Buhar Kazanı Nedir? Buhar Kazanlarında Tanımlar
Basınçlı bir kap olan buhar kazanları, suyu ve buharı depolamaktadır. Üretilen buhar, kazandan çekilip kullanım yerlerine gönderildikçe eksilen miktar kadar su, kazana beslenir. Kazana beslenen su, birtakım işlemlerden geçmiş, buhar üretimi için uygun özellikleri taşır.
Buhar kazanları işletme basıncına göre alçak basınç (1 bar) ve yüksek basınç (1 bar’dan fazla) olarak adlandırılır.
Kazanda yanma ve sıcak gazlar bir tarafta bulunur. Su ise diğer taraftadır. Kazanın metal kısmı buhar üretimine katkı sağlayan ısıtma yüzeyidir. Kazanın ısıtma yüzeyi m2 ile adlandırılır. Bir kazanın ısıtma yüzeyi ne kadar büyük ise, verdiği buhar miktarı (ısıl kapasitesi) o kadar fazla olur.
Bir buhar kazanının ısı kapasitesi, kg/h buhar, kj/kgh veya kW olarak gösterilir.
Buhar Kazanlarında Tanımlar
Buhar Kapasitesi: Kazanların saatte ürettiği buhar miktarıdır. Bir buhar kazanının ısıl kapasitesi, kg/h buhar, kCal/h, kj/kg veya kW olarak gösterilir. Genellikle saatte üretilen buhar, kg olarak kütlesi (kg/h) şeklinde verilir.
Basınç: Kazanın çalışacağı basınç, işletme basıncı olarak adlandırılır. Kazan üreticileri, işletme basınçlarına göre bir tasarım basıncı belirler. Tasarım basıncı, işletme basıncına göre %5-10 arasında daha fazladır. Kazanın test basıncı da tasarım basıncının %50 fazlasıdır.
Sıcaklık: Doymuş buharın her basıncına karşılık gelen bir sıcaklık değeri vardır. Basınç değişmedikçe sıcaklık da değişmez. Kızgın buhar için aynı şey söylenemez. Kızgın buhar, doymuş buharın bir kızdırıcıdan geçirilmiş halidir. Aynı basınçta farklı sıcaklıklar olabilir.
Buhar Kuruluk Oranı:Kazanda üretilen buhar, doymuş buhardır. Doymuş buhar, %100 kuru olamaz. İçerisinde su zerrecikleri vardır. Kazanda üretilen buharın kuruluk oranı genelde %93-96 arasındadır.
Buharın Kalitesi: Buhar temiz olmalıdır. Kuruluk oranı %95 ve üzeri olmalıdır. İçerisinde yoğuşmayan gaz olmamalıdır.
Kazan dairesinin projelendirilmesinde aşağıdaki bilgilere gerek vardır:
Buhar Miktar (kg/ h): Buhar kapasitesi doğru belirlenmeli, ileride 2-3 yıl sonraki ihtiyaç olacak buhar miktarı dikkate alınarak büyük kapasite seçilmemelidir. Bugünkü ihtiyaca göre seçim yapılmalı ilerideki ihtiyaç için ayrı bir kazan seçilmelidir.
Kazan Çalışma Basıncı (bar): Kazan çalışma basıncı belirlenirken kullanım yerinde gerekli basınç, buhar hatlarındaki basınç kaybı ve bir emniyet payı göz önüne alınır. Ancak, işletme basıncı olarak mümkün olabilecek yüksek basınç seçilmeli, kullanım yerinde basınç düşürülmelidir.
Buhar Cinsi: Proses ısıtma sistemlerinde doymuş buhar kullanılır. Enerji santrallerinde kızgın buhar kullanılır. Hijyenik ortamlarda temiz buhar kullanılır. Temiz buharın kullanım yerleri olarak: gıda endüstrisinde direkt buhar kullanımında, hastanelerde sterilizasyon sistemlerinde ve ilaç endüstrileri diyebiliriz.
Yakıt:Tedarik kolaylığı, depolanması, ısıl değerleri ve maliyetleriyle birlikte değerlendirilir ve ona göre seçim yapılır.
Yapısına Göre Kazan Türleri
Yapısına göre birçok kazan türü vardır. Ancak, endüstriyel tesislerde en uygun iki tür; Alev – Duman borulu (SKOÇ) ve Su borulu kazanlardır.
Alev - Duman Borulu Kazanlar:
Yakıt:Yanma, “ocak “denilen yanma hücresinde gerçekleşir. Yanma sonucu açığa çıkan gazlar kazan içindeki duman borularının içinden geçer. Alev – duman geçişi, iki, üç veya dört geçişli olabilir. Duman borularının dışında su bulunur. Isınan su buharlaşır ve buhar üretimi gerçekleşir.
Özellikleri:
- Genellikle max. 25 bar işletme basıncına kadar üretilir.
- Konstrüksiyonları basittir. İşletmeleri kolaydır.
- Buharın kuruluk derecesi yüksektir.
- Kazan su tarafından biriken kireç taşının temizlenmesi kolaydır.
- Bakımı kolaydır.
- Hacim olarak büyüktür.
Su Borulu Kazan:
Yakıt:Su borulu kazanlarda ısıtma yüzeylerini teşkil eden boruların içinden su geçer. Boruların dışından ise alev – duman geçer. Bu kazanlar, yüksek basınç ve yüksek buhar kapasiteleri ihtiyaç olduğunda kullanılır.
Özellikleri:
- Daha kısa sürede buhar üretilir.
- Yüksek basınç ve yüksek kapasitelerde buhar üretir.
- Besi suyunun iyi şartlandırılması gerekir.
- Kazanı oluşturan sistemler: Besi suyu sistemi, Buhar sistemi, Yakıt sistemi.
Kazan Donanımı
Kazan Su Seviye Göstergeleri: Kazanlarda su seviyesini sürekli gözlemek için en az 2 tane seviye göstergesi bulunmalıdır. Seviye göstergesi camları temiz tutulmalı işletme sırasında görülecek kaçaklar giderilmelidir.
Basınç Sınırlayıcı (Presostat): Kazan içindeki basıncı belirli bir noktada tutmamızı sağlayan ve basınç sinyalini elektrik sinyaline çeviren elemandır Ayarlanan değerde brülörü durdurur. Buhar kazanında brülör kademe sayısı + 1 adet (emniyet) olmak üzere presostat kullanılır.
Manometre: Kazanlarda işletme basıncı manometrelerden izlenir. Buhar kazanı üzerinde en az iki adet manometre bulunur. Manometreler basıncı bar veya psi birimleriyle gösterir. 1 bar yaklaşık olarak 14,5 psi’ye eşittir.