ENERJİ EKONOMİSİ - Deneme Sınavı - 6

Buhar kapanı

Termostatik buhar kapanı

Ekonomizer

Buhar; enerji, kimya, tekstil, kağıt, malzeme ve gıda endüstrisinde kullanılmaya devam etmektedir. Bunların dışında buhar; sterilizasyon amacıyla hastanelerde, temizlik amacıyla çamaşırhanelerde kullanılmaktadır.

Buharın taşınması kendi basıncı ile gerçekleştirilirse pompalamaya ihtiyaç duyulur duyulmaz.

Boru çapları daha büyük değil daha küçük olması işletmeye fayda sağlayabilir.

Kazanlarda bulunan en önemli emniyet ve kontrol elemanı kazan otomatik besleme suyu cihazıdır.

Buhar devresinde küresel vana kullanılmamalıdır. Küresel vanalar aniden açıldığında, tesisat borularının hızlı ısınmasına neden olur ve ani uzamalar meydana gelebilir. Bu durum branşmanların kopmasına neden olabilir. Hızlı ısınmalar sonucu borularda meydana gelebilecek bu uzamalar göz önüne alınarak uzamaya uygun olan genleşme parçası (omega Ω) veya kompansatör kullanılmalıdır.

Termodinamik kapanların en önemli özelliği basit yapılı ve bakımının kolay olmasıdır.
  Hafif ve küçük olmaları nedeniyle montaj maliyetleri düşüktür.
  Isıl verimleri yüksektir. Çünkü kondens oluştuğu anda tahliye edilmektedir.
  Termodinamik kapanların sık sık devreye girip çıkmaması için izole edilmesi gerekir. Bunun için buhar ceketi kullanılması tavsiye edilir.
  Genellikle paslanmaz çelik malzemeden
  imal edilirler.
  Yatay ve düşey konumda montajı sağlanabilmektedir.

Yukarıdaki seçeneklerin hepsinin uygun kullanılması sonucunda büyük miktarlarda enerji tasarrufu sağlanabilir.

Aynı sistemde birden fazla buhar kazanı kullanılacaksa kazanlar ortak bir kollektöre
bağlanmalıdır. Kollektör girişinde bir çek valf, bir ana buhar vanası ve bir by-pass vanası kullanılmalıdır

Boruların içerisinden geçen buhar hızları çok önemlidir. İdeal şartlarda 25-35 m/
sn’lik hızlar tavsiye edilmektedir.

Endüstride buhar kullanımının tercih edilmesinin başlıca nedenleri şunlardır: •Buhar sistemleri vasıtasıyla yüksek akışkan sıcaklıklarına çıkılabilmektedir. •Isı geçişi sırasında sıcaklık sabit kalmaktadır. Bu durum şu şekilde açıklanabilir: Buharın enerjisinden yararlanırken bir ısı eşanjöründe buhar yoğuştuğu sırada enerjisini de diğer bir akışkana aktarmaktadır. Yoğuşma işlemi ise sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için bütün ısıtma yüzeyi boyunca, sıcaklık sabit kalmaktadır. •Küçük buhar kütleleriyle, büyük miktarlarda ısı enerjisi taşımak mümkündür. •Buharın yoğuşma sıcaklığı, basınca bağlı olarak değişmektedir. Yoğuşma basıncı kontrol edilerek istenilen proses sıcaklığı hassas bir şekilde ayarlanabilir. •Buhar kullanımı daha küçük çaplı borular kullanılarak tesisat kurulmasını sağlar. Bu durum maliyeti düşürür. •Buhar tamamen saf ve hijyenik bir maddedir. Bu nedenle gıda endüstrisinde dezenfeksiyon ve proses amacıyla kullanılır. •Buharın taşınması kendi basıncı ile gerçekleştirilirse pompalamaya ihtiyaç duyulmaz.  Elbette buhar kullanımının avantajları olduğu gibi dezavantajları da vardır. Buhar kullanımının başlıca dezavantajları şu şekilde sıralanabilir: •Kondens hattının kurulması ve işletilmesi pahalı ve zordur. •Buhar kullanımı sırasında tesisatta korozyon oluşma riski çok yüksektir. •Buhar dağıtım hatlarında, yoğuşmalar meydana geldiğinde kondens oluşabilir. Bu yüzden buhar dağıtım hatlarına belli bir eğim verilmeli ve içerisinde kondens birikmesine engel olunmalıdır. •Buharı belli bir mesafeden daha uzun yerlere taşımak, teknik ve ekonomik açıdan uygun değildir. Bu mesafe yaklaşık 1 km olarak belirlenmiştir. •Buharlı sistemlerde işletme maliyetleri, kondens kayıpları nedeniyle daha fazladır.

