ENERJİ EKONOMİSİ

Endüstri devriminin üzerinden yıllar geçmesine rağmen, buhar günümüzde de pek çok sektör için vazgeçilmez bir akışkan olmaya devam etmektedir. 18. ve 19. Yüzyıllarda buhar, özellikle makinelere hareket kazandırmak için kullanılmıştır.

Buhar, çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılan bir akışkandır. Buharın başlıca kullanıldığı yerler 3 şekilde sıralanabilir:

İlki: Endüstriyel amaçlar için kullanımı,

İkincisi: Isıtma amacıyla kullanımı,

Üçüncüsü: Termik santrallerde elektrik üretmek amacıyla kullanımıdır.

Buhar kazanlarında emniyet ve kontrolün sağlanması amacıyla çeşitli elemanlar bulunmaktadır. Bunlardan birisi de manometre’dir. Manometre, basıncın ölçülmesi amacıyla kullanılan elemandır. Buhar kazanlarında iki adet manometre kullanılmalıdır.

Buhar kazanlarında emniyet ve kontrolün sağlanması amacıyla çeşitli elemanlar bulunmaktadır. Bunlardan birisi de su seviyesini gösteren cihazdır. Su seviyesi gösterge cihazı, kazandaki su seviyesinin takibi amacıyla kullanılmaktadır. Bu cihazlar çelik gövdeli ve refleks camlıdır. Kazanda iki adet bulunmalıdır. Gaz veya buhar ortamındaki ışık, görüş camının içerisindeki, parlak bir görüntüyü gerçekleştiren prizmatik lambalar aracılığıyla yansıtılır. Likit hâlde ışık emilir, böylece karanlık seviye görünümü ortaya çıkar. Bu göstergelerde üç adet valf bulunmaktadır. Bu valfler; giriş, çıkış ve boşaltma amaçlı olup su seviye gösterge cihazının üzerinde bulunmaktadır.

Buhar kapanları; sistemde bulunan havayı, gazı ve yoğuşan suyu otomatik olarak sistemden tahliye etmek için kullanılan elemanlardır. Buhar kapanları bunların tahliyesi sırasında buharı sistemde tutmaktadır. Bu elemanlar, buhar kullanan cihazlardan sonra ya da buhar hatlarının drenaj noktalarında kullanılmaktadır.

Buhar kapanları, üç temel prensibe göre üretilmektedirler. 1. Mekanik buhar kapanları, 2. Termodinamik buhar kapanları ve 3. Termostatik buhar kapanlarıdır.

Süspansiyon; bir faz içerisinde, başka bir fazdaki maddenin çözünmeden asılı kalmasıdır.

Besleme suyu içinde bulunan sülfat, klorit, karbonat kökenli malzemeler, kazan içerisinde erimiş ve süspansiyon hâlinde bulunur. Belirli bir süre boyunca biriken bu malzemeler belli bir değeri geçtiği zaman kazan içerisinde bulunan suyun yüzeyinde çalkalanmaya ve köpürmeye neden olur. Köpük içerisindeki bu maddeler, buhar aracılığıyla taşınarak buharın kullanıldığı cihazların ve armatürlerin yüzeyinde birikir. Maddelerin birikmesi sonucunda cihazlar fonksiyonlarını yapamaz hâle gelirler. Bu sorunu ortadan kaldırmak için kazan yüzeyinde bulunan köpük, üst blöf vanası açılarak alınır. Bunun sonucunda köpükle birlikte bir miktar sıcak su da dışarıya alınmış olur. Yapılan bu işlem blöf olarak isimlendirilir. Blöf işlemi elle, yarı otomatik ya da tam otomatik olarak yapılabilir.

Baca gazı sıcaklığı kazan çıkışında, doymuş buhar sıcaklığın yaklaşık 50⁰C üzerinde olmaktadır. Buhar üretimi için bu sıcaklık daha fazla düşürülememektedir. Eğer bu sıcaklık düşürülürse yoğunlaşma tehlikesi meydana gelir. Baca gazı sıcaklığının yüksek olmasından dolayı yanma verimi %90 seviyelerine düşmektedir.

Dışarı atılmakta olan baca gazı sıcaklığındaki her 20⁰C’lik düşüş, kazan verimini %1 civarında artırmaktadır. Ekonomizer kullanımı ile de kazandaki yanma verimi %95’lere kadar çıkabilmektedir. Bunlardan dolayı artan verim sayesinde ciddi miktarlarda yakıt tasarrufu sağlanmaktadır.

Su, standart atmosfer basıncı altında, 100°C sıcaklıkta buhar fazına dönüşmektedir.

Endüstride buhar kullanımının tercih edilmesinin başlıca nedenleri şunlardır:

• Buhar sistemleri vasıtasıyla yüksek akışkan sıcaklıklarına çıkılabilmektedir.

• Buhar kullanımı daha küçük çaplı borular kullanılarak tesisat kurulmasını sağlar.

• Buharın taşınması kendi basıncı ile gerçekleştirilirse pompalamaya ihtiyaç duyulmaz.

• Küçük buhar kütleleriyle, büyük miktarlarda ısı enerjisi taşımak mümkündür.

Buhar kazanlarında bulunması gereken başlıca elemanlar şu şekildedir:

• Presostat

• Manometre

• Kazan otomatik besleme suyu cihazı

• Su seviye gösterge cihazı

• Dip ve yüzey blöf vanaları

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.

Su seviyesi gösterge cihazı, kazandaki su seviyesinin takibi amacıyla kullanılmaktadır. Bu cihazlar çelik gövdeli ve refleks camlıdır. Kazanda iki adet bulunmalıdır.

Limit presostat basıncı, çalışma basıncının 0,5 atü fazlasına ayarlanır.

Termodinamik buhar kazanlarıyla ilgili aşağıdaki notlar sıralanabilir:

• 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.

Dışarı atılmakta olan baca gazı sıcaklığındaki her 20°C’lik düşüş, kazan verimini %1 civarında artırmaktadır.

Genel olarak buhar kullanımında dikkat edilmesi gereken noktalar şu şekildedir.

• Buhar boruları, flanşlar ve vanalar yalıtılmalıdır.

• Sistemdeki buhar tüketimini minimize etmek amacıyla gerekli görülen yerlerde otomatik kontrol cihazları kullanılmalıdır.

• Kullanımı diğer borulara göre çok daha az olan borular bir vana ile tesisattan ayrılmalıdır.

• Buhar kaçakları mümkün olduğunca engellenmelidir.

Kazan işletme basıncı 10 atü ise limit presostat 10,5 atü’ye ayarlanmalıdır.