tmmob

makina mühendisleri odası

uygulamalı eğitim merkezi

Ekim - 2012

Buhar Kazanı Verim Hesapları Eğitimi

Alpaslan GÜVEN

Makina Yük.Mühendisi

Enerji Yöneticisi – EEP Eğitmeni

BUHAR KAZANLARI

Kazan:

İçerisinde katı, sıvı ve gaz yakıtın yakılması veya elektrik ya da nükleer enerjiyi kullanmak suretiyle, su veya sıvıların ısıtılması ile bunlardan istenilen sıcaklık, basınç ve miktarda buhar, kızgın su, kızgın yağ ve sıcak su elde etmeye yarayan basınçlı kaplardır.

BUHAR KAZANLARI

BUHAR KAZANLARI

Kazanların verimi yanma sonucu oluşan enerjinin hangi oranda taşıyıcı akışkana taşınmasına bağlıdır. Yanma sonucu oluşan enerjiden ne kadar yüksek yararlanırsak o oranda yakıt tüketimimiz düşük, atmosfere attığımız atık gazlar o kadar az olacaktır.

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Kazan seçimi yaparken işletmenin yıllık, aylık ve günlük bazda buhar ihtiyaçlarının göz önüne alınması gereklidir.

Kullanım noktasında buhar basıncı, kazan basıncından daha düşükse ve devamlı bu durumda kalıyorsa kazan çalışma basıncı düşürülebilir.

Buhar basıncı

Baca gazı sıcaklığı

Kazan yüzey kayıpları

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

• Eksik yanma Nedeniyle Olan Isı Kaybı

• Baca Gazındaki Su Buharı İle Olan Isı Kaybı

• Kuru Baca Gazı Nedeniyle Olan Isı Kaybı

• Fazla Hava Nedeniyle Olan Isı Kaybı

• Baca Gazı Sıcaklığı Nedeniyle Olan Isı Kaybı

• Yakıtın Özelliğine Bağlı Olan Isı Kaybı

• Yakma Sistemlerine Bağlı Olan Isı Kaybı

VERİMİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

• Kazan Yüküne Bağlı Olan Isı Kaybı

• Kazan Yüzeylerinden Olan Isı Kaybı

• Blöf Nedeniyle Olan Isı Kaybı

• Besi Suyu Sıcaklığına Bağlı Olan Isı Kaybı

• Kondens Dönüşümüne Bağlı Olan Isı Kaybı

• Yanma Havası Sıcaklığına Bağlı Olan Isı Kaybı

VERİMİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Eksik yanma ile olan ısı kayıpları katı veya sıvı yakıt içerisinde bulunan yanabilir maddelerin yanmayarak kül, curuf içinde kaldığı yada baca gazında yanmamış karbon oluştuğu zaman meydana gelmektedir.

EKSİK YANMA SONUCU OLUŞAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Yakıtlar serbest nem şeklinde ve kimyasal kompozisyonları nedeniyle içerisinde nem bulundurur. Yakıtın içerisinde bulunan nem yanma esnasında buharlaşarak açığa çıkmaktadır. Su buharı olarak çıkan nem, kazandaki faydalı enerjinin bir kısmının bacadan dışarı atılmasına neden olmaktadır.

SU BUHARI İLE OLAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Baca gazındaki CO2ve Azot tarafından dışarı ısı taşınmaktadır. Yanma için gerekli olan O2nin gereğinden yüksek olması da faydalı ısıyı bacaya taşır. Isı kayıpları fazla hava ve baca gazı sıcaklığı optimum seviyeye indirilerek kontrol edilmelidir.

KURU BACA GAZI İLE OLAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Mevcut durumda fazla havanın, teorik (stokiyometrik) hava miktarına bölünmesiyle elde edilen değer fazla hava oranı olarak isimlendirilir.

FAZLA HAVA İLE OLAN ISI KAYBI

𝐹𝑎𝑧𝑙𝑎 𝐻𝑎𝑣𝑎 𝑂𝑟𝑎𝑛ı (%) = (𝐶𝑂2)𝑚𝑎𝑥

𝐶𝑂2− 1 𝑥 100

𝐹𝑎𝑧𝑙𝑎 𝐻𝑎𝑣𝑎 𝑂𝑟𝑎𝑛ı (%) = 𝑂2

21 − 𝑂2 𝑥 100

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Fazla hava miktarı gereğinden çok olursa;

• Baca gazı miktarı artar ve artan bu hava, baca gazı sıcaklığına kadar ısınıp enerji alacağından daha fazla ısının bacadan dışarı atılmasına neden olur,

• Baca gazı miktarının artması gaz debisinin, dolayısı ile hızının artmasına ve ısı transferinin düşmesine neden olmaktadır.

FAZLA HAVA İLE OLAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Baca gazı sıcaklığının kabul edilen değerlerin üzerinde olması halinde bacadan atmosfere fazla enerji atılmış olacaktır.

Baca gazı sıcaklığının yüksek olmasının iki ana nedeni vardır:

Isı transfer yüzeylerinin yetersiz oluşu Isı transfer yüzeylerinde oluşan kirlilikler

Baca gazında normal gaz sıcaklığının üzerine çıkan her 17 °C lik artış verimlilikte yaklaşık % 1 lik düşüşe neden olmaktadır.

BACAGAZI SICAKLIĞI İLE OLAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Kazan yüzeyinden olan ısı kaybı radyasyon ve konveksiyon şeklinde olmaktadır. • yeni kazanlarda % 1 • eski kazanlarda %10

KAZAN YÜZEYİNDEN OLAN ISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

Kazan suyunun içindeki bazı mineraller yüksek sıcaklıkta çözünürlüklerinin değişmesi sonucu suyun içerisinde tortulaşırlar. Kazan suyunda oluşan tortular temizlenmezse kireçtaşı oluşur ve kazanda ısı transferini azaltarak verimin düşmesine sebep olurlar. Kazan içerisindeki suyun bir miktarının belli aralıklarla boşaltılmasına BLÖF adı verilir.

BLÖF NEDENİYLE OLANISI KAYBI

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

BD: % Blöf (besi suyu miktarına göre)

Sf: Besi suyunun iletkenlik değeri (ppm)

Sb: kazanda müsaade edilen maksimum iletkenlik değeri (ppm)

BLÖF NEDENİYLE OLANISI KAYBI

𝐷𝐵 (%) = 𝑆𝑓

𝑆𝑏 𝑥 100

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

BLÖF NEDENİYLE OLANISI KAYBI

𝐷𝐵 (%) = 𝑆𝑓

𝑆𝑏 𝑥 100

Kazan İşletme Basıncı (bar)

Kazan Suyu İletkenlik Değeri (ppm)

0 - 20 3500

21 - 30 3000

31 - 40 2500

41 – 50 2000

51 - 60 1500

61 – 67 1250

67 - 100 1000

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

VERİM HESAPLAMA METOTLARI

1. Direkt Metot

𝜂 = 𝐹𝑎𝑦𝑑𝑎𝑙𝚤 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑗𝑖

𝑉𝑒𝑟𝑖𝑙𝑒𝑛 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑗𝑖 𝑥 100

BUHAR KAZANLARINDA VERİMLİLİK

VERİM HESAPLAMA METOTLARI

2. Kayıpların Tespiti Metodu

𝜂 = 100 − 𝑇𝑜𝑝𝑙𝑎𝑚 𝐾𝑎𝑦ı𝑝𝑙𝑎𝑟

TEŞEKKÜRLER

Yararlanılan Kaynaklar: ARMSTRONG NICHOLSON SPIRAX SARCO TLV BUKON EİE Yayınları ve sunumları