Endüstride buhar kullanımının tercih edilmesinin başlıca nedenleri şunlardır: •Buhar sistemleri vasıtasıyla yüksek akışkan sıcaklıklarına çıkılabilmektedir. •Isı geçişi sırasında sıcaklık sabit kalmaktadır. Bu durum şu şekilde açıklanabilir: Buharın enerjisinden yararlanırken bir ısı eşanjöründe buhar yoğuştuğu sırada enerjisini de diğer bir akışkana aktarmaktadır. Yoğuşma işlemi ise sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için bütün ısıtma yüzeyi boyunca, sıcaklık sabit kalmaktadır. •Küçük buhar kütleleriyle, büyük miktarlarda ısı enerjisi taşımak mümkündür. •Buharın yoğuşma sıcaklığı, basınca bağlı olarak değişmektedir. Yoğuşma basıncı kontrol edilerek istenilen proses sıcaklığı hassas bir şekilde ayarlanabilir. •Buhar kullanımı daha küçük çaplı borular kullanılarak tesisat kurulmasını sağlar. Bu durum maliyeti düşürür. •Buhar tamamen saf ve hijyenik bir maddedir. Bu nedenle gıda endüstrisinde dezenfeksiyon ve proses amacıyla kullanılır. •Buharın taşınması kendi basıncı ile gerçekleştirilirse pompalamaya ihtiyaç duyulmaz.  Elbette buhar kullanımının avantajları olduğu gibi dezavantajları da vardır. Buhar kullanımının başlıca dezavantajları şu şekilde sıralanabilir: •Kondens hattının kurulması ve işletilmesi pahalı ve zordur. •Buhar kullanımı sırasında tesisatta korozyon oluşma riski çok yüksektir. •Buhar dağıtım hatlarında, yoğuşmalar meydana geldiğinde kondens oluşabilir. Bu yüzden buhar dağıtım hatlarına belli bir eğim verilmeli ve içerisinde kondens birikmesine engel olunmalıdır. •Buharı belli bir mesafeden daha uzun yerlere taşımak, teknik ve ekonomik açıdan uygun değildir. Bu mesafe yaklaşık 1 km olarak belirlenmiştir. •Buharlı sistemlerde işletme maliyetleri, kondens kayıpları nedeniyle daha fazladır.

İşletmedeki değişken buhar ihtiyaçlarının kazanlar ile karşılanamaması hâlinde, buhar akümülatörleri kullanılır. Buhar akümülatörleri, hacimsel olarak yaklaşık 1/4 oranında buhar, 3/4 oranında su ile doludur. Buhar akümülatörleri buhar veya kaynar su ile ısıtılan silindir şeklinde basınçlı bir kaptır. Buhar akümülatörleri, buhar veya kaynar su ile ısıtılan bir buhar kazanı olarak da tanımlanabilir. Buhar akümülatörlerinin üç ayrı tipi mevcuttur. Bunlar; doğrudan temaslı ısıtıcılar, delikli borulu ısıtıcılar ve kaskad ısıtıcılı buhar akümülatörleridir. Alternatör: Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektromekanik cihazdır. Alternatörden de elektrik enerjisi üretilir. Presostatlar: Kazan üzerinde bulunan basınç emniyetini sağlayan cihazlardır. Kondenser:Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş olan çürük buhar ise kondensere (yoğuşturucu) yollanır. Eşanjör: Isı değiştiricileri. Kazanda üretilen buhar, ısı değiştiricilerine (eşanjör) yollanır. Isı değiştiricilerinden geçirilen buhar vasıtasıyla mahal ısıtmasında kullanılacak olan su ısıtılır ve mahale yollanır.

İşletmedeki değişken buhar ihtiyaçlarının kazanlar ile karşılanamaması hâlinde, buhar akümülatörleri kullanılır. Buhar akümülatörleri, hacimsel olarak yaklaşık 1/4 oranında buhar, 3/4 oranında su ile doludur. Buhar akümülatörleri buhar veya kaynar su ile ısıtılan silindir şeklinde basınçlı bir kaptır. Buhar akümülatörleri, buhar veya kaynar su ile ısıtılan bir buhar kazanı olarak da tanımlanabilir. Buhar akümülatörlerinin üç ayrı tipi mevcuttur. Bunlar; doğrudan temaslı ısıtıcılar, delikli borulu ısıtıcılar ve kaskad ısıtıcılı buhar akümülatörleridir. Alternatör: Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektromekanik cihazdır. Alternatörden de elektrik enerjisi üretilir. Presostatlar: Kazan üzerinde bulunan basınç emniyetini sağlayan cihazlardır. Kondenser:Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş olan çürük buhar ise kondensere (yoğuşturucu) yollanır. Eşanjör: Isı değiştiricileri. Kazanda üretilen buhar, ısı değiştiricilerine (eşanjör) yollanır. Isı değiştiricilerinden geçirilen buhar vasıtasıyla mahal ısıtmasında kullanılacak olan su ısıtılır ve mahale yollanır.

Buhar akümülatörlerinin üç ayrı tipi mevcuttur. Bunlar; doğrudan temaslı ısıtıcılar, delikli borulu ısıtıcılar ve kaskad ısıtıcılı buhar akümülatörleridir. Akümülatörler, alt ve üst basınç olmak üzere iki basınç arasında çalışmaktadır. İşletme açısından bakıldığı zaman akümülatörlerin dört temel yararı bulunmaktadır. Bunlar şu şekildedir: •Buhar kazanı kapasitesinin küçük olmasını sağlar. •Buhar kazanının verimini artırır. •Ani buhar yüklemesi ihtiyacı ortaya çıktığında akümülatör aracılığıyla daha hızlı bir şekilde bu ihtiyaç karşılanabilir. •Boru çapları daha küçük seçilebilir. Presostatlar, kazan üzerinde bulunan basınç emniyetini sağlayan cihazlardır. Kazan basıncı, presostat üzerinde ayarlanan basınca ulaştığı zaman, basıncın emniyetli bir şekilde düşürülmesini sağlar. Kazan üzerinde iki adet presostat bulunmalıdır. Birinci presostat limit presostatı olup, brülörü ayarlanan değerde durdurur. İkinci presostat ise basınç ayar presostatı olup, brülör cinsine göre on-off kontrollü ya da oransal tipte olabilir. Sistemde iki adet brülör kullanılacaksa üç adet presostat kullanılmalıdır.

Kazanlarda bulunan en önemli emniyet ve kontrol elemanı kazan otomatik besleme suyu cihazıdır. Genel olarak sıvı kontaklı ve şamandıralı tipleri mevcuttur. Şamandıralı tiplerinin bakımı önemlidir. Kazana gönderilen besleme suyu çamurlu ise şamandıra takılabilir. Bu durumda cihaz, kazandaki su seviyesini algılayamaz. Bunun sonucunda kazandaki su seviyesi azalsa bile kazan su takviyesi yapılamaz. Bu durumda önce duman boruları sonra külhan su dışında kalır ve deformasyon başlar. Bu sırada kazana aniden su basılması hâlinde kazan patlaması ortaya çıkabilir.

Presostatlar, kazan üzerinde bulunan basınç emniyetini sağlayan cihazlardır. Manometre, basıncın ölçülmesi amacıyla kullanılan elemandır. Buhar kazanlarında iki adet manometre kullanılmalıdır. Su seviyesi gösterge cihazı, kazandaki su seviyesinin takibi amacıyla kullanılmaktadır. Bu cihazlar çelik gövdeli ve refleks camlıdır. Kazanda iki adet bulunmalıdır. Dip blöf ve yüzey blöf vanalarının montajı, buhar kazanlarında buharın sürekli ve güvenilir olarak üretilmesini sağlaması amacıyla gereklidir. Kazan otomatik besleme suyu cihazı, kazanda bulunan su seviyesinin çeşitli nedenlerle düştüğü durumlarda, kazan besleme suyu pompalarını kumanda ederek kazana otomatik olarak su yollanmasını ve su seviyesinin belli bir düzeyde tutulmasını sağlar. Kazanlarda bulunan en önemli emniyet ve kontrol elemanı kazan otomatik besleme suyu cihazıdır.

Buhar devresiyle ilgili, bazı notlar aşağıdaki şekilde sıralanabilir: •Buhar devresinde küresel vana kullanılmamalıdır. •Buhar hattında ve kollektörün alt kısmında mutlaka buhar kapanı (kondenstop) bulunmalıdır. •Buhar borusundaki yön değiştirmeler sonucunda yoğuşan suyun alınması gerekmektedir. •Buhar borularının kapı gibi açıklıkların altından ya da üstünden geçirilmesi hâlinde buhar borusunun alt noktasında yoğuşan su alınmalıdır. •Buharın beklemesi sırasında yoğuşan suyun tahliye edilmesi için kollektöre buhar kapanı yerleştirilmelidir. •Ana buhar hattından bir branşman alınması hâlinde, bu branşman borunun üst kısmına yerleştirilmelidir. •Ana buhar borusunun sonunda biriken su ve havanın buhar hattından ayrılması gerekmektedir. •Buhar eşanjörün üst kısmından girmelidir. Ayrıca eşanjörde de buhar kapanı grubu bulundurulmalıdır. •Eşanjör devresinde, eşanjör vanasının kapalı olması durumunda, patlama olmamasını sağlamak amacıyla emniyet  ventili kullanılmalıdır. •Buhar tesisatında yoğuşan suyun belirli bir eğimde akışına izin verilmelidir.