← Ünite 9
Makina ve Teçhizat

Ünite 9: Kazanlar ve Isı Değiştiricileri

TSE Kazan Sınıflandırması
Türk Standartları Enstitüsü'ne göre kazanlar basınçlarına göre sınıflandırılır. TSE 377 standardı yüksek basınçlı çelik kazanları kapsarken, TSE 497 ve TSE 301 standartları diğer kazan gruplarının tasarım ve üretim kurallarını belirler.
Yoğuşmalı Kazanların CO2 Avantajı
Yüksek verimli yoğuşmalı kazanların yıllık karbondioksit (CO2) emisyon değerleri, standart verime sahip geleneksel kazanlara kıyasla ortalama %20 oranında daha az gerçekleşmektedir.
Kazan Yerleşim Mesafeleri
Yönetmeliklere göre kazan dairesinde kazan kenarlarının duvarlardan uzaklığı en az 70 cm, yan yana duran iki kazan arasındaki açıklık ise bakım kolaylığı için en az 40 cm olmalıdır.
Kazan Üstü Serbest Boşluk Kuralı
Kazan dairesi yüksekliği tasarlanırken, en yüksek kazan aksesuarı ile tavan arasında bakım ve tamir işlemlerinin rahat yapılabilmesi için en az 1 metrelik serbest boşluk bırakılmalıdır.

Anahtar Kavramlar

KazanYakıttaki kimyasal enerjiyi yanma yolu ile ısı enerjisine çevirecek şekilde imal edilmiş ve basınç altında çalışan kapalı kaplardır. Örneğin endüstriyel tesislerde buhar üretmek amacıyla kullanılırlar.
Doyma SıcaklığıSabit basınç altında bulunan su ve buharın sıcaklıklarının birbirine eşit olduğu kaynama noktası sıcaklığıdır. Bu sıcaklıkta faz değişimi gerçekleşir.
Gizli IsıSabit basınçta ve doyma sıcaklığında bulunan bir sıvıyı tamamen buharlaştırmak için sisteme verilmesi gereken ısı enerjisidir. Buharlaşma gizli ısısı olarak da adlandırılır.
Kuru Doymuş BuharKaynama noktasında bulunan ve içerisinde hiçbir şekilde sıvı su zerreciği barındırmayan tamamen gaz fazındaki su buharıdır.
Islak BuharKaynama noktasında bulunan ve içerisinde doymuş buhar ile birlikte sıvı su zerrelerini bir arada barındıran iki fazlı buhar karışımıdır.
Kızgın BuharBelirli bir basınç altındaki kaynama derecesinin (doyma sıcaklığının) üstünde bir sıcaklığa kadar ısıtılmış olan yüksek enerjili buhardır.
Isı DeğiştiricisiFarklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla akışkanın birbirine karışmadan, aralarındaki bir çeper vasıtasıyla ısı geçişini sağlayan cihazlardır. Eşanjör olarak da bilinirler.
Duyulur Isı Değiştiriciİçerisinden geçen akışkanlarda yoğuşma veya buharlaşma gibi herhangi bir faz değişimi meydana gelmeden sadece sıcaklık değişimi sağlayan ısı değiştiricileridir.
Gizli Isı Değiştiriciİçerisindeki akışkanlarda yoğuşma veya buharlaşma gibi bir faz değişiminin gerçekleştiği ısı değiştiricileridir.
OcakKazanlarda yakıtların uygun bir şekilde yakılarak kimyasal enerjinin ısı enerjisine dönüştürüldüğü yanma hacmidir.
KızdırıcıIsıtma yüzeylerinden çıkan ıslak buhara sabit basınç altında ek ısı vererek buharın sıcaklığını artıran ve çevrim verimini yükselten kazan elemanıdır.
EkonomizörKazanlardan çıkan sıcak duman gazlarının atık ısısını sirküle eden suya aktararak enerji geri kazanımı sağlayan kuyruk ısı yüzeyidir.
DegazörKazan besi suyu tanklarında bulunan ve borularda korozyona neden olan oksijen ile karbondioksit gibi çözünmüş gazları sudan arındıran cihazdır.
BlöfKazan suyunda buharlaşma sonucu konsantrasyonu artan çözünmüş veya askıda kalmış katı madde miktarını limitlere çekmek için suyun bir kısmının sistemden atılması işlemidir.
BrülörYakıtı hava ile uygun oranda karıştırarak tam ve verimli bir şekilde yakılmasını sağlayan, kazanın en önemli ateşleme cihazıdır.
ModülasyonBrülörün ısı ihtiyacına göre gücünü otomatik olarak ayarlaması işlemidir. Bu işlem brülörün dur-kalk çalışmasını engeller.
KondenserSoğutma ve ısıtma sistemlerinde kullanılan, içerisinden geçen buhar fazındaki akışkanın ısı vererek sıvı fazına geçmesini (yoğuşmasını) sağlayan cihazdır.
EvaporatörSoğutma sistemlerinde kullanılan ve içerisinden geçen sıvı akışkanın çevreden ısı alarak buharlaşmasını sağlayan ısı değiştiricisidir.

Diğer Önemli Bilgiler

Baca Eğimi ve Konumlandırma

Kazan bacaları, komşu yüksek binaların çekişi olumsuz etkilemesini önlemek için bu binalardan en az 80 cm yüksekte sonlanmalı ve yatayla en az 60 derece açı yapacak şekilde konumlandırılmalıdır.

Temiz Hava Giriş Kesiti

Doğru bir yanma için kazan dairesinin zemin düzeyinde, baca kesitinin en az %50'si kadar bir alana sahip temiz hava giriş menfezinin dış ortama doğrudan bağlanması zorunludur.

Pis Hava Bacası Oranı

Kazan dairelerinde biriken kirli havanın tahliyesi amacıyla, tavan düzeyinde konumlandırılmış ve baca kesitinin en az %20'si kadar alana sahip bir pis hava bacası bulunmalıdır.

İç Test Periyodu

Kazanlarda iç testler genelde 3 yılda bir gözle ve yardımcı muayene cihazları yardımıyla yapılır. Bu testte cidar kalınlığı ölçümü ve yüzey çatlaklık kontrolleri gerçekleştirilir.

Dış Test Sıklığı

Kazan gövdesi, ocak, brülör, emniyet donanımları ve su hatlarının incelendiği dış testlerin yılda en az bir defa periyodik olarak yapılması zorunludur.

Su Testi ve Basınç Kontrolü

Kazanın basınçlı gövdesinin sızdırmazlığını kontrol eden su testi her 9 yılda bir tekrarlanmalıdır. Test öncesinde kazan dramının iç kısımları esaslıca temizlenmelidir.

Brülör Hava Sıcaklığı Sınırları

Brülörlerde verimli ve kararlı bir yanma işleminin gerçekleşebilmesi için yanma havası sıcaklığının genellikle 5 °C ile 40 °C arasında olması gerekmektedir.

Malzeme Seçim Sıralaması

Isı değiştiricilerinde kullanılan malzemeler artan maliyet sırasına göre; Çelik, Paslanmaz Çelik, Titanyum, Zirkonyum, Nikel Alaşımları, TFE/PVDF Plastikleri, Grafit, Kolumbiyum ve Tantalyum olarak sıralanır.

Korozyon Önleme ve Yakıt İlişkisi

Kazan borularında korozyon oluşumunu ve delinmeleri engellemek için yanma sonucunda korozif asit oluşturan kükürt oranı düşük yakıtların tercih edilmesi gerekmektedir.

Sınavda Dikkat Et

  • Kuru doymuş buhar, ıslak buhar ve kızgın buhar tanımlarına dikkat edin; sınavda bu üç buhar fazının farkları doğrudan sorulabilir.
  • Ekonomizör ve degazörün görevlerini karıştırmayın; ekonomizör atık ısı geri kazanımı yaparken, degazör sudaki korozif gazları temizler.
  • Kazan periyodik test sürelerini (İç test: 3 yıl, Dış test: 1 yıl, Su testi: 9 yıl) mutlaka ezberleyin; bu süreler eşleştirme sorusu olarak gelebilir.
  • Eşanjör seçimindeki 'ilk seçim' ve 'son seçim' kavramlarının farkını bilin; ilk seçim teknik uygunluğu, son seçim ise maliyet analizini temsil eder.
  • Kazan dairesi havalandırma kesit oranlarına (%50 temiz hava, %20 pis hava) dikkat edin; bu sayısal oranlar sınavlarda sıkça sorgulanmaktadır.
  • Soğuk kazanda kuru kurum üfleme yapılmaması gerektiğini unutmayın; bu durum buharın yoğuşarak boruları aşındırmasına sebep olur.