BACALAR KULLANMA MONTAJ VE BAKIM ELKİTABI
İ Ç İ N D E K İ L E R 1- BACA NEDİR VE NE İÇİN KULLANILIR? 2- BACADAN BEKLENEN FAYDALAR. 3- BACA GENEL GÖRÜNÜŞÜ VE PARÇALARI. 4- BACA HESAPLARI. 5- BACA MONTAJINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR. 6- İŞLETME ANINDA KARŞILAŞILABİLECEK PROBLEMLER. 7- BACALARIN BAKIMI. 8- BACA İLE KULLANILAN DİĞER AKSESUARLAR
1- BACA NEDİR VE NE İÇİN KULLANILIR Bacanın görevi kazandan çıkan yanma artıklarını (Dumanı) çevreye zarar vermeyecek şekilde dışarı atmak ve kazanda sıcak gazların istenilen bir hızda dolaşabilmesi için gerekli doğal çekişi sağlamaktır. Başka deyişle baca kazanın dışarı açılan nefes borusudur..bacanın yanlış ölçülendirilmesi veya dizayn edilmesi veyahut gerekli zamanında bakım ve temizliğinin yapılmaması kazanın yeterli ve verimli yanmasına engel olur.böylece çok miktarda yakıt kaybına ve çevre kirliliğine sebep verir. Kazan ve bürülörünüz nedenli mükemmel olursa olsun, uygun ve yeterli baca ile kullanılmaz ise kazandan ve tesisattan istenilen verimi almak mümkün değildir. Bacalar kullanılan yakıta, kazan tipine ve yerine bağlı olarak çelik, betonarme, paslanmaz çelik gibi değişik malzemelerden veya bunların kombinasyonundan oluşabilir. 2-BACADAN BEKLENEN FAYDALAR Bacadan beklenen faydaları aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz ; A- Kazan veya yanmanın olduğu cihazın ihtiyacını karşılayacak çekişi sağlamalıdır. B- Baca konumu yanma artığı gazların çevreyi kirletmeyecek veya en az kirletecek konumda olmalıdır. C- Baca kesinlikle tam sızdırmaz olmalıdır. D- Isıyı mümkün olduğunca az geçirecek şekilde izole olmalıdır. E- Isıya ve korozyona dayanıklı malzemeden imal edilmelidir. F- Kullanım yeri ve konumuna göre mukavim ve sağlam olmalıdır. G- Yangın yapıcı nitelikte veya yangına neden olmayacak şekilde dizayn edilmelidir. H- Kolay temizlenebilir olmalıdır İ- İç yüzeyleri minumum dirence sebep olacak şekilde mümkün olduğunca düz satıhlı olmalıdır.
3- BACA GENEL GÖRÜNÜŞÜ VE PARÇALARI BACA GENEL GÖRÜNÜŞÜ VE PARÇALARI 9 13 8 5 12 11 1 4 2 3 10 6 1 Kazan Baca Çıkışı 7 2 Dirsek 3 Temizleme Kapağı 4 Duman kanalı 5 Baca Giriş Ağzı 6 Temizleme Kapağı 7 Baca Kaidesi 8 Baca Gövdesi 9 Baca Şapkası 10 Baca Kondens Alma Ağızı 11 Baca Test Nipeli 12 Baca Klepesi (Kömürlü Kazanlar için) 13 Baca Çekiş Sınırlayıcı (Atmosferik Kazanlar İçin) Şekil 1 :Baca genel görünüşü ve parçaları 4-BACA HESAPLARI Bir bacanın boyutları duman sıcaklığı, dış sıcaklık, baca yükü ve çalışma süresi, baca iç yüzeyleri pürüzlülüğü gibi birçok değişkenlere bağlıdır. Baca kesitlerinin hesaplanmasında genellikle teorik ve pratiğin karşılaştırılması ile elde edilen formüller ve çizelgeler kullanılır.aşağıda verilecek olan formüller ve tablolar yaklaşık hesaplamalar için kullanılır, kesin hesap değildir. Formülle hesaplama Binalar ve merkezi ısıtma tesisleri için yapılan bacalar kabaca aşağıda formülle boyutlandırılır ; Qk : Kazan kapasitesi kcal / h Qk h : Baca yüksekliği, mt F B = ------ cm 2 k : 0,03 Katı yakıtlı kazanlar için h k : 0,02 Sıvı-gaz yakıtlı kazanlar (Metal dışlı malzeme için ) k : 0,015 Gaz yakıtlı kazanlar
(Metalden yapılan bacalar ) Kesiti hesaplanan bacaların ebatları aşağıdaki şekilde belirlenir. Dairesel baca için ; Kare kesitli baca için ; FB d = 2 ----- -cm a = FB - cm 3,14 Yukarıda verilen formülde h baca yüksekliği, kömür yakan kazanlarda ızgara yüzeyinden, akaryakıt ile çalışan kazanlarda ise brülör ağzından itibaren metre olarak ölçülüp yerine konulmalıdır. TABLO İLE HESAPLAMA Aşağıdaki tablolar sıra ile kömürlü, alçak basınçlı üflemeli brülörlü, yüksek basınçlı üflemeli brülörlü ve atmosferik doğal gazlı brülörlü kazanlar için baca seçim diyagramları verilmiştir. Bu grafiklerde bağlantı kanalı kesiti baca kesitine eşit alınmış ve toplam özel kayıp katsayıları değeri 2,8 ve baca gazı sıcaklığı 220 o c kabul edilmiştir.
Etkin baca yüksekliği H (m) Şekil 2 :Kömür kazanları baca çapları
Şekil 3 : Alçak basınçlı brülörlü sıvı yakıt ve doğalgaz kazanları baca çapları (cm) Örnek : Kazan gücü, Q K = 200.000 kcal / h veya baca yüksekliği, H =20 m için baca çapı, D =30 cm
Şekil 4 : Yüksek basınçlı sıvı yakıt ve doğalgaz kazanları baca çapları (cm)
Şekil 5 : Atmosferik brülörlü doğalgaz kazanları baca çapları (cm)
5- BACA MONTAJINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Baca dizayn ve montajı yapılırken aşağıdaki hususlara mutlaka dikkat edilmelidir : A- Duman kanalları mümkün olduğunca kısa tutulmalı ve kesinlikle 90 o c dirseklerden kaçınılmalıdır. YANLIŞ DOĞRU B-Duman kanalları bacaya dik olarak girmemeli en az 45 o lik bir açı ile bağlanmalıdır.
C- Bacanın çatı üzerindeki konumu aşağıdaki şekilde belirtilen konumlar sağlamalıdır. D- Baca şapkaları gazların bacadan rahat çıkmasına engel olmayacak şekil ve yapıda olmalıdır.
E- Doğal gazlı bacalarda baca altında yoğuşma suyunu almak için bir adet Kondens alma çıkışı ve sifona bağlanmalıdır. F- Kömürlü ve sıvı yakıtlı kazanlarda bacaların duman kanalı bağlantısının altında mutlaka bir temizleme kapağı ve kurum birikmesi için hacim bulunmalıdır.
G- Duman kanalı kazan, duman kanalı, baca gövdesi, temizleme kapağı mutlaka tam sızdırmaz olmalıdır. H- Binanızın hakim rüzgar yönündeki yönünde daha yüksek bir bina varsa, binanızın bacası mutlaka yüksek binayı aşacak şekilde olmalıdır. YANLIŞ DOĞRU
6- İLETME ANINDA KARŞILAŞILABİLECEK PROBLEMLER A- BACA ÇEKMESİ Baca kesit veya yüksekliğinin yetersiz olmasından dolayı baca yeterli çekişi yapmayabilir.bu durumda baca kesitleri kısım 4 de verilen formül veya tablolardan kontrol edilmelidir. Bacanın kesiti imkan varsa genişletilebilir veya yüksekliği arttırılabilir. Baca tam sızdırmaz hale getirilip, izolasyonu kuvvetlendirilebilinir. Eğer yukarıdaki problemler problemi çözmüyor ise bacaya aspiratör takılarak cebri çekiş sağlanır. B- BACA TEPMESİ Bacanın çekişi normalde problemsiz olabilir ama zaman zaman bacada geri tepmeler oluşabiliyorsa kısım 5 de belirtilen bacanın çatıdaki konumu kontrol edilmelidir. Problem kısım 5 de anlatılan şartlar yerine getirilerek çözülmeye çalışılmalıdır. C- BACALARDA YOĞUŞMA VE BACA KUSMASI Bilindiği üzere 1 kg fuel-oil yanmasından 1 kg civarı su buharı çıktığı halde hemen hemen aynı ısıyı veren 1 m 3 doğal gaz yanmasından 1,5 2 kg arasında su buharı çıkmaktadır. Ayrıca üst ısıl değer kondenzasyonlu = yoğuşmalı kazanlarda su buharı yoğuşturularak ısısı alınmakta ve kazan verimi yükseltilmektedir. Ayrıca düşük sıcaklık kazanlarında baca sıcaklığı 80 o c, 120 o c, 160 o c olmasına göre üç gurupta toplanmaktadır. Kazan veriminin yükselmesi için baca gazı sıcaklığının düşürülmesi ile baca içinde yoğuşma olayı olasılığı artar. Bacalardaki yoğuşma ile yoğuşma sıcaklığı baca iç yüzeyinin soğuk olması, baca gazı hızının düşüklüğü, brülörün kesikli çalışması, baca gazındaki su buharının miktarı, yanma havası fazlalık katsayısı, kullanılan yakıtın cinsi CO 2 yüzdesi vb. faktörlere bağlıdır. Baca gazındaki su buharının yoğuşma, baca gazının yüzeylerde soğuyarak yoğuşma -çiğ- noktasına düşmesi ile meydana gelir ve pratikte 50 o c civarındadır. Dumandaki -sıvı ve katı yakacakların yanması oluşan yanma ürünü baca gazları- sülfürik asit buharının yoğuşmasıda benzer şekilde fakat farklı sıcaklıkta olur. Bacalardaki yoğuşmanın önüne ancak baca gazı sıcaklıklarının yükseltilmesi ile geçilebilir. Kazan sistemi ile oynamadan bunu gerçekleştirebilmek ancak bacanın iyi izole edilebilmesi veya
izolasyonun kuvvetlendirilmesi ile mümkün olur. Genelde bu yöntem ile hareket alanı kısıtlıdır. En pratik yöntem korozyona dayanıklı malzemeden kılıf baca yapmalı veya komple korozyona dayanıklı malzemeden (CrNi alaşımlı paslanmaz sac )ayrı baca yapmaktadır. Bu yöntemde kondens baca altında toplanarak etrafa ve bacaya zarar vermeden tahliye edilir. Yukarıdaki önlemler alınmazsa beton, tuğla veya benzer malzemeden oluşmuşsa bacada Baca kusması dediğimiz olay oluşur. Baca içinde yoğuşma olunca dumandaki baca gazındaki- kül gibi uçucu maddeler ve partiküller baca iç yüzeyinde yapışmaya tutunmaya- başlar ve pürüzlü bir iç yüzey oluşur.neticede basınç düşmesi artar. Rutubet etkisiyle baca malzemesinin ısı iletim katsayısının artması sebebi ile de baca duvarlarından ısı kaybı daha fazla olur, baca gazı daha fazla soğur ve baca çekişi azalır. Bilhassa içindeki kükürt S- oranı fazla olan linyit ve fuel-oil gibi yakıtlarda yanma sonu meydana gelen SO 2 yoğuşarak su ile birleşmesiyle H 2 SO 3 oluşur, bacanın hem sıcak hemde soğuk bölgeleri zarar görür. Bacalardaki kusmanın önlenmesinde aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir. 1- Kazan seçimi iyi olmalı 2- Baca kesiti ve seçimi iyi olmalı 3- Baca malzemesi ve yalıtımı iyi olmalı 4- Yanmada hava fazlalık katsayısı iyi seçilmeli, eğer hava fazlalık katsayısı yüksekse yanma odası soğur, hava fazlalık katsayısı düşük ise yanma iyi olmaz. 5- Katı yakacak kullanılıyorsa kuru olmasına dikkat edilmeli 6- Baca başı normlara uygun olmalı, çatı üzerindeki yükseklik doğru seçilmeli. 7-BACALARIN BAKIMI Bacalar kullanılan yakıta bağlı olarak her yıl kontrol edilmeli ve bakımları yapılmalıdır. Kömür ve katı yakıtlı bacaların her ay bakımı yapılmalı ve her yıl mutlaka temizlikleri yapılmalıdır. Fuel-Oil ve ağır yağ yakan kazanların bacaları da her yıl kontrol edilmeli, gerekiyorsa komple temizliği yapılmalıdır. Doğalgaz veya LPG yakan kazanların bacalarda mutlaka her mevsim kontrol edilmelidir.genellikle bu tür yakıt kullanan kazanlarda
temizlik gerekmeyebilir ama yabancı maddelerin giderilmesi, baca içi tahribat ihmaline karşı mutlaka kontrol edilmelidir. Bacaların kirlenme faktörleri aşağıdaki faktörlere bağlıdır. a- Kullanılan yakıta ; katı yakıtlı kazanların bağlı olduğu bacalar diğer yakıtlara göre daha çabuk kirlenir. b- Kullanılan yakıcı ve yakma sistemine ; kullanılan yakıcı ve yakma sistemi yakıtı nekadar yüksek verimle yakıyor ise bacanın kirlenme oranı o denli azdır. c- Bacanın konumuna ; bacadaki çekiş iyi ve yeterli yükseklik ve kesitte ise baca içerisinde birikecek kurumu rahatlıkla atabileceğinden baca daha seyrek kirlenir. d- Baca iç yüzeyleri düzgün ve pürüzsüz ise kurum ve yoğuşma suyu tutamayacağından, baca çok daha az kir ve kurumu tutacağından daha seyrek kirlenecektir. e- Bacanın düz veya eğri olmasına bacanın kirlenme hızı etki eder, eğer baca düz olurda yüksekliği herhangi bir eğim ve kıvrıma sahip değilse daha seyrek kirlenecektir. 9- BACA İLE BİRLİKTE KULLANILAN AKSESUARLAR A- BACA SUSTURUCULARI Kazanlarda fuel-oil veya gaz yakacak kullanılan hallerinde brülör çalışması ve yanma neticesi apartman sakinlerini rahatsız edici gürültüler olur. Yanma odasında kaynaklanan bu gürültüler baca bağlantı hattında- bağlantı borularında ses dalgaları olarak yayılır ve rezonans oluşur. 500 ile 2000 Hz frekansında olan bu gürültüler ses yalıtımı yani baca susturucuları ile 15 25 db şiddete kadar düşürülür. Aşağıdaki şekilde baca susturucuları ve takılmış durumu görülmektedir.
B- BACA KAPAMA TERTİBATI Isı üreten cihazlardaki yanma olayı duraklamalarında ısı üreten cihazda bulunan ısı kapasitesinin, doğal taşınım ve baca çekişi yoluyla atmosfere dış havaya- atılmasını önlemek için bacayı yani sıcak hava akımının olduğu boruyu kanalı-kapatan tertibat özellikle yakıt tasarrufu yönünden çok önemlidir. Baca kapsama kapasitesi baca konumu ve brülör tipine bağlı olarak kazanda % 3 ila 7 arasında tasarruf sağlar.klasik baca klepesi şekli aşağıda gösterilmiştir.
C- YAN HAVA TEMİNİ VE TERTİBATI Yan hava (ek hava) tertibatı baca gazının hızını artırarak yoğuşma- çiğ noktasını düşürerek ve brülör çalışmadığı zaman kazanın yanmadığı ara sürelerde- havalandırma yaparak baca içindeki ıslaklığı kurutmak için kullanılır. Yan hava ayrıca yanmanın hava çekişindeki değişimlerden etkilenmeden düzenli olmasını da sağlar. Aşağıdaki şekilden de görüleceği üzere ; yan hava, kazan baca bağlantı deliğinin üst tarafından verilir.giren yan hava miktarı giriş ağzındaki kapak klepe- ile ayarlanır ve kapağın alt tarafındaki karşı ağırlığın ayarı ile de kapak klepe- açıklığı istenilen durumda tutulur.
D- YOĞUŞMA SUYU FİLTRELERİ Yoğuşan su kondensat- saf su özelliğinde olmayıp bünyesinde baca gazı ile atmosfere -dış havaya- atılması gerekirken yoğuşan su ile karışan bir miktar zararlı maddeler de bulunur. Bünyesindeki yanmış CH, kurum, kükürt ve azot bileşenleri ile yoğuşan su kondensat- korozyona -kimyasal aşındırmayasebebiyet verdiği gibi doğa dengesini de bozucu özelliktedir. Bu nedenle yoğuşma suyu kanalizasyon sisteminde tahribat yapacağından yoğuşma suyu filtresinden geçirilerek kanalizasyona verilir.