KAZANLARDA ENERJ VERMLL VE EMSYONLAR



Benzer belgeler
ENERJİ YÖNETİMİ ve POLİTİKALARI

Abdullah B LG N ÖZET. Tam Yanma ; C + O 2 CO Kcal/kg-C (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O Kcal/kg-H (2) S + O 2 SO Kcal/kg-S (3)

KAZANLARDA BACA GAZI ANALİZLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ, İÇ SOĞUMA KAYIPLARININ İRDELENMESİ

Abs tract: Key Words: Abdullah BİLGİN

KAZANLARDA ENERJĐ VERĐMLĐLĐĞĐ

Kazanlarda Enerji Verimliliği

Prof. Dr. Durmuş KAYA Öğr. Gör. Muharrem EYİDOĞAN Arş. Gör. Enes KILINÇ

TAMGA ENDÜSTRİYEL KONTROL SİSTEMLERİ LTD.ŞTİ., ENERJİ YÖNETİMİNDE SINIRSIZ ÇÖZÜMLER SUNAR. HOŞGELDİNİZ

ENERJİ YÖNETİMİ VE POLİTİKALARI

KAZANLARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ

FIRINLARDA ENEJİ VERİMLİLİĞİ BEYZA BAYRAKÇI

2-Emisyon Ölçüm Raporu Formatı

1. GİRİŞ 2. KULLANILAN ÖLÇÜM CİHAZLARI VE METOT

Binaların Isı Merkezlerinde Bulunan Kalorifer Kazanlarının Yanma Havası ve Hava Fazlalık Katsayılarına Göre Yanma Gazlarının Özelliklerindeki Değişim

Emisyon Ölçümlerinin Planlanması

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR. Yanma. Prof.Dr. Abdurrahman BAYRAM

BRÜLÖR EĞİTİMİ. Rüştü Kasım BOZACI

YAKITLAR, KAZANLAR VE FIRINLARDA ENERJI VERIMLILIĞI, BUHAR VE BASINÇLI HAVA SISTEMLERINDE ENERJI VERIMLILIĞI

OREN303 ENERJİ YÖNETİMİ KERESTE KURUTMADA ENERJİ ANALİZİ/SÜREÇ YÖNETİMİ

İçindekiler. Kombiler

+ 1. ) transfer edilir. Seri. Isı T h T c sıcaklık farkı nedeniyle üç direnç boyunca ( dirençler için Q ısı transfer miktarı aşağıdaki gibidir.

İçindekiler. Kombilerin Artısı Çok! Kombi Faydalı Bilgiler Premix Yoğuşmalı Kombiler Konvansiyonel Kombiler Kombi Teknik Bilgiler

FOSİL YAKITLARIN YANMASI

EK YAKIT OLARAK ÇİMENTO FABRİKALARINDA KULLANILABİLECEK ATIKLAR

Boyler, Baca hesabı. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

BATIKENT, TAM ISI YALITIMLI KONUTTA İŞLETME DÖNEMİ SONUÇLARI

DOĞALGAZ DÖNÜŞÜMLERĐNDE BACA

Karlı Bir Yatırım Yeni Nesil Caria Serisi

Durmuş KAYA a, Namık ÜNLÜ b, Davut UZUN b, Alptekin YAĞMUR b

Avrupanıın en hızlı satan gazifikasyon kazanı!

T.C. TOKAT VALİLİĞİ MAHALLİ ÇEVRE KURULU KARARI

Yapılarda Tesisat İşletme Projesi ve Maliyeti

Kazan Bacalarında Meydana Gelen Enerji ve Ekserji Kayıpları

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Buhar Kazanı Verim Hesapları Eğitimi

İÇERİK. Amaç Yanma Dizel motorlardan kaynaklanan emisyonlar Dizel motor kaynaklı emisyonların insan ve çevre sağlığına etkileri Sonuç

Yapı Teknolojisinde Yenilenebilir Enerjiler ve Alternatif Sistemler. Prof. Dr. T. Hikmet Karakoç Anadolu Üniversitesi 07 Şubat 2009

Yoğuşma Teknolojisi. Teknolojisi. Nedir?

KORDİNAMİKR I S I S İ S T E M L E R İ

SIVI VE GAZ YAKITLI MERKEZİ SİSTEM KALORİFER KAZANI KULLANMA KLAVUZU

HERCULES Condensing 32 2 I Yer tipi Paslanmaz Çelik Boylerli Güneþ Enerjisi Baðlanabilen Paslanmaz Çelik Eþanjörlü Premix Sistem Yoðuþmalý Kombi

YAKMA YÖNETM VE BRÜLÖR KONTROL SSTEMLER

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

Döküm Kazanlar. G kw BE MAVİ ALEV BRÜLÖRLÜ KAZAN

1. ENDÜSTRİYEL KİRLETİCİLER.

Endüstriyel Kaynaklı Hava Kirliliği

VIESMANN VITOMAX 100-LW. Teknik Bilgi Föyü Sip.-No.: Fiyat listesine bakınız, fiyatlar istek üzerine VITOMAX 100-LW

tmmob makina mühendisleri odası SANAYİDE VE KONUTLARDA DOĞAL GAZ SEMİNER KİTABI

TEKNOLOJİDE ÖNDE

tmmob makina mühendisleri odası kocaeli şubesi Enerji Çalışma Grubu

SCROLL VE PİSTONLU TİP SOĞUTMA KOMPRESÖRLERİNİN KAPASİTE VE VERİMLERİNİN ÇALIŞMA ŞARTLARI İLE DEĞİŞİMİ

YAKMADA ELEKTRONK DONANIM VE EMNYET SSTEMLER

%20 Fazla hava dikkate alınarak yanma denklemi aşağıdaki şekilde yazılır:

YÖNETMELİK. Çevre ve Orman Bakanlığından: ISINMADAN KAYNAKLANAN HAVA KİRLİLİĞİNİN KONTROLÜ YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA DAİR YÖNETMELİK

NİTROMİX Yoğuşmalı Kombi

ISI TEKNİĞİ LABORATUARI-1

Ýklimlendirme Yapýlacak Tesislerde Enerji Tasarrufu Tedbirleri


lagoon Advanced Care Başlangıç set Kuru temizleme işlemi için mükemmel bir tamamlayıcı PROFESSIONAL LAUNDRY Özellikler ve faydalar Ana özellikler

BACA GAZI DEVRİDAİMİ NOx lerin azaltılması için

: ECO 75 K (L) C 3 (BRÜLÖR MODELİ ÖRNEKTİR) : Oransal, kombine (O2 trim sistemli mikroişlemci, brülör kontrol sistemi) : Doğalgaz, motorin

Endüstriyel Kaynaklı Hava Kirliliği

Hazırlayan Serdar HIZIROĞLU Elk.Yük.Müh. MMO-KOCAELİ ŞUBESİ 12 Kasım 2009

MOTORLAR-5 HAFTA GERÇEK MOTOR ÇEVRİMİ

SANAYİ FIRINLARINDA MERKEZİ REKÜPERATÖR, REKÜPERATİF VE REJENERATİF YAKICILAR III. ENERJİ VERİMLİLİĞİ KONGRESİ 01 NİSAN 2011.

YÖNETMELİK. Çevre ve Orman Bakanlığından: ISINMADAN KAYNAKLANAN HAVA KİRLİLİĞİNİN KONTROLÜ YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA DAİR YÖNETMELİK

YANMA GAZLARI ÖLÇÜMLERİ

YEDİEL ISITMA SOĞUTMA SİSTEMLERİ HAYATİ YEDİEL

1. Mekanik Tesisat Mühendisliği Proje Hizmetleri Asgari Ücretleri

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

Karbonmonoksit (CO) Oluşumu

Aşağıda Tablo 1'de fuel-oil ve doğal gazın yakılması hususuna ilişkin bazı değerler verilmektedir (23).

İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ İLE MÜCADELE ÇALIŞMALARI. Umut AKBULUT Jeoloji Mühendisi

ENDÜSTRİYEL FIRINLARDA ENERJİ ETÜDÜ ÇALIŞMASI. Abdulkadir Özdabak Enerji Yöneticisi(EİEİ/JICA)

ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FAN SİSTEMİ EĞİTİM ÜNİTESİ FAN

De Dietrich. G Gaz Brülörleri kw GAZ BRÜLÖRLERİ G 100S

1.0. OTOMATİK KONTROL VANALARI UYGULAMALARI

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 1. Atmosfer ve İçeriği

Neden Güneş Enerjisi? Güneş Enerjisi Santralleri

Isıtma tesisatında yıllık yakıt miktarı hesaplanarak, yakıt deposu tesisin en az 20 günlük yakıt gereksinimini karşılayacak büyüklükte olmalıdır.

KONU MOTORLARIN ÇEVREYE OLUMSUZ ETKĠLERĠ VE BU ETKĠLERĠN AZALTILMASI

SANAYİ FIRINLARININ MEVCUT DURUMU ve YENİ TEKNOLOJİLER III. ENERJİ VERİMLİLİĞİ KONGRESİ 01 NİSAN Duran ÖNDER Makine Yüksek Mühendisi

CİMRİ MODÜL EKONOMİZER ve YOĞUŞTURUCULAR

Panel Radyatörler Dekoratif Radyatörler Havlupanlar Aksesuarlar

DOĞAL GAZ YANMASINDA OCAK YÜKÜNÜN KARBONMONOKSİT EMİSYONU ÜZERİNE ETKİSİ

BASINÇLI KAPLARDA MEYDANAGELEBİLECEK TEHLİKELER

ATROMİX Yoğuşmalı Kombi

METAN TEKNOLOJİ MÜHENDİSLİK SAN. VE. TİC. LTD. ŞTİ.

BÖLÜM BİNA İÇİ DOĞALGAZ TESİSATI. Amaç: Doğalgazın binalarda kullanım yerlerini, bağlantılarını ve boru çapı hesabını öğrenme

KAYISI ARAŞTIRMA İSTASYONU MÜDÜRLÜĞÜ EK 3.9 TOPRAK SU KAYNAKLARI BÖLÜMÜ

TABANLI DENEY UYGULAMASI

A SERİSİ TERS OZMOZ CİHAZLARI

SANAY SEKTÖRÜNDE ENERJ YÖNETM: ABD BRAHM LAÇ SANAY VE TC. A.. ÖRNE

BİYOKÜTLE SİSTEMLERİ VE TÜRKİYE KAZAN SEKTÖRÜ

ENDÜSTRİYEL KİRLENMENİN TESBİTİ

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Yakıtlar ve Yakıcılar Yavuz TÜTÜNOĞLU Makina Mühendisi Enerji Yöneticisi EEP Eğitmeni

NİTRON CONDENSE Yoğuşmalı Kombi

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

ATROMİX Yoğuşmalı Kombi

Transkript:

33 KAZANLARDA ENERJ VERMLL VE EMSYONLAR Abdullah BLGN ÖZET Kazanlarda enerji verimlilii, yanmanın mükemmelliine ve yanma sonucu açıa çıkan ısı enerjisinin kazan içindeki akıkana transfer oranına, baca gazı emisyonları ise yine yanmanın kalitesine, ocak ve brülör tasarımına, ayrıca kullanılan yakıt içerisindeki kirleticilere balı olmaktadır. Bu nedenle, iletme döneminde, kazanlarda termik verimin sürekli olarak yüksek tutulabilmesi ve emisyonların kontrol edilebilmesi için baca gazı analizörleri yardımıyla, baca gazı bileenlerinin sürekli veya peryodik olarak izlenmesi ve yanmaya etki eden parametrelere zamanında müdahale edilmesi, ayrıca brülörlerin duru zamanlarında kazanların neden olduu iç souma kayıplarının minimize edilmesi önemli olmaktadır. Bu çalımada, kazanların verimli iletilebilmesini teminen, baca gazı analizlerinin irdelenerek brülörlerde alınması gereken önlemler, kazanlarda iç soumaya neden olan faktörler ile yakıt ve yakıcılardan kaynaklanan emisyonlar konusunda, somut baca gazı analiz örneklerinden de yararlanılarak mekanik tesisat tasarımcılarına, uygulayıcılara ve iletmecilere bazı mesajlar verilmeye çalıılmaktadır. 1. GR Kazanlarda baca gazı analizlerinin deerlendirilmesine balamadan önce yanmanın kimyasal denklemlerini hatırlamak yararlı olacaktır. Yakıt tamamen yandıında, içerisindeki karbon (C) karbondiokside (CO 2 ), hidrojen (H 2 ) su buharına (H 2 O), kükürt (S) kükürt-dioksite (SO 2 ) dönümektedir. Tam Yanma ; C + O 2 CO 2 + 8113 Kcal/kg-C (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O + 34650 Kcal/kg-H (2) S + O 2 SO 2 + 2250 Kcal/kg-S (3) Eksik Yanma ; 2C + O 2 2CO + 2467 Kcal/kg-C (4) Buradan da görülebilecei gibi, yetersiz oksijen sonucu karbonun karbondioksite dönüemeden, karbonmonoksit halinde kalmasıyla kaybedilen enerji miktarı %70 mertebesinde olmaktadır. Bu kaygıyla, mükemmel yanmanın salanması için, genel bir kural olarak yakıta verilen hava belirli oranda artırılmaktadır. Buna hava fazlalık katsayısı denilmektedir. Yakıt cinsine balı olarak deien bu katsayının gereinden az olması halinde karbonmonoksit olumakta, üretilen enerji azalmakta, islilik balamakta, yanma verimi dümekte, söz konusu hava fazlalık katsayısının gereinden fazla olması halinde ise karbonmonoksit azalırken, yanmaya itirak etmeyen hava ocakta ısıtılarak bacadan atılmakta, yanma bozulmakta, yanma verimi dümektedir.

34 Bu nedenle, iletme sırasında yanmanın optimizasyonu için baca gazı analizörleri yardımıyla, baca gazı bileenleri kolayca elde edilip deerlendirilebilmekte, brülör ve kazanlara anında müdahale edilebilmektedir. Aaıda baca gazı analizlerinin belli balı parametreleri deerlendirilmektedir. 2. BACA GAZI BLEENLER, EMSYONLAR a) Oksijen (O 2 ) : Yakıt cinsine ve hava fazlalık katsayısına balı olarak, karbonmonoksit oluumuna neden olmayacak ekilde, baca gazları içerisinde oksijen oranının mümkün olduunca düük olması istenmektedir. Doalgazda %2-3, sıvı yakıtta %3-4, katıyakıtta %5-6 oksijen oranı baca gazı analizleri için ideal deerler olarak kabul edilmektedir. b) Karbondioksit (CO 2 ) : Yakıt cinsine balı olarak karbondioksitin baca gazları içerisinde yüksek oranda bulunması tercih nedeni olmaktadır. Doalgazda %11, sıvı yakıtta %14, katı yakıtta %14 karbondioksit deerleri, baca gazı analizleri için uygun mertebeler olarak söylenebilmektedir. Konumuzla direkt ilgili olmamakla birlikte, iyi bir yanmanın doal sonucu olarak baca gazlarında yüksek oranda arzu edilen karbondioksit atmosferde neden olduu sera etkisiyle son yıllarda emisyon kabul edilmektedir. Burada çözüm, düük karbon oranlı, yüksek hidrojen ihtiva eden yakıtların yaygınlaması ve fosil yakıt kullanımının zaman içerisinde sınırlandırılmasıyla mümkün görülmektedir. c) Karbonmonoksit (CO) : Neden olduu enerji kaybı ve islilik sonucu kirlenme nedeniyle karbonmonoksit, baca gazları içerisinde arzu edilmemekte ve emisyon kabul edilmektedir. Yakıta verilen oksijen artırılarak, eksik yanma tamamlanmak suretiyle karbonmonoksit mutlaka karbondioksite dönütürülmelidir. Baca gazı analizlerinde karbonmonoksit miktarı 100 ppm deerine kadar normal kabul edilebilmektedir. d) Kükürtdioksit (SO 2 ) : Yakıt içerisindeki kükürtün yanmasıyla ortaya çıkan kükürtdioksit, çevre için tehlikeli emisyonların baında kabul edilmektedir. Brülör ve kazanda alınacak önlemlerle ilgisi olmayan bu gaz, ancak düük kükürtlü yakıtlarla baca gazlarında azaltılabilmektedir. Doalgaz kullanımında, baca gazında "0" olan kükürtdioksit deeri, %0,5 kükürt ihtiva eden ithal kömür kullanıldıında, baca gazlarında 150-200 ppm deerlerinde olabilmektedir. Kükürtdioksitin, baca gazlarında, düük sıcaklıklarda, su buharı ile birleerek sülfirik asite dönütüü ve kazanlarda tahribatlara neden olduu bilinmektedir. e) Azotoksitler (NO X ) : Yakıt cinsine balı olarak, ocaa verilen havanın fazlalık katsayısı ile ocak dizaynından kaynaklanan nedenlerle oluan azotoksitler, çevre açısından emisyon kabul edilmektedir. Yakıt hava ayarının elverdii oran dıında azotoksitlere müdahale imkanı bulunmamakta, kazan alımı sırasında dikkate alınması gereken bir parametre olarak deerlendirilmektedir. Günümüzde yeni yeni tartıılmakta olan, Düük Ocak Yükü (Maksimum 1.3 MW/m3), Baca Gazları Resirkülasyon Sistemi ve Düük NOx Brülörleri azotoksitlerle mücadelede etkin yöntemler olarak kabul edilmektedir.

35 f) Baca Gazı Sıcaklıı (T) : Kazanı terk eden baca gazlarının, yakıt cinsine ve içerisindeki kükürt oranına balı olarak, mümkün mertebe düük sıcaklıkta olması istenmektedir. Gereinden fazla yakıt debisi, yetersiz kazan ısıtma yüzeyi ile duman borularındaki kirlilik, yüksek baca gazı sıcaklıına neden olmaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken önemli husus, baca gazı analizlerinin kazan anma gücüne uygun yakıt debisinde yapılmasıdır. Zira, düük kazan kapasitelerinde baca gazı sıcaklıının da düük çıkması beklenen bir durum olmaktadır. Yüksek baca gazı sıcaklıı verim kaybı demektir. Baca gazı sıcaklıklarında düülebilecek minimum deerler, baca gazlarının youma (çilenme) sıcaklıı, ayrıca yakıttaki kükürt (S) dolayısıyla baca gazındaki kükürt dioksit (SO 2 ) ile ilgilidir. Baca gazları içerisindeki kükürt dioksit (SO 2 ), su buharı (H 2 O) ile düük sıcaklıklarda reaksiyona girerek sülfirik asit (H 2 SO 4 ) oluturmakta, bunun sonucu olarak da kazanlarda korozyonla istenmeyen tahribatlar meydana gelmektedir. Bu nedenle, içerisinde youmaya izin verilmeyen normal çelik kazanlarda, doalgaz kullanımında 130-150 C, katı ve sıvı yakıt kullanımında 130-175 C baca gazı sıcaklıkları uygun deerler olarak kabul edilebilmektedir. Yüksek baca gazı sıcaklıklarında brülör ve kazana mutlaka müdahale edilmeli, kısmen kapasite düürülerek veya kazan borularına türbülatörler ilave edilerek, baca gazı sıcaklıı düürülmelidir. Her 20 C baca gazı sıcaklık düümü, verimde %1 artıa neden olmaktadır. g) Su Buharı (H2O), Kondenzasyon : Hidrojen kökenli yakıtlarda yanma sonucu oluan baca gazı bileenlerinden birinin de su buharı (H 2 O) olduu ifade edilmiti. Yanma Denklemini hatırlayacak olursak : 2H 2 + O 2 2H 2 O + 34650 Kcal/kg-H (5) Burada 4 gr hidrojen (H2), 32 gr oksijenle (O 2 ) birleerek 36 gr su ( H 2 O ) oluturmaktadır. Bir baka ifadeyle 1 gr hidrojen ( H 2 ), 9 gr su ( H 2 O) oluumuna neden olmakta, ortaya çıkan su ise baca gazları içerisinde su buharı olarak kazanı terk etmektedir. Söz konusu suyun buharlaabilmesi için üretilen ısıdan bir bölümü kullanılmakta ve kullanılan ısı miktarı ise yakıtın alt ve üst ısıl deeri arasındaki farkı meydana getirmektedir. Bu ifade formüle edilirse, çok yaklaık olarak ; Hu = Ho 600 W [7] Ho = Yakıt Üst Isıl Deeri ( Kcal/kg ) W = Yanma Sonucu Oluan Su Miktarı ( kg ) Örnekteki hidrojen ( H 2 ) için alt ısıl deer ; Hu = 34650 600 x 9 = 29250 Kcal/kg H olmaktadır. Aynı örnei %95 i metan (CH 4 ) olan doalgaz için yaparsak, Yanma Denklemi ; CH4 + 202 CO2 + 2H2O + 13250 Kcal/kg-CH4 (6) Burada 16 gr metan (CH 4 ), 64 gr oksijenle (O 2 ) birleerek 36 gr su (H 2 O), yani 1gr metan (CH 4 ), 2.25 gr su (H 2 O) oluturmaktadır. Metan (CH 4 ) ın alt ısıl deerini hesaplayacak olursak ; Hu = 13250 600 x 2.25 = 11900 Kcal/kg- CH 4 olmaktadır. Metan (CH 4 ) ın younluu γ = 0.715 Kg/Nm 3 kabul edilirse (16 gr/22.4 lt), Nm 3 bazında sözkonusu alt ve üst ısıl deerler ile yanma sonucu oluan su (H 2 O) miktarı ; Ho = 13250 x 0.715 = 9470 Kcal/Nm 3

36 Hu = 11900 x 0.715 = 8510 Kcal/Nm 3 W = 2.25 x 0.715 = 1.60 kg-h2o/nm 3 -CH 4 olmaktadır. Bu deerler dikkate alındıında, doalgaz gibi hidrojen (H 2 ) kökenli yakıtların kullanılmasında yukarıda sözü edilen iki husus önem kazanmaktadır. Bunlardan birincisi, baca gazları içinde atılan su buharının bacada youması sonucu yaptıı çöküntü ve tahribatların neden olduu kazalar ( örnek olarak 20 000 Kcal/h kapasiteli bir kombi tam kapasitede 4.0 kg/h su buharı üretmektedir ), ikincisi ise alt ve üst ısıl deerler arasındaki kullanılmayan farkın normal çelik kazanlarda yarattıı enerji kaybı olmaktadır. Alt ısıl deer baz alındıında, yakıt olarak, metan (CH 4 ) kökenli doalgazda bu fark %11, hidrojende %18.5 mertebelerinde olmaktadır. Yeni teknoloji ürünü kondenzasyonlu (youmalı) doalgaz kazanlarında ise kazan içinde veya kazana entegre youturucuda, baca gazlarında bulunan su buharının youmasına izin verilmekte ve bu maksatla sistem dönü suyu youturucudan geçirilerek, doalgaz için baca gazı çilenme sıcaklıı olan 55 ºC ye kadar baca gazı sıcaklıkları düürülmekte, souyan baca gazının ısısına ek olarak, youan suyun gizli ısısı da kazan içindeki akıkana transfer edilmekte, youan su miktarına balı olarak normal kazanlara oranla %10-15 verim artıı salanabilmektedir. Alt ısıl deer esas alındıında youmalı kazan verimleri günümüzde %100 den büyük ifadelerle anılmaktadır. Ancak üst ısıl deere göre sözkonusu verim her zaman %100 den küçüktür. 3. YANMA VERM, KAZAN VERM Baca gazı analizörü tarafından, baca gazlarında ölçülen, oksijen, karbondioksit, karbon monoksit, baca gazı sıcaklıı ve ortam sıcaklıı gibi parametreler deerlendirilerek, yanma verimi (y) otomatik olarak hesaplanabilmektedir. letmeci tarafından yanma verimi üzerinde yorum yapılırken, sonuca etki eden faktörler kolayca görülebilmektedir. Yanma veriminden yola çıkarak, kazan veriminden (k) söz ederken, kazan radyasyon kayıpları, külde yanmamı karbon kayıpları gibi ölçülmeyen deerler için yakıt cinsine ve kazan kapasitesine balı olarak, yanma veriminden belirli bir oranda azaltma yapmak gerekmektedir. TS.4041 de kazan radyasyon kayıpları, kapasite ve yakıt cinsine balı olarak %0.7-3.0 arasında verilmektedir. Baca gazında is ve kurum ile küldeki yanmamı karbon (C) dikkate alındıında, yaklaık kazan verimini belirlerken yanma veriminden radyasyon ve kül kayıpları olarak düülmesi gereken miktar, yaklaık olarak, doalgazda %1, fuel-oilde %2-3, kömürde ise %4-5 olarak kabul edilmektedir. Ancak, belirtilen yöntemle, baca gazı analizörü kullanılarak kazan verimlerinin tespiti, iletmede yanmanın optimizasyonu ile verimin yüksek tutularak enerji ekonomisi salanmasına yönelik olmalı, sözkonusu yöntem kazan verim ve kapasite deerlerinin tescilinde kullanılmamalıdır. 4. KAZAN KAPASTES letmede baca gazı analizörü yardımıyla kazan veriminin (k) yaklaık olarak tespitini takiben yine yaklaık olarak kazan kapasitesinin belirlenmesi de mümkün olabilmektedir. Bunun için rejim haline getirilmi kazanda, birim zamanda kullanılan yakıt miktarının doru olarak tespiti gerekmektedir.

37 Kazan kapasite formülünü hatırlarsak ; Qk = B x Hu x k [3] Qk = Kazan Kapasitesi ( Kcal/h ) B = Yakıt Debisi ( Kg/h, Nm 3 /h ) Hu = Yakıt Alt Isıl Deeri ( Kcal/kg, Kcal/Nm 3 ) k = Kazan Verimi ( % ) Rejim haline getirilmi kazanda doalgaz yakıt debisinin tespiti kolay olup, doalgaz sayacından okunan deeri, sayaçtan geçen gazın basıncına göre Nm3/h olarak düzeltmek gerekir. Sıvı yakıtta ise yakıt debisinin tayini sayaç kullanılmıyorsa güçtür. Ancak istenildii taktirde, hacimsel debi takip edilerek kütlesel debi hesaplanabilir. Katı yakıtlı sistemlerde ise rejim haline getirilmi kazana katı yakıtın tartılarak beslenmesi gerekir. Mümkün mertebe salıklı bir kapasite ve verim tespiti yapılmak isteniyorsa, çıkan kül ve baca filtresinde (mevcutsa) biriken kurum miktarının tartılarak belirlenmesi, ayrıca katı yakıt ve kül+kurum karıımının alt ısıl deerlerinin uzman bir laboratuvarda tespiti gereklidir. Youmalı kazanlarda ise duyulur ısıdan kaynaklanan verim ve kapasitenin analizör yardımıyla tespitinden sonra, test sırasında birim zamanda youturucuda biriken su miktarı tartılıp kazana transfer edilen gizli ısı miktarı bulunarak (gizli ısı, 550 Kcal/kg-su üzerinden hesaplanabilir) duyulur ısı miktarına eklenmek suretiyle toplam ısı kapasitesi bulunabilir. Toplam ısı kapasitesinin yakılan yakıt miktarı ve alt ısıl deerinin çarpımına bölünmesiyle youmalı kazanın toplam verimi belirlenebilir. Alt ısıl deere göre hesaplanan bu verim deeri %100 den büyük olabilir. 5. YAKMA YÖNETM SSTEMLER Yakıt tüketimin büyük deerlere ulatıı büyük kapasiteli kazanlarda, verimin kontrolu daha büyük önem arz etmekte ve bu i için tam otomatik mikro modülasyonlu yakma yönetim ve oksijen trim kontrol sistemleri gelitirilmi bulunmaktadır. Sözkonusu sistem ile baca analizleri sürekli ve otomatik olarak yapılmakta, (O 2 ), (CO 2 ), (CO) ve baca gazı sıcaklıı gibi baca gazı parametreleri ile yanma verimi sürekli izlenmekte, yakıt karakterinde ve atmosferik artlarda olabilecek deiikliklerin önceden ayarlanmı parametrelere etkisi sistemin yakıt/hava ayarına otomatik müdahalesi ile önlenebilmekte, gerektiinde frekans konvertörlü brülör fanları ile egüdümlü çalıarak fan enerji tüketiminden tasarruf salanmakta, hassas ve oransal kontrol ile tam yanma sonucu sistem verimi yükseltilmekte ve yakıt tasarrufu salanmakta, ayrıca, sistem otomatik kalibrasyon ve hata tespitine imkan vermekte ve bina otomasyon sistemlerine de entegre edilebilmektedir. 6. Ç SOUMA KAYIPLARI Günümüzde kazan verimleri yıllık verim ifadesiyle anılmaktadır. Bu deer, kazanların bir iletme sezonu içerisinde, çalıma ve bekleme zamanlarının toplamında, ortalama olarak gerçekletirdii bir verim ifadesi olmaktadır. Brülörlerin çalıma sürecinde ortaya koyduu verim, bekleme zamanlarında kazan iç souma kayıplarının etkisiyle, yıllık ortalamada daha küçük bir deer olarak karımıza çıkmaktadır. Yıllık verimi, brülörlerin iletmede kalma süresinin büyüklüü olumlu, kazan ve brülör niteliinden kaynaklanan hava kaçakları ise olumsuz etkilemektedir.

38 ekil 1. Kazanlarda iç soumaya neden olan hava sirkülasyonu ekil-1 den de görülecei gibi, durua geçen sıcak bir kazanda, baca çekii etkisiyle, yanma odasına ve duman borularına giren kontrolsuz hava kazanı soutmakta ve ısınmı olarak bacadan dıarı atılmaktadır. ç souma kayıplarının azaltılmasında brülör ve kazan dizaynında alınması gereken tedbirler önem kazanmaktadır. Tek kademeli brülörlerde, genellikle emi hava damperi bulunmamakta ve duru zamanlarında direkt olarak açık kalmaktadır. ki kademeli ve oransal kontrollu brülörlerde mevcut olan hava damperi duru zamanlarında kapanmaktadır. Ancak, bir kısım çift kademeli ve oransal brülörde ana alterden direkt kapatma halinde damper açık kalabilmektedir. Bu nedenle brülör kapatılacaksa termostatın sistemi durdurmasını beklemekte yarar görülmektedir. Ayrıca, brülör hava damperlerinin tam olarak kapanıp kapanmadıını zaman zaman kontrol etmek gerekmektedir. Kazanlarda hava kaçaklarının önlenebilmesi için ön duman kapakları contalı ve tam sızdırmaz olmalı, kapandıında tüm kapak profili kazana düzgün bir ekilde basmalıdır. Brülör balantı flanı contalı ve muntazam olmalı, gözetleme delii kullanım dıında mutlaka kapanabilir olmalıdır. Patlama kapakları kasıntılı olmamalı, contalı ve tam olarak kapanabilmelidir. Sıcak kazanlarda baca çeki etkisinin yarattıı hava sirkülasyonunun neden olduu ısı kayıpları aaıda teorik olarak incelenmektedir. a) Baca Çeki Etkisi ( P) : [2] [5] P = H x (γ2 - γ1) (mmss, kg/m²) (7) H = Baca yükseklii (m) γ1 = Kazan sıcaklıındaki havanın younluu (kg/m 3 ) γ2 = Dı sıcaklıktaki havanın younluu (kg/m 3 ) Baca çeki etkisi, baca yükseklii ve kazan sıcaklıı ile dı hava sıcaklıı arasındaki farkla orantılı olarak artmaktadır. b) Bacadaki Sıcak Havanın Hızı (W) : [5] W = 2.g. P / γ1 (m/sn) (8) Bacadaki sıcak havanın hızı, baca çekii ile doru orantılı olarak artmaktadır.

39 c) Baca Kesiti (F) : [3] [4] Qk F = n x (9) H Qk = Kazan Kapasitesi ( Kcal/h ) F = Baca Kesiti ( cm² ) H = Baca Yükseklii ( m ) n = 0,012 ( Doalgaz ) n = 0,020 ( Sıvı Yakıt ) n = 0,030 ( Katı Yakıt ) Baca kesiti, kazan kapasitesi ve yakıta balı baca katsayısı ile doru orantılı olarak artarken baca yüksekliinin karekökü ile ters orantılı olarak azalmaktadır. d) Bacada Sıcak Hava debisi (V) : [5] V = F x W x 3600 ( m 3 /h ) (10) F = Baca Kesiti ( m² ) W = Hava Hızı ( m/sn ) Bacadaki sıcak hava debisi, baca kesiti ve hava hızıyla doru orantılı olarak artmaktadır. e) Bacada Sıcak Hava le Taınan Enerji (Q) : [6] Q = V x γ1 x (T1-T2) x Cp ( Kcal/h ) (11) T1 = Kazan sıcaklıı ( C ) T2 = Dı hava sıcaklıı ( C ) Cp = Havanın ısınma ısısı ( Kcal/kg K ) Bacada sıcak hava ile taınan ısı miktarı, hava debisi, kazan ve dı hava sıcaklıı arasındaki fark ile doru orantılı olarak artmaktadır. Kazanlarda iç souma kayıplarının yıllık verime etkisinin tespitinde, brülörlerin devrede kalma süresi, yıllık toplam iletme süresi, kazan sıcaklıı, dı hava sıcaklıının deiimi ve kazan sızdırmazlıı gibi parametrelerde bir takım kabuller yapmak gerekmektedir. Bu nedenle, kazan ve yakıt cinsine balı olarak iç souma kayıpları konusunda, bu aamada birtakım deerler vermek yerine, yukarıda belirtilen teorik ifadelerden yola çıkılarak, deimeyen genel sonuçlar aaıda ifade edilmektedir. Buna göre; 1- Kazan, brülör kapasiteleri, baca kesitleri gereinden büyük olmamalıdır. 2- Çift kademeli veya modülasyonlu brülörler kullanılmak suretiyle, brülörlerin yıllık sezonda devrede kalma süresi artırılmalıdır. 3- Karıtırıcı vanalarla yapılan otomatik kontrolda, 80-90 C gibi sabit bir kazan suyu sıcaklıı yerine, karıım suyundan +5 C gibi bir deer fazlasıyla, deiken kazan suyu sıcaklıı tercih edilmelidir. 4- Brülör giri hava damperi, brülör balantı flanı, ön duman kapakları, patlama kapaı, gözetleme camı contalı ve tam sızdırmaz olmalıdır. 5- Hava giri damperi olmayan, tek kademeli brülörler ile sızdırmazlıı salanamayan kazanlarda, otomatik baca kapatma klapesi tesisi düünülmelidir.

40 6- Belirli kazan kapasitesinde, baca yüksekliine balı olarak baca kesiti daraldıından, bacadaki sıcak hava debisi sabit kalmakta, dolayısıyla baca yüksekliinin iç souma kayıplarına etkisi olmamaktadır. 7. SONUÇ Kazanlarda verimin yüksek tutulabilmesi için büyük tesislerde sürekli, küçük tesislerde periyodik olarak baca gazı analizörü kullanma alıkanlıı kazanılmalı, yıllık ortalama verimde kayba uramamak için, duru zamanlarının neden olduu iç souma kayıplarının önlenmesi maksadıyla, kazan ve brülör kapasitesinin, baca kesitinin tayininde dikkatli olunmalı, mümkün olduunca iki kademeli veya modülasyonlu brülörler tercih edilmeli, kazan suyu sıcaklıı gereinden yüksek tutulmamalı, mutlaka tam sızdırmaz kazanlar kullanılmalı, sızdırmazlıın garanti edilmedii kazanlarda otomatik baca kapama düzenei kullanımı düünülmeli, 1.500.000 2.000.000 Kcal/h ve daha büyük kapasiteli kazanlarda yanmanın sürekli kontrol edilip, brülör ayarlarına sürekli müdahalenin yapılarak verimin sürekli maksimumda tutulabildii tam otomatik mikro modülasyonlu, yakıt/hava oran kontrollu yakma yönetim ve oksijen trim kontrol sistemleri tesis edilmeli, mümkün mertebe, doalgaz gibi hidrojen kökenli yakıtlarda, yanma sonucu baca gazlarında oluan su buharının sistem dönü suyu yardımıyla soutularak youturulmasıyla, duyulur ısıya ilaveten gizli ısının da kazan içindeki akıkana transfer edilebildii, daha yüksek verimli, üst ısıl deer kondenzasyon kazanları veya paslanmaz çelik youturuculu normal çelik kazanlar tercih edilmelidir. 8. KAYNAKLAR [1] KARTAL, E., Isı Geri Kazanım Sistemleri Seminer Notları, TTMD, 2000. [2] ASHRAE Fundamentals, Kanal Tasarımı, Çeviren: O. Genceli, TTMD, Teknik Yayınlar:2, 1997. [3] MMO. Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Teknik Esasları, MMO, Yayın No: 84, 1989. [4] EGO, Doalgaz Tesisat Yönetmelii ve Teknik Teknik artnamesi, EGO, 2000 [5] BRAND, O. H., Hava Kanalları Hesabı ve Konstrüksiyonu, Fon Matbaası, 1972. [6] ASHRAE Fundamentals, Konutlarda Soutma ve Isıtma Yükü Hesapları, Çeviren: T. Derbentli, TTMD, Teknik Yayınlar:2, 1997. [7] EKER, A. Sıcaksu, Buhar Üreteçleri, Kazanlar Emel Matbaacılık. [8] BLGN, A., Kazanlarda Baca Gazı analizlerinin Deerlendirilmesi ve ç Souma Kayıpların rdelenmesi, TESKON, 2001. ÖZGEÇM Abdullah BLGN 1955 Balıkesir doumludur. 1977 yılında ADMMA (Gazi Ü.) Makina Mühendislii bölümünden mezun oldu. 1977-1978 yıllarında ller Bankası Genel Müdürlüü Yapı Dairesi Bakanlıı Tesisat Bürosunda Mühendis, 1980-1987 yılları arasında Kent-Koop Yapı Kooperatifleri Birlii'nde Tesisat Büro efi, 1987-1989 yılarında Kent-Isı A..'de Genel Müdür olarak, özellikle toplu konutlarda mekanik tesisat ve bölgesel ısıtma sistemlerinin projelendirilmesi ile uygulamalarında görev aldı. 1989 yılından beri kurucu ortaı olduu Merkezi Isıtma Sistemleri Mühendislik Ltd. ti.'nde tasarımcı mühendis olarak çalımaktadır. Halen Türk Tesisat Mühendisleri Dernei, Yönetim Kurulu Bakanı olup, evli ve iki çocuk babasıdır.