EVAPORATÖRLER (Tatlı Su Üreticisi) Prof.Dr.Adnan Parlak

Atık Isıyı Geri Kazanma Çok verimli motorlarda bile efektif verim %50 civarındadır. Geri kalan Enerji: Yağlama yağı, Piston soğutma suyu, Ceket Soğ. Suyu Egzoz gazı, Skavenç hava soğutmasına Türbo doldurucu soğutmasına Gider. Kayıp ısıdan değişik şekillerde faydalanılır. -Baca kazanı-Buhar Türbini-Kombine güç sistemi Skavenç hava soğutma sisteminden yakıt tanklarının ısıtılmasında Silindir soğutma suyu ise Tatlı Su üretiminde yararalanılır.

Soru1. Deniz suyunun 45 0C de kaynadığı bir tatlı su jeneratöründe suyun buharlaşması için gerekli enerji silindir soğutma suyundan sağlanmaktadır. Günde 24 ton tatlı su elde etmek için ısıl değeri 42000 kJ/kg olan yakıt kullanılmış olsaydı a) Bir günde ne kadar yakıt harcamak gerekirdi? b) Günde 32 ton yakıt tüketen 7300 kW gücündeki bir ana makinenin soğutma suyundan kazanılan enerjiyi ı düşünerek verimdeki değişimi hesaplayınız. a) b) Atık ısı değerlendirilmediği takdirde verim Atık ısı değerlendirildiğinde verim Verim Artışı %3,1

Deniz Suyundan iki Şekilde Tatlı Su elde edilir Ters Ozmoz Yöntemi Distilasyon Ters Osmoz yöntemi büyük kapasitelerde ama düşük kalitede tatlı su eldesin de faydalanılır.

Ters Osmoz ile Su Normal şartlarda osmoz olayı tabi bir olay olup, su az yoğun olan tuzlu sudan yarı geçirgen bir membran aracılığıyla daha yoğun olan ortama geçer. Ters osmos yönteminde tuzlu su gibi yoğun ortama basınç uygulandığında (osmoz basıncından daha yüksek basınçta) basınç tuz ile suyun ayrışmasına neden olur. Bu olaya ters osmoz denir Ters Osmoz yöntemi büyük kapasitelerde ama düşük kalitede tatlı su eldesin de faydalanılır. Arıtma Toplam Sertlik Kalsiyum Sertliği Silisyum Sodyum Klorid Dz.Suyu 250 200 14 15000 Evaporatör <0.2 <20 Ters Osmoz 20 5 <1 <750 Mineral Ayrıştırma Sonrası - <2

Distilasyon Yöntemi Deniz suyunun buharlaştırılmasıyla yoluyla tatlı su elde edilir. Suyun buharlaştırılmasında ceket soğutma suyu kullanılır. Deniz suyunun buharlaşması düşük basınç altında gerçekleştirilir.

Doyma Basınç ve Sıcaklığı

Düşük Basınçlı Evaporatör

Evaporatör

Tek kademeli Evaporatör Distile Su Ceket Soğ.Su Girişi Ceket Soğ.Su Çıkışı

Deniz suyu besleme yöntemi Ayrı bir ejektör pompası var. Pompa Hem besleme suyunu hem de ejektör üzerinden kondansere su temin eder. Pompa besleme suyunu kondenser çıkışından alır. Aynı zamanda ejektöre de su temin eder.

Çift kademeli (ön Isıtmalı) Evaporatör Birinci kademe buharlaştırıcıdaki yoğuşmuş su buharı ikinci ısı değiştiricide yoğuşurken besleme suyunun sıcaklığı da artar.

Çift kademeli (ön Isıtmalı) Evaporatör

Çift kademli Eva.da Deniz suyu besleme yöntemi Ayrı bir ejektör pompası var. Pompa Hem besleme suyunu hem de ejektör üzerinden kondansere su temin eder. Pompa besleme suyunu kondenser çıkışından alır. Aynı zamanda ejektöre de su temin eder.

Evaporatör Gemilerde kazan, banyo vb. ihtiyaçların karşılanmasında deniz suyundan elde edilen distile su kullanılır. Kaynama düşük basınçta gerçekleştiği için ısı değiştirici yüzeylerinde kışır oluşumu azdır. Gerekli ısı ceket soğutma suyu (atık ısı) vasıtasıyla sağlandığı için su eldesi için ilave enerji harcanmamaktadır.

Evaporatör Elemanları Ejektör Pompası: Kinistin veya herhangi bir deniz suyu devresinden alınan deniz suyu ejektörden geçirerek denize basılır. Ejektör çıkış devresi üzerinden alınan bir hat besleme valfi üzerinden geçirilerek evaporatör besleme suyu olarak kullanılır. Isı Değiştirici (buharlaştırıcı ve yoğuşturucu )

Evaporatör Elemanları Besleme Valfi ve Orifis: Besleme suyu öncelikle besleme valfinden geçirilir. Genelde yay yüklüdür. Ejektör pompasının bastığı suyun basıncı yay yükünü yendiğinde besleme valfinden su geçişi başlar. Deniz suyu besleme pompası çıkışında ise orifisten geçirilir. Orifis konmasının nedeni besleme suyu debisini ayarlamaktır.

Evaporatör Elemanları Ejektör ve Geri Döndürmez Valfi: Ejektör Deniz suyu pompası bastığı suyun bir kısmını besleme devresine gönderir. Kalan kısmını ise vakum oluşumu için hava ejektörüne, evaporatörde kalan tuz yoğunluğu yüksek deniz suyunu basmaya yarayan (brine) ejektörden geçirir. Hava Ejektörü (Vakum için) Deniz Suyu Ejektörü ( fazla deniz suyunu atmak için) Ejektörler, pompanın sağladığı basınçlı suyun ejektör dar kesitin de hızı artırıp basıncın düşürüldüğü makine elemanlarıdır. Vakum bağlantısı ve denize atılacak konsantre deniz suyu bağlantısı ejektörün düşük basınç kısmıyla iştirakleşir.

Evaporatör Elemanları Bazı evaporatörlerde iki fonksiyonu da yerine getirecek şekilde tek ejektör kullanılmaktadır. Ejektörün evaporatörden çekmiş olduğu hava ile düşük basınçta buharlaşma gerçekleştirilir. Ejektörlerin hava ve deniz suyu bağlantılarında birer adet geri döndürmez valf vardır. Bu valfler sayesinde her hangi bir nedenle borda çıkış valfinin açık kalması durumunda evaporatörün deniz suyu ile dolmasının önüne geçilir. Distile Pompası: Kondanserde yoğuşan suyu tatlı su tankına basan santrifüj tip bir pompadır. Pompanın alıcısı düşük basınca (vakum) maruz kaldığı için pompa boğazından havanın girmemesi gerekir. Bunun için pompa glendi, pompanın çıkış hattından gelen basınçlı su ile iştirakleşerek sızdırmazlık sağlanır. Pompanın ilk devreye alınması esnasında boğazına(glende) su tutularak pompanın hava yapmasının önüne geçilir.

Evaporatör Elemanları Salinometre (tuzluluk Ölçer): Su içerisindeki tuzluluğu ölçen düzeneğe denir. Deniz suyunun elektrik iletkenliği tatlı suya göre daha yüksektir. Deniz suyu sodyum klor, Magnezyum Klor ve Kalsiyum Klor gibi bileşikler içerir. Klor iyonları iletkenliği artırdığı için suyun iletkenliği de artar. Tuzluluğu ölçen sensörden gelen akım miktarı arttığında 2 nolu röle devreye girererek alarmı devreye sokar. Alarm sürekli olduğunda 1 nolu röle de devereye girerek tuzluluk ölçeri korur. Deniz suyunun iletkenliğini artıran diğer faktör sıcaklıktır. Her bir derece sıcaklık artışı iletkenliği %2.2 artırır. Bu nedenle tuzluluk ölçerin aynı zamanda sıcaklığa göre kalibrasyon yapar.

Evaporatör Elemanları Salinometre (tuzluluk Ölçer). Tatlı su çıkışındaki tuzluluk oranı 2-20 ppm olmalıdır. Bu değeri aştığı anda tank çıkışındaki elektro vana kapatılarak sintineye çıkış valfi açılır. Bu esnada tuzluluk ölçerin alarmı devrededir. Vakum Kırıcı valf. Evaporatördeki vakumu ayarlamak için kullanılır. Eva çalışmadığı zaman normalde açık bırakılır. Aşırı kaynama durumunda bu valf vasıtasıyla vakum bir miktar kırılır. Evaporatörün vakum tutmaması durumunda bu valf kontrol edilmelidir. Emniyet Valfi. Evaporatör içerisinde herhangi bir nedenle basınç arttığında sistemi aşırı basınçtan korur.

Evaporatör Elemanları Hava Tahliye valfleri. Yoğuşturucu ve ısıtıcı gövdesinde hapsedilmiş havanın tahliye edilmesi için eveporatörün devreye alınması esnasında açılarak hava tahliyesi bu valflerle sağlanır.

Evaporatörün Devreye Alınması Evaporatör Ana makine tam yola ulaştıktan ve limandan yeteri kadar uzaklaştıktan sonra (temiz deniz suyu için) devreye alınmalıdır. Devreye alma için aşağıdaki işlemler takip edilmelidir: Deniz suyu pompasının giriş- çıkış valfleri ile borda çıkış valfi açılarak pompa çalıştırılır. Vakum kırıcı valf kapatılır. Besleme suyu valfi açılarak eva ısıtıcısına deniz suyu girmesi sağlanır.

Çalışma Prensibi

Evaporatörün Devreye Alınması Evaporatör içerisindeki vakumun %90 vakuma (689 mmHg) ulaşması beklenir. Ana makine ceket soğutma suyu valfleri açılırak 60-85 oC sıcaklıktaki ceket soğutma suyunun ısı değiştiriciye girişi sağlanır. Girecek su miktarı by-pass vanası ile ayarlanır. Gözetleme camından deniz suyunun buharlaşması izlenir. Buharlaşan su buharı yoğuşturucu üzerindeki tesfiye şişesinden izlenir. Su seviyesi yeteri kara yükseldiğinde tuzluluk ölçer açıldıktan sonra distile pompası devreye alınır. İlk çalışma esnasında tuzluluk bir miktar yüksek olacağından tuzluluk ölçerin alarmı çalacaktır. Seviye 20 ppm in altına düştüğünde tatlı su tankı selenoidi açılarak tank dolmaya başlar.

Evaporatörün Devreye Alınması Evaporatör gövde sıcaklığı 40-45 oC arasında olmalıdır. Aksi halde vakum kırılır. Kapasite düşer. Buna neden olan faktörler: Yoğuşturucuya verilen deniz suyu debisinin yetersizliği Deniz suyu sıcaklığının yüksekliği Yoğuşturucu borularının tıkanmış olması Yoğuşturucunun deniz suyu tarafında hava olması Distile pompası az bastığı için yoğuşturucuda biriken suyun fazla olması Vakum kırıcı valfin kaçırması (vakum değerinden anlaşılır!)

Çok kademeli Evaporatör

Flash Evaporatör