Isı enerjisinin sanayide verimli kullanımı

 Oysa, bilhassa faaliyette olan kazanlarda, daha önce yapılan yanlışlıkları önemli oranda telafi ettiği, zamanla oluşan değişiklikleri de dikkate aldığı ve işletmeci açısından önemli olan ortalama verimi planlananın çok üzerinde yükselttiği için geri ödemesi, genellikle hesaplanandan çok daha kısa sürede gerçekleşen karlı bir yatırım aracıdır.

TARİHÇE

20. Yüzyıl başlarında, özellikle 1973 yılına kadar sanayi kazanlarından beklenen, yeterli buharın temin edilmesiydi. 70 li yıllardan itibaren, yakıt fiyatlarındaki artış, çevre bilincinin gelişmesi, en son olarak da globalizasyonun getirdiği zorlu rekabet şartları, enerjinin her geçen gün daha verimli kullanılması zorunluluğunu sağlamıştır. Verim artışını sağlayacak yatırımı yapmak, ilk anda, gereksiz bir maliyet artışı gibi görünse de, özenli bir incelemede kullanıcıya ilk anda hesaplanamayan, önemli bir finansal kazanç sunmaktadır. Bