KAZANLAR VE ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ

... konulu sunumlar: "KAZANLAR VE ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ"— Sunum transkripti:

1 KAZANLAR VE ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ
ÜNİTE-10 KAZANLAR VE ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ

2 KONU BAŞLIKLARI • Giriş • Kazanların Sınıflandırılması • Kazanlarda Yoğuşma • Kazan Bakımı • Isı Değiştiricileri

3 GİRİŞ Kazanlar günümüzde en önemli ve ekonomik ısıtma sistemleridir. Yakıttaki kimyasal enerjiyi ısı enerjisine çeviren cihazlara kazan adı verilir. Kazanlar günlük hayatımızda da özellikle merkezî sistem ısıtma tesislerinde, küçük işletmelerde buhar elde edilmesinde kullanılan önemli ekipmanlardır. Yakıtın kimyasal enerjisini yanma yoluyla ısı enerjisine dönüştüren ve bu ısı enerjisini taşıyıcı akışkana aktaran makinalara genel olarak kazan diyoruz. Bütün termik kuvvet santrallerinde kimyasal enerjinin veya nükleer enerjinin ısı enerjisi şeklinde su buharına geçtiği sistem buhar kazanları ve reaktörlerdir. İyi bir yanma ile zehirli gaz olan karbon-monoksit çıkışı önlenmiş olur. Atmosfere is ve kurum atılmaz.

4 GİRİŞ Gerektiği kadar yakıt yakılacağından atmosfere daha fazla atık gaz atılmayacaktır. Bunun için de yanmanın denetimimiz altında istediğimiz şartlarda oluşması gerekmektedir. Yanma sonucu oluşan ısı enerjisinden ne kadar yüksek yararlanırsa o oranda yakıt tüketimi düşük, atmosfere atlan atık gazlar o kadar az ayrıca kazan için yapılan işçilik de o oranda az olacaktır. Dolayısı ile yanma sonucu oluşan bu ısı enerjisinin hangi oranda kullanma mahalline taşınmasına kazan verimi denir. Verim, ekonomik değerler göz önüne alındığında tercih sebebi olarak en öndedir. Kazanlarda yanmanın iyileştirilerek verimin yükseltilmesi çevre korumasını da sağlayacaktır.

5 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Günümüzde kazanların sınıflandırılması birçok kritere göre yapılmaktadır. Ünitemizde bazı kriterlere göre kazanların sınıflandırılması verilmiştir. Bu sınıflandırma Demir döküm firmasının yayınlarından "Kalorifer Tesisatı Hesabı "kitabından alınmıştır. TSE standartlarına göre kazanlarda tasarım basınçlarına göre iki sınıfa ayrılmıştır. Yüksek basınçlı kazanlar TSE 377 e göre; Diğer kazanlar ise TSE 497 ve 301’e göre tasarlanmalıdır.

6 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Malzemenin cinsine göre kazanlar: • Dökme dilimli kazanlar (Dökme demir), çelik kazanlar • Korozyona dayanıklı (Paslanmaz çelik, özel alaşım vb.) kazanlar Dökme dilimli kazan Çelik kazan

7 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Kazan Ocağının Tipi, Tasarım Biçimimi ve Gazın Ocaktan Dışarıya Atılmasına Göre Kazanlar: • Tam yanışlı kazanlar • Alttan yanışlı kazanlar

8 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Kullandıkları Yakıt Cinsine Göre Kazanlar: • Gaz yakıtlı kazanlar, Hafif Sıvı Yakıtlı (Motorin) Kazanlar • Ağır sıvı yakıtlı kazanlar (Kalyak,Fuel-Oil),Katı Yakılı Kazanlar(Kok, Linyit) • Tek yakıt yakan kazanlar, çok yakıt yakabilen kazanlar

9 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Yanma Odası Basıncı ve Geçiş Türüne Göre Kazanlar: • Doğal geçişli -Üst Basınçlı • İki geçişli -İki geçiş yanma odası geri dönüşlü • Üç geçişli -Karşı basınçlı (Radyasyon tipi) • Karşı basınçsız kazanlar Üç geçişli alev borulu kazan

10 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Isıtıcı Akışkanın Cinsine Göre Kazanlar: • Sıcak sulu kazanlar, kaynar sulu kazanlar • Alçak basınç buharlı kazanlar, yüksek basınç buharlı kazanlar Akışkan Türüne Göre Kazanlar: • Sıcak sulu kazanlar, kaynar veya kızgın sulu kazanlar • Özel yağ

11 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Yapısal Tasarımlarına Göre Kazanlar: • Alev borulu kazanlar, duman borulu kazanlar,, su borulu kazanlar Alev Borulu Kazanlar Su Borulu Kazanlar

12 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Biçimlerine Göre Kazanlar: • Yarı silindirik kazanlar, artık konumlu silindirik kazanlar • Dik konumlu silindirik kazanlar, prizmatik paket kazanlar Yarım silindirik kazanın dıştan ve kesit görünüşleri

13 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Yanma Şekline Göre Kazanlar: • Özel (Değişik yakıtlar ve yakıt özelliklerine göre yapılmış, Değişim gerektiren çok yakıtlı, Değişim gerektirmeyen çok yakıtlı Brülör Yapı ve Türüne Göre Kazanlar: • Üflemeli (Fanlı) Brulörlü, Atmosferik Brulörlü Isıl Değere Göre Kazanlar: • Alt ısıl değer tekniği kazanları, Üst ısıl değer tekniği kazanları (Yoğuşmalı) Alman Standartlarına Göre Kazanlar: • Standart Kazanlar, Düşük Sıcaklık Kazanları, Yoğuşmalı Kazanlar

14 KAZANLAR KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
Kazan Konstrüksiyonu ve Yanma Odası Yapısına Göre Kazanlar • Yarım silindirik kazanlar, silindirik kazanlar, karşı basınçlı kazanlar Sıcak Su Kazanları • Döküm kazanlar, çelik kazanlar • Standard kazanlar -Atmosferik brulörlü kazanlar -Üflemeli brulörlü kazanlar -Ferdi ısıtma kazanları • Düşük sıcaklık kazanları -Yeni teknoloji kazanları • Yoğuşmalı kazanlar

15 KAZANLAR KAZANLARIN YERLEŞİM PLANI VE KAZAN DAİRESİ
Yönetmelik esasına göre kazan kenarlarının duvarlardan veya duvara monte edilmiş cihazlardan uzaklığı en az 70 cm, iki kazan arasındaki uzaklık en az 40 cm olmalıdır. Kazan dairesinin yüksekliği kazan üzerinde yer alacak ekipmanların gerektiğinde tamir bakımının yapılmasında zorluk doğurmaması için en yüksek kazan aksesuarı seviyesinin üzerinde, en az bir metrelik serbest mesafe olmalıdır.

16 KAZANLAR KAZANLARIN YERLEŞİM PLANI VE KAZAN DAİRESİ
Bacalar kalorifer tesisatı projesinde belirtilen kesitlerde, içine dışarıdan hava almayacak şekilde içi ve dışı sıvalı olarak yapılmalıdır. Bacalar komşu yüksek binanın, etkisini azaltmak için mümkünse bu binadan en az 80 cm üzerine kadar çıkarılmalıdır. Kazan daireleri yanma için gerekli temiz havanın girebilmesi için zemin düzeyinde ve baca kesitinin en az %50’si kadar kesitte bir temiz hava girişiyle dış havaya bağlanmalıdır. Kazan dairelerinde toplanacak pis havanın uzaklaştırılması için baca kesitinin en az % 20 ’si kadar, ağzı kazan dairesinin tavan düzeyinde bulunan pis hava bacası bulunmalıdır.

17 KAZANLAR KAZANLARIN EN ÖNEMLİ PARÇALARI

18 KAZANLAR KAZANLARDA YOĞUŞMA
Doğalgazın yakılması sonucu ortaya çıkan enerjiye bir de doğalgazın yakılması sonucu ortaya çıkan su buharının ısı transferi sayesinde yoğunlaştırılıp bu ısı transferiyle kazan suyunun biraz daha ısıtılması olayıdır. Sıcak kullanım suyu ve ısıtma suyu elde etmede kullanılan teknolojideki en son yeniliktir. Buharı yoğunlaştıran özel ısı eşanjörü ile yoğuşmadaki gizli ısı bacadan geri kazanıldığı için geleneksel ısıtma sistemlerine göre enerji tasarrufu sağlarlar. Ayrıca yüksek verimli yoğuşmalı kazanların yıllık CO2 emisyon değerleri standart verime sahip olan kazanlara göre ortalama %20 daha azdır. Buharı yoğunlaştıran özel ısı eşanjörü ile yoğuşmadaki gizli ısı bacadan geri kazanıldığı için yoğuşmalı kazanlar geleneksel kazanlara göre daha verimli olduğundan yoğuşmalı kazanlar seçilmelidir. Yoğuşmalı kazanlar geleneksel kazanlar ile mukayese edildiklerinde gaz tüketiminin gözle görülür bir şekilde az olduğu farkedilir. Kazanlarda yoğuşmanın yanı sıra buhar üretimi de önemlidir.

19 KAZANLAR KAZANLARDA KAYNAMA VE SİRKÜLASYON
Amaç buharı kaynama yoluyla üretmektir. Suyun kaynamaya başlamasıyla, alttan ısıtılan bir kapta buharın kabarcıklar şeklinde yüzeye çıktığı görülebilir. Bu kabarcıklar ve sıcak su, daha soğuk ve buhar içermeyen su ile yer değiştirir. Böylelikle oluşan buharı yüzeye taşıyan bir sirkülasyon meydana gelir. Bir su borulu kazanda su ve buhar çok sayıda tüpten geçiş yapar. Yani devrenin bir kolu ısıtılarak diğer yüzeyin soğuk kalması sağlanır. Isınan kolda buhar kabarcıkları oluşur. Bu su buhar karışımı yükselir ve daha ağır, daha soğuk su ile yer değiştirir. Normal çalışma sırasında soğuk dramdan sıcak drama doğru sürekli bir akış oluşur. Her ne kadar kazan çalışma prensibi bu kadar basit olmayıp karmaşık akış devrelerinden oluşsa da temel prensip aynıdır. Burada bahsi geçen kazan doğal sirkülasyonlu kazan tipidir.

20 KAZANLAR KAZANLARDA KAYNAMA VE SİRKÜLASYON
Amaç buharı kaynama yoluyla üretmektir. Suyun kaynamaya başlamasıyla, alttan ısıtılan bir kapta buharın kabarcıklar şeklinde yüzeye çıktığı görülebilir. Bu kabarcıklar ve sıcak su, daha soğuk ve buhar içermeyen su ile yer değiştirir. Böylelikle oluşan buharı yüzeye taşıyan bir sirkülasyon meydana gelir. Bir su borulu kazanda su ve buhar çok sayıda tüpten geçiş yapar. Yani devrenin bir kolu ısıtılarak diğer yüzeyin soğuk kalması sağlanır. Isınan kolda buhar kabarcıkları oluşur. Bu su buhar karışımı yükselir ve daha ağır, daha soğuk su ile yer değiştirir. Normal çalışma sırasında soğuk dramdan sıcak drama doğru sürekli bir akış oluşur. Her ne kadar kazan çalışma prensibi bu kadar basit olmayıp karmaşık akış devrelerinden oluşsa da temel prensip aynıdır. Burada bahsi geçen kazan doğal sirkülasyonlu kazan tipidir.

21 KAZANLAR KAZANLARDA KURUM ÜFLEYİCİLER
Kazan tüplerinin ısı alışverişi yapan bölgelerinin dış yüzeylerinde uçucu gazlardan çökelen kurumun temizlenmesi için kurum üfleyiciler kullanılır. Kurum üfleme işi belli bir süre yapılmazsa, borular üzerinde çok miktarda cüruf birikeceğinden, bunların kurum üflemeyle temizlenmesi olanaksız hâle gelecektir. Soğuk bir kazanda hiçbir zaman kurum üfleme yapılmamalıdır. Kurum üflemeye başlamadan önce yanma odasında yanmanın iyi olduğundan emin olunmalıdır. Aksi hâlde alev sönebilir. Kurum üfleyicilere buhar getiren boru sistemi çok önemlidir. Boruların hiçbirinde su bulunmamalıdır. Birçok kazan, tüplerinin dış yüzeylerinde biriken maddeleri temizleyerek ısı transferi kayıplarını azaltan kurum üfleyiciler ile donatılmıştır.

22 KAZANLAR KAZANLARDA KURUM ÜFLEYİCİLER
İki tür kurum üfleyici bulunur. Bunlar; sabit kurum üfleyicileri ve hareketli kurum üfleyicilerdir.

23 KAZANLAR KAZANLARDA BLÖF
Blöfler kesintili ve devamlı blöfler olmak üzeredir ve blöfler kazan suyu içinde buharlaşma sonucu konsantrasyonu artan çözünmüş ya da askıda kalmış katı madde miktarını kazan için belirlenen limitlere çekebilmek amacıyla kazan suyunun bir kısmının sistemden atılması işlemidir. Kazana besleme suyu ile gelen katı asıltılar ve çözünmüş katı maddeler buhara geçemeyeceğinden kazan suyunda kalır ve zamanla miktarı artar. Eğer blöf ile kazan suyu ayarlanmazsa buhar kalitesi bozulur ve belirli bir zaman sonra tehlike arz eder ve hatta kazan çalışamaz duruma gelebilir.

24 KAZANLAR KAZANLARIN BAKIMI
Kazanlarda belli zaman aralıklarında aşağıdaki periyodik testler yapılmalıdır. Çünkü günümüzde kazan temizlikleri tüm işletmelerce yapılmaktadır. Kazanınızın ömrünü uzatmanın en önemli yolu kazan borularının temizlikleridir. Ancak atladığımız husus bunun ne kadar doğru yapıldığıdır. İşletmelerde kazan borularının sayısı en az 100 adettir. Bu işletmenin durumuna ve büyüklüğüne göre 800 adet boru sayısına kadar çıkmaktadır. Bir insanın gücü maksimum 50 boru temizliğinde tükenmektedir. Ve genellikle işletmelerde göz hizasının üstündeki boruların temizliğine dikkat edilmediğinden daha kirlidir. Temizliği zor olduğu için kazan temizliği yapanlar üst kısımları daha az temizlerler. Bu da katranların sürekli birikmesine ve kazan veriminin düşmesine neden oluyor. Kazan ömrünü kısaltan diğer bir husus ise korozyondur. Kazan içerisinde dolaşan suyun ısınmasıyla açığa çıkan korozif gazlar zamanla borularda korozyon oluşumuna ve delinmelere yol açar. Kazanda korozif eylemlerin oluşmasını engellemek için kükürt oranı düşük yakıt kullanılmalıdır.

25 KAZANLAR KAZANLARIN BAKIMI
Periyodik Testler Su testi; belirli koşullar altında yasal olarak uygulanır. Bu test ile kazanın basınçlı gövdesinin sızdırmazlığı kanıtlanmalıdır. Su testinden önce, hava ile basınç testinin yapılması önerilir. • İç Test: 3 yılda bir defa • Dış Test: Yılda bir defa • Su Testi: 9 yılda bir defa olmak üzere üç kısımdan oluşmaktadır.

26 KAZANLAR KAZANLARIN BAKIMI
Periyodik Testler İç Test: Bu test; buhar kazanı ve ocağın duman gazı tarafına konulmuş besi suyu ön ısıtıcısı, ayarlanabilen kızdırıcı, ara kızdırıcı, basınçlı genleşme tankı ve kazan dairesinde bulunan buharlı soğutucu ile ilgilidir. İç test genelde gözle yapılır. Dış Test: Dış test, buhar kazanı veya ayrıca diğer hükümler varsa, buhar kazanında bulunan parçalarla ilgilidir. Burada, örneğin; işletme esnasında ulaşılabilen kazan gövdesi, ocak ve yakıt besleme ve hazırlama düzenekleri, duman gazı kanalları, su hatları, emniyet tekniği açısından önem taşıyan; su ve buhar tarafı donanım parçaları (besleme pompası, sirkülasyon pompası gibi) ve ocağın donanım parçaları (sıvı yakıt ön ısıtıcısı, brülör) incelenir. Ayrıca, uygun işletme talimatlarının bulunup bulunmadığı ve kazancıların yeterli olup olmadığı gözden geçirilir.

27 KAZANLAR KAZANLARIN BAKIMI
Brülör ve Brülör Bakımı Brülör, yakıtın hava ile uygun oranda karıştırılarak tam olarak yakılmasını sağlayan cihazdır. Kazanınızın bakımdan geçmesi gereken bir diğer parçası brülörüdür. Yanma odasına havayı alıp yakıtı püskürterek yanmayı sağlayan parça brülördür. Yakıtın cinsine göre brülörlerin bakımı da değişir. Teknik bir iştir. Yetkili servislerce yapılmalıdır. Keza emniyet vanaları, yakıt boruları, bacaları, tesisat kaçakları da gözden geçirilmesi gereken kısımlardandır.

28 ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ (EŞANJÖRLERİ)
Mühendislik ve sanayi uygulamalarının en ‚önemli ve en çok karşılaşılan işlemlerinden birisi de ısı değiştiricileridir. Sıcaklığı fazla olan bir akışkan ile daha az ısıda olan bir akışkanın ısı alışverişi prensibine göre çalışan, yani farklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla akışkanın (birbirine karışmadan) iki farklı yüzey arasında ısı (geçişini) değişimini sağlayan cihazlara ısı değiştiricisi denir. Bu değişimin yapıldığı cihazlar, ısı değiştirici veya eşanjör olarak adlandırılmakta olup, pratikte termik santrallerde, kimya endüstrilerinde, ısıtma, iklimlendirme, soğutma tesisatlarında, taşıt araçlarında, elektronik cihazlarda, alternatif enerji kaynaklarının kullanımında ısı depolanması vb. birçok yerde kullanım ve uygulama alanları mevcuttur.

29 ISI DEĞİŞTİRİCİLERİ (EŞANJÖRLERİ)
Temelde ısı değiştiricileri iki başlık altında sınıflandırılır: • Akışkanların, birbiriyle karıştırılmadan ısı geçişinin doğrudan yapıldığı çoğunlukla metal malzeme olan katı bir yüzey ile birbirinden ayrılan ısı değiştiricilerine yüzeyli veya reküparatif (zamandan bağımsız) ısı değiştiricileri olarak adlandırılır. • Isı geçişi doğrudan olmayıp, ısının ‚önce sıcak akışkan etrafında dönmesiyle ya da sabit bir dolgu maddesine verilmesiyle depo edildikten sonra soğuk akışkana verilmesi işlemini gerçekleştiren ısı değiştiricilerine dolgu maddeli veya rejeneratif (zamana bağlı) ısı değiştiricileri denir. Pratikte çok değişik tiplerde bulunabilen ısı değiştiricileri, ısı geçiş şekline, konstrüksiyon özelliklerine, akış düzenlenmesine, akışkan sayısına veya akışkanların faz değişimlerine göre, çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir.

30 ÖZET İleri teknolojilerde ve endüstride çeşitli amaçlarla kullanılan kazan ve ısı değiştiricilerin farklı uygulamalarını günlük hayatımızda görmek mümkündür. Bu bakımdan yakıtın kimyasal enerjisini yanma yolu ile ısı enerjisine dönüştüren ve bu ısı enerjisini taşıyıcı akışkana aktaran makina elemanı olarak bilinen kazan ile farklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla akışkanın birbirine karışmadan iki farklı yüzey arasında ısı geçişini gerçekleştiren cihaz olarak bilinen ısı değiştiricisi hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. Bunun için kazan ve ısı değiştiricileri nedir? Nerede ve ne amaçla kullanılır? sorularını bilmek önem arz etmektedir. Ayrıca kazan ve ısı değiştiricilerini kullanım yerine göre çeşitleri, montajı, bakımı ve kullanım verimi açısından önemli olduğundan bu da az olan enerji kaynaklarının daha etkin kullanımı bakımından önemlidir.