ESM-315 ISITMA SİSTEMLERİ BRÜLÖRLER YRD. DOÇ. DR. H. İBRAHİM VARİYENLİ

GAZ BRÜLÖRLERİ Gaz Brülörleri, hava ve yakıtı kontrollü ve verimli olarak yanmayı sağlayacak karışım oluşturan cihazdır. Bu cihazların genel prensibi; esas olan yanma verimini yükselterek ideal yanma şartlarına ulaşılarak çevre kirliliğinin önlenmesi ve enerji tasarrufu sağlanmasıdır. Brülör dizaynında gerek çalışma prensibi, gerekse kontrol sisteminin vasıfları göz önüne alınarak yanma odasının özelliklerine göre tip belirlemesi yapılmalıdır.

Gaz Brülörlerinin Çalışma Prensibine Göre Grupları Atmosferik Brülör Konutlarda şofben, kat kaloriferi ve ocaklarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sanayide ise direk sıcak hava ve endirekt sıvı ısıtma üreteçleri, özel kurutma fırınları ile pişirme ocaklarında kullanılır. Elle veya otomatik ateşlenebilir. Termostatik ısı kontrol ve termoelektrik alev kontrollü tipleri vardır. Atmosferik brülörler kazanla birlikte blok halinde piyasada bulunmaktadır. Atmosferik brülörler, basınçlı gazın bir lülede genleşmesi sırasında enjeksiyon prensibiyle çevresinden emdiği birincil hava ile karışarak yanmanın sağlanması ve termik olarak ısının yükselen gazlar yerine açık olan yakıcının altından emdiği ikincil hava ile yanma prensibiyle çalışır. Atmosferik brülörün çalışma prensibi aşağıdaki şekilde görülmektedir

Şekil -1. Atmosferik brülör çalışma şekli

Gaz Brülörlerinin Çalışma Prensibine Göre Grupları Üflemeli Brülör Yakma havasının ek bir fan ile basınçlandırılarak çok sayıda özel olarak açılmış delikten (nozuldan) yakma havasına verildiği brülörlere üflemeli brülör denilmektedir. Üflemeli brülörlerde kapasite değişimine göre yakıt ve hava oranları ayarlanabilir. Bu brülörlerde verimi yükseltmek amacıyla yakma havasının 20 – 400 ºC arasında yükseltilmesi mümkün olduğu gibi, kazan ve baca arasına ısı geri kazanım üniteleri konulması da mümkündür.

Üflemeli Brülör Yüksek bir hızla hava ve gaz karışarak türbülatör de bir dönme hareketi verilir ve yanma odasına gönderilir. Yanma, türbülatör önünde başlar ve yanma hücresinin içinde devam eder. Üflemeli brülörlerde kullanılan türbülatör sürekli olarak hava ve yakıtı birleştirerek yanma stabilizesini sağlar, karışımı basınçla içeri doğru ittiğinden alevin geri tepmesini önler. Üflemeli brülörlerde kullanılan fan ortamdan yakma havasını sağlamanın yanı sıra oluşturduğu basınç ile yanma hücresinin karşı basıncını da yener.

Şekil-2. Üflemeli brülörün çalışma şekli

Gaz Brülörlerinin Kontrol Şekline Göre Grupları Gaz Brülörleri Kontrol Şekline Göre Üç Ana Gruba Ayrılır; Kapasite Kontrolüne Göre, Alev Kontrolüne Göre, Tutuşturma Yöntemine Göre Gaz Brülörleri.

Gaz Brülörlerinin Kontrol Şekline Göre Grupları Kapasite Kontrolüne Göre Gaz Brülörleri: Kapasitenin kontrol şeklini uluslararası standartlar belirlemiştir. Bu standartlar brülörün kapasite değerine göre çalışma şeklini belirler.

Kapasite Kontrolüne Göre Gaz Brülörleri Tek Kademeli Gaz Brülörleri Bu tip brülörler çekilen ısıya bağlı olarak bir defa ayarlanır ve sürekli aynı miktarda yakıt yakılmasını sağlar. Brülör ON – OFF olarak çalışır. Yalnızca ilk devreye giriş bir ölçü ayarlanabilir. Maksimum 350 kW. kapasiteye kadar kullanılır. Şekil-3. Tek Kademeli Brülörün Çalışma Safhaları

Kapasite Kontrolüne Göre Gaz Brülörleri İki Kademeli Gaz Brülörleri Bu tip brülörler çekilen ısıya bağlı olarak max. ve min. Yükte çalışabilir. İlk devreye girişte min. yükte devreye girer ve ısı ihtiyacına bağlı olarak max. yüke geçer. Bu tür brülör darbesiz devreye girer. Max. 1200 kW kapasiteye kadar kullanılabilir. Şekil-4. İki Kademeli Brülörün Çalışma Safhaları

Kapasite Kontrolüne Göre Gaz Brülörleri Oransal Kontrollü Brülörler En pahalı kontrol sistemine sahip brülörlerdir. Bu tip brülörler ısı yükünün sürekli değiştiği sanayi tesislerinde, brülör kapasitesinin değişen yüke göre ayarlamasını otomatik yapar. Bu tip brülörler max. kapasitesinin % 20’sine kadar kısabilir. Standartlar 1200 kw üzerindeki kapasiteyi zorunlu kılar. Şekil-5. Oransal Brülörün Çalışma Safhaları

Gaz Brülörlerinin Kontrol Şekline Göre Grupları Alev Kontrolüne Göre Doğalgaz Brülörleri: Yakma sisteminin emniyeti için gerekli sistemdir. Durmaksızın çalışan brülör haricinde mutlaka kullanılmalıdır. İlk yakma veya yanmanın kesilmesi halinde sistemi emniyete alır.

Alev Kontrolüne Göre Gaz Brülörleri Ultraviyole Kontrol Sistemi: 1000 kW üzeri brülörlerde kullanılması zorunludur. İyonizasyon Kontrol Sistemi: Bu tip kontrol 1000 kW kapasiteye kadar kullanılmaktadır. Termo Elektrik Sistemi ile Kontrol: Maksimum 120 kW kapasiteye kadar atmosferik brülörlerde pilot alevin kesilmediği yakıcılarda kullanılmaktadır. Fotorezistans Kontrol Sistemi: Işık şiddetinden etkilenir doğalgaz brülörlerinde sarı alev oluşmadığından kullanılmaz. Yalnızca katı ve sıvı yakıt brülörlerinde kullanılır.

Gaz Brülörlerinin Kontrol Şekline Göre Grupları Tutuşturma Yöntemine Göre Gaz Brülörleri Gaz brülörlerinin kapasitesine ve proses durumuna bağlı olarak tutuşturma yapılabilir. Bunlar; Meşale çubuk ile; Elle çalışan ateşleme yöntemi ile; Elle veya manyeto ile çalışan ateşleme ile pilot alevin tutuşturulması (atmosferik brülörler); Otomatik olarak çalışan trafo ve büyük kapasitede ön pilot alev ile yapılmaktadır.

Gaz Brülörlerinin Kontrol Şekline Göre Grupları Yakılan Gaz Cinsine Göre Gaz Brülörleri: Proses uygun brülör seçiminde alternatif yakıtlar kullanılabilen brülörlerdir. Yakıt cinsinin fazlalaşması brülör maliyetini arttırır. Buna göre brülörler üç çeşittir:

Yakılan Yakıt Cinsine Göre Gaz Brülörleri Tek Yakıtlı Brülörler: Bu tip gaz brülörleri yanıcı bütün gazları yakma özelliğine sahiptir. Yakma ayarı yakma havasının basınç ve debisine bağlı olarak değiştirilmektedir. Çift Yakıtlı Brülörler: (gaz+sıvı; gaz +katı): Bu tipler sıvı yakıttan küçük kapasitelerde motorin, büyük kapasitelerde fuel-oil ve katı yakıtlardan kömür veya talaş tozundan herhangi birini doğalgazla birlikte yakılacağı gibi ayrı ayrı yakılabilecek özelliktedir.

Yakılan Yakıt Cinsine Göre Gaz Brülörleri Çok Yakıtlı Brülörler: (gaz+sıvı+katı): Büyük kapasiteli olan bu tiplerde doğalgaz, fuel-oil ve kömür tozu aynı anda yakılmaktadır. Prosesteki yük ayarı en kolay yanan doğalgazdan yapılmaktadır. İmal tarzına göre doğalgaz brülörleri, brülörlerin konstüriktif yapısına bağlı olarak çalışma yerlerine göre imal edilebilir. Bunlar üç grupta toplanır: Domestik Doğalgaz Brülörleri Sanayi Tip Doğalgaz Brülörleri Endüstriyel Tip Doğalgaz Proses Bekleri

Gaz Brülörlerinin Donanımları Gaz Basınç Ventilleri Gaz Manyetik Vanası; Herhangi bir ayar bozukluğu veya arıza durumunda gaz akışını otomatik olarak keser. Gaz Basıncı Kontrolü – Gaz Presostatı; Gaz basıncı kontrol cihazları gaz basıncını kontrol eder ve gaz basıncının alt ve üst sınırların dışına çıkması halinde devreyi kapatır veya tekrar açar.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Gaz Basınç Ayarı – Gaz Basınç Regülatörü DIN 4756 ve DIN 4788’e göre brülörden önce gaz basıncının sabit kalması için basınç ayarlayıcısı- regülatörü – bulunması şarttır. Gaz ayarlayıcısı mümkün olduğu kadar brülöre sabit basınçta gaz gitmesini sağlar. Minimum Gaz Basınç Presostatı; Gaz basıncını kontrol eden güvenlik elemanıdır. Gaz basıncı belirli bir değerin altına düşünce gazı keser ve brülörü durdurur .

Gaz Brülörlerinin Donanımları Gaz kaçak Kontrol Üniteleri Gaz Emniyet Firar Vanası Gaz devresindeki ayar cihazlarında ve özellikle brülörden önce çıkan basınç artmalarını önlemek için kullanılır. Ayrıca gaz basınç regülatörlerinde iyi bir kapanma olmaması nedeniyle meydana gelen yüksek basınç içinde gereklidir. 100 mbar olan büyük giriş basınçları için öngörülmüştür. Yangın Emniyet Vanası Gaz tesisatının bulunduğu yerde yangın çıkmasından 10 dakika gibi çok kısa zaman sonra yüksek sıcaklık nedeniyle gaz vanaları, sayaçları ve tesisat ek yerleri kaçırmaya başlar. Yangın emniyet vanasının içinde bilye kapamalı ısıl yay bulunup 70ºC sıcaklıkta gaz akışını keser. Testlere göre 1000 ºC’ye kadar iki saat süreyle ısıdan etkilenmez.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Gaz/ Hava Ayar Ünitesi Fan Yanma için gerekli havayı sağlar. Brülörün fanını kapakları açarak prinç tel fırça ve basınçlı hava ile temizleyiniz. Türbülatör Havaya gerekli türbülansın ve yönün verilmesini, gaz ile havanın mükemmel karışımını sağlar. Verimli yanma sağlayabilmek için yanma başlığı ve türbülatörün ölçülere uygun ayarlanması gereklidir. Türbülatörü Pirinç tel fırça ile temizleyiniz.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Hava Klapesi Ayar Grubu El ile kumanda edilerek yanma havası debisini ayarlar. Hava Klapesi Hava geçiş miktarını ayarlar. Brülörü işletmeye alırken ilk çalıştırmada havayı kısıp çalıştırınız. Hava klapesinin ayarını yanma başladıktan sonra yapınız. Yanma Başlığı Üzerindeki hava geçiş formu ile kapasite ayarını sağlar. Verimli yanmayı gerçekleştirir.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Ateşleme Sistemi Ateşleme Elektrotları Ateşlemeyi sağlarlar. Ateşleme Trafosu 220 volt ve 18 kV çalışarak elektrotlardaki ateşlemeyi sağlar. Gözetleme Camı Elektrotları taşır, yanma başlığına gaz geçişini sağlar. Türbülatörün hassas ayarını sağlar.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Alev Takip Sistemi (İyonizasyon Çubuğu, Fotosel Yerine) İyonizasyon elektrotları alev oluşmazsa beyine kumanda ederek gazı kapatır. Üç adet elektrot bulunur. İki adet ateşleme ve bir adet iyonizasyon elektrotu vardır.

Gaz Brülörlerinin Donanımları Hava takip sistemleri Hava Basınç Presostatı Fan tarafından tedarik edilen yanma havasının basıncının yetersiz kalması durumunda brülörü durdurarak güvenliği sağlar.

Brülörün Diğer Donanımları Brülör Gövdesi Alüminyum enjeksiyon dökümdür. Üzerindeki hava kanalları ve salyangoz formu ile kazan yönünden hava emişini gerçekleştirir. İç Kapak Alüminyum enjeksiyon dökümdür. Brülör elemanlarını üzerinde taşır. Multiblok Filtre, regülatör, vana ve minumum gaz basınç presostatının birleşmesinden oluşan kompakt bir ünitedir.Bu kompakt dizayn, minimum basınç dönüşümü ile maksimum debiyi sağlar. Brülör Motoru Özel tasarımlı monofaze motordur. Kapak Tespit Pimi İç kapağın gövdeye kolayca sökülüp takılmasını sağlar.

Brülörün Diğer Donanımları Soket Brülöre gelen elektrik bağlantılarının kolayca sökülüp takılmasını sağlar. Kumanda Beyni Brülörü belli bir programa göre çalıştırır. Normal çalışma sırasında brülörün alev kontrolünü yapar. Alev arıza nedeniyle söndüğünde brülörü hemen durdurur. Kazan Bağlantı Flanşı Brülörün kazana bağlantısını sağlar. Ön Kapak Brülör gövdesinin emdiği havayı salyangoz formuna gönderir. Dış Kapak Brülörün sessiz çalışmasını, iç kapak üzerindeki ekipmanların korunmasını ve havayı yönlendirmesi ile soğumasını sağlar.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Doğal gaz yakan cihazların (brülör, bek vb.) önünde gerekli basıncı ayarlayan ve emniyeti sağlayan cihazlar grubuna gaz kontrol hattı adı verilir. Gaz kontrol hattında kullanılacak olan ekipmanlar yakıcının kapasitesine, brülör tipi ve şekline bağlı olarak değişiklik gösterir. Buna göre gaz kontrol hattındaki ekipmanlar belirlenirken sistemin özellikleri göz önünde bulundurulmalıdır. Gaz kontrol hattı ekipmanlarının yakma sistemine uygunluğu brülör üreticisi firmanın sorumluluğundadır.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Brülör Vanası: Servis ve emniyet amacıyla gaz açma/kapamayı temin etmek için kullanılan küresel vanadır. Esnek Boru (Kompansatör): Brülördeki titreşimin tesisata geçişini zayıflatmak için kullanılan ekipmandır. Gaz Basıncı Ölçme Cihazı (Manometre): Hat üzerindeki gaz basıncını ölçmek için kullanılan ekipmandır.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Filtre: İlk otomatik ayar elemanının veya gaz basınç regülatörünün hemen önüne gaz kontrol hattı ekipmanlarını kirlilikten korumak amacı ile yerleştirilmelidir. Gaz Basınç Regülatörü: Gaz kontrol hattı girişindeki gaz basıncını brülör için gerekli basınca düşüren ekipmandır. Relief Valf (Emniyet tahliye vanası): Sistemi aşırı basınca karşı koruyan anlık basınç yükselmelerinde fazla gazı sistemden tahliye ederek regülatörün devre dışı kalmasını önleyen ekipmanlardır.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Minimum Gaz Basınç Algılama Tertibatı (Minimum Gaz Basınç Presostatı): Regülatör çıkışındaki gaz basıncının brülörün normal çalışma basıncının altında kalması durumunda solenoid valfe kumanda ederek akışın kesilmesini sağlayan ekipmandır. Maksimum Gaz Basınç Algılama Tertibatı (Maximum Gaz Basınç Presostatı): Regülatör çıkışındaki gaz basıncının brülörün normal çalışma basıncının üstüne çıkması durumunda solenoid valfe kumanda ederek gaz akışını kesen ekipmandır. Otomatik Kapama Valfi (Solenoid Valf): Sistemin devre dışı kalması gerektiği durumlarda aldığı sinyaller doğrultusunda gaz akışını otomatik olarak kesen ve ilk çalışma esnasında sistemin emniyetli olarak devreye girmesini sağlayan ekipmanlardır.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Sızdırmazlık Kontrol Cihazı (Valf doğrulama Sistemi): 1200 kW ve üzeri kapasiteli sistemlerde ve ayrıca kapasitelerine bakılmaksızın, kızgın yağlı, kaynar sulu, alçak ve yüksek basınçlı buharlı sistemlerde kullanılması zorunludur. Yangın Vanası: Bulunması tavsiye edilir.

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Şekil-6. Atmosferik brülör gaz kontrol hattı ekipmanları 1- Küresel vana 2- Manometre 3- Gaz filtresi 4- Test nipeli 5- Gaz basınç regülatörü 6- Relief valf 7- Tahliye hattı (vent) 8- Presostat (Asgari gaz basınç) 9- Solenoid valf 10- Brülör

Brülör Gaz Kontrol Hattı Ekipmanları Şekil-7. Fanlı brülör gaz kontrol hattı ekipmanları 1. Küresel vana 2. Kompansatör 3. Test nipeli 4. Filtre 5. Manometre (musluklu) 6. Gaz basınç regülatörü 7. Relief valf 8. Tahliye hattı (vent) 9. Presostat (Asgari gaz basınç) 10. Solenoid valf 11. Brülör 12. Sızdırmazlık Kontrol Cihazı

Gaz Yakıt Brülörleri

Sıvı Yakıt (Ağır Yağ) Brülörü

Gaz Yakıt (Doğalgaz) Brülörü

Katı Yakıt (Toz Kömür) Brülörü

Çift Yakıtlı (Gaz ve Sıvı) Brülör