ENERJİ DÖNÜŞÜM SİSTEMLERİ FOSİL-YAKIT SİSTEMLERİ Giriş Kazan Besleme Pompası Yanma Havası Sistemleri Yakma Yöntemleri ve Sistemleri

Giriş Bu bölümde fosil-yakıt sistemlerinin çalışması, yakma yöntemleri ve sistemleri ve yardımcı ekipmanları hakkında daha detaylı bilgi verilecektir. Kömür, gaz ve sıvı yakıt yakma sistemleri hakkında bilgi verilecektir.

Fanlar ve Pompalar Kazan Besleme Pompası Buhar-üretim sistemlerinde pompalar iş gören akışkanı (su) buhar kazanına sevk etmek için kullanılırken, fanlar ise ocağa yanma havasını temin etmede kullanılır. Bu makinalar için en önemli parametre mekanik verimdir ve aşağıdaki gibi tanımlanır; Kazan Besleme Pompası Kazan besleme pompaları kazana basınçlı su sağlarlar ve genellikle çıkış basınçları için geniş bir aralık söz konusudur. Bu maksatla çoğunlukla santrifüj pompalar kullanılır ve bu makinaların performansı ise pompa özgül hızı , ns, kavramı ile ölçülür. Pompalar için özgül hız 1 m manometrik yükseklikte 1 m3/san debi veren pompanın devir sayısı olarak tanımlanır ve birimi d/dak dır. Bir pompa için özgül hız aşağıdaki gibi tanımlanır;

Kavitasyon Kavitasyonun etkisi ile hasar görmüş pervaneye Pompalarda kavitasyon sakınılması gereken bir olaydır. Pompa çarkı üzerinde sıvı basıncı buhar basıncının altına düşerse kavitasyon başlar. Çark yüzeyinde buhar habbeleri oluşur ve bu buhar kabarcıkları basıncın daha yüksek olduğu bölgeye sürüklenince söner ve bu ani çöküşün yarattığı basınç farkı çark yüzeyine etki eden darbelerin ortaya çıkmasına neden olur ki buda çark yüzeyinde erozyona yol açar. Kavitasyon sadece çark yüzeyinde fiziksel tahribata neden olmaz aynı zamanda mekanik verimde çok ciddi düşüşe ve pompanın gürültülü çalışmasına neden olur. Kavitasyonun etkisi ile hasar görmüş pervaneye

Kavitasyon Kavitasyondan sakınmak için pompa girişindeki emme basıncı belli bir değerin altına düşmemelidir. Bu konuyla ilgili olarak net pozitif emme düşüsü, NPSH diye adlandırılan bir parametre tanımlanır. NPSH teorik olarak pompa emme basıncı ile buhar basıncı arasındaki farktır. Gerçekte buna emme tarafındaki basınç kayıpları da eklenmelidir.

Tek kademeli ve çok kademeli santrifüj pompalar Tek Kademeli Bir Santrifüj Pompa

Yanma Havası Sistemleri İki tip hava kompresörü mevcuttur, bunlar hacimsel veya pozitif deplasmanlı hava kompresörleri ve dinamik hava kompresörleridir. Birinci kategoride hava çoğunlukla bir piston tarafında sıkıştırılır ve tipik örnek pistonlu tip hava kompresörleri verilebilir. Bunlar düşük kapasiteli (hacimsel debi), yüksek düşüye sahip ve kesikli (pulsatif) akışa sahip ekipmanlardır. Bu nedenle bir basınçlı hava tankları olmak durumundadır. Dinamik hava kompresörlerinde, yüksek devirli bir çark momentumunu havaya aktarır. Dinamik hava kompresörleri eksensel-akışlı ve santrifüj hava kompresörleri olarak iki ana gruba ayrılırlar. Bunlar yüksek kapasiteli, basınç artışı (düşü) nispeten düşük ve sürekli akış sağlayan makinalardır. Eksenel-akışlı hava kompresörleri gaz türbinlerinde ve türbojet motorlarda yaygın olarak kullanılmakla beraber son yıllarda özellikle büyük yanma sistemlerinde tercih edilmektedirler.

Yanma Havası Sistemleri Yanma sisteminde kullanılan kompresör

Yanma odasında kullanılan fan İki tip mekanik-çekişli sistem söz konusudur. Ya taze yanma havası bir fan vasıtasıyla yanma odasına sevk edilir ki bu cebri-çekişli sistem olarak adlandırılır, yada baca tarafına konmuş bir fan ile yanma odasındaki yanma ürünleri çekilerek bacaya gönderilir. Birinci tür mekanik-çekişli sistemleri (f-d) indisi ile ikinci tür sistemleri de (i-d) ile göstereceğiz. Egzost tarafına fan konması durumunda yanma ürünleri yanma odasından emilerek bacaya pompalandığı için yanma odası fanın emme basıncı altındadır, yani yanma odasında negatif basınç söz konusudur ve bu sızıntı problemini ortadan kaldırır. Ama fan sıcak egzost gazlarına ve duman içerisindeki uçucu küle maruzdur. Özellikle uçucu kül fan kanat yüzeylerinde toplandığı için hem erozyona hem de titreşime neden olur. Dengeli bir çekiş için pek çok yanma sisteminde her iki fan da kullanılır. Yani hem egzost fanı hem taze hava fanı aynı anda kullanılır.

Gaz yakıt yakma sistemleri Gaz yakıtlar yakması en kolay yakıtlardır. Gaz yakıt yanmadan önce herhangi bir ön hazırlığa ihtiyaç duymaz. Sadece orantılı olarak hava ile karıştırılıp ve ateşlenir. Atmosferik gaz brülörü

A Refraktörlü Gaz Brülörleri

Sıvı yakıt yakma sistemleri Sıvı-yakıtlar doğal gaza göre yakması daha zor bir yakıttır. Çünkü brülörün yakıtı yanmaya hazırlaması, orantılı olarak hava ile karıştırması ve yakması gerekir. Fuel-oil’i yanma için hazırlamada kullanılan yöntemler brülör içerisinde ısıtarak buharlaştırma veya gazlaştırma veya atomizasyon olarak adlandırılabilirler.

A Atomizer fuel-oil brülörü Konik başlık yüksek hızlarda (3500 d/dak) dönerek sıvı yakıt filmine bir dönme hareketi kazandırır ve santrifüj etki ile hava akımı içerisine sevk eder. Atomizer fuel-oil brülörü

A Döner-başlıklı brülör Fuel-oil dağıtma sistemi

Kömür yakma sistemleri Stoker Ocaklar En eski kömür yakıcı ocaklar stoker ocaklardır ve günümüzde hala kullanılmaktadırlar. Küçük kapasiteli işletmelerde kullanılmaktadırlar. Kömür hareketli ızgara üzerine dökülür ve sonra ızgara üzerinde yakılır. Yakma yatağının alt kısmından primer yanma havası verilir bu yolla hareketli ızgara bir miktar soğutulmuş olur. Yanmanın tamamlanması için ise alev üstünden sekonder hava verilir. Çok değişik tiplerde stoker tasarımı mevcuttur. Zincirli-ızgara ve titreşimli-ızgara en yaygın tiplerdir ve şekilde görülmektedir.

a Zincir-ızgara stoker

a

a Titreşimli ızgara

a Atma ile doldurmalı ızgara

a Doğrudan toz kömür yakma sistemi