesisat elemanlarının maliyetlerinin yükselmesine, -supportlama ve izolasyon gibi tesisat işlerinin maliyetinin artmasına, -boru dış yüzey alanlarının artmasından dolayı ısı kayıplarının artmasına, -artan ısı kayıplarından dolayı hatta fazladan kondens oluşumuna, dolayısıyla kondenstop adetlerinin artmasına ve buhar kuruluk derecesinin düşmesine sebep olur.

57 Özgül hacim m 3 /kg MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Buhar tesisatı Buhar borularının boyutlandırılması Buhar basıncı bar(g) Basınç artıkça buharın özgül hacmi azalır. Yüksek basınçlı buhar, düşük basınçlı buhardan daha küçük hacim kaplar. Dolayısıyla buharın kazanda yüksek basınçta üretilip, dağıtılması halinde dağıtım borularının çapları, aynı ısıl kapasitedeki düşük basınçlı bir sisteme göre daha küçük olur.

58 Buhar tesisatı Buhar kollektörünün boyutlandırılması MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ

59 Buhar tesisatı Buhar borularının boyutlandırılması Buhar kullanan bir cihaz, 7,6 bar basınçta 500 kg/h buhara ihtiyaç duymaktadır. Buhar kazanının set basıncı 8 bar dır. Kazan ve cihaz arasındaki borulama uzunluğunun 150 m olduğu düşünülürse, cihaza giden dağıtım borusunun çapı ne olmalıdır? Cevap: Kazan ve cihaz arasındaki boru mesafesi bilinmesine rağmen, hat üzerindeki fittings in sebep olduğu kayıplar için bu mesafe bir katsayı ile arttırılmalıdır. Bu katsayı: 50 m den kısa hatlar için: 1, m den uzun ve az miktarda fittings bulunan hatlar için: 1, m den uzun ve çok miktarda fittings bulunan hatlar için: 1,20 olarak kabul edilebilir. Bu durumda eşdeğer boru uzunluğu: 150 x 1,10 = 165 m olarak hesaplanır

60 Basınç kaybı (bar/100m) MMO İZMİR ŞUBESİ ENDÜSTİYEL KAZANLAR SEMİNERİ Buhar tesisatı Buhar borularının boyutlandırılması Boru anma çapı 100 m mesafe için basınç kaybı: (8 7,6 ) x = 0,24 bar/100m Bu durumda kullanılacak boru çapının 60 mm olması gerektiği görülüyor. Hız kontrolü: Debi x Özgül hacim Hız = 3600 x π x D 2 / 4 500x0,22 u = 3600 x π x 0,06 2 / 4 u = 11 m/s Doymuş buhar Buhar sıcaklığı ( C) Buhar debisi (kg/h)

61 Buhar tesisatı Buhar borularının yerleşimi EN a göre, ana buhar dağıtım hattı, akış yönünde minimum 1:100 eğimle yerleştirilmelidir. Bu sayede hatta oluşan kondens yerçekimi etkisiyle akar ve birikim olmaz, su koçu engellenir. Kimi durumlarda, şantiye koşulları yukarıda gösterilen şekilde bir tesisata uygun değildir. Buhar tesisatı dah yüksek bir kota taşınacağı zaman aşağıdaki şema uygulanmalıdır:

62 Buhar tesisatı Buhar hatlarından kondens tahliyesi Buhar hattında oluşan kondens, hatta eklenecek bir cep aracılığıyla tahliye edilmelidir. Cep kullanılmaması halinde oluşan kondensin tamamı tahliye edilemez. Doğru uygulama Yanlış uygulama Hat sonu Boru çapı - D Cep çapı - d Cep yüksekliği - h DN100 e kadar d = D h 100 mm DN125 DN200 d = 100 mm h 150 mm DN250 ve üzeri d D/2 h D

63 Buhar tesisatı Su koçu Su koçu, hatta biriken kondensin fittings, armatür ve buhat kullanan cihazlara yüksek hızda çarpmasıyla oluşan gürültüdür. Kondensin yüksek hızda olması büyük bir kinetik enerji taşımasına yol açar. Bu durum tesisat elemanlarının zarar görmesine sebep olur. Su koçu oluşumu

64 Buhar tesisatı Su koçu Su koçunun engellenmesi için hatta kondens birikiminin önlenmesi gerekir.

65 Buhar tesisatı Genleşme ve support elemanları Buhar tesisatında yüksek çalışma sıcaklıklarından dolayı büyük genleşmeler gerçekleşir. Bu yüzden boru hattı yüksek fleksibiliteye sahip olmalıdır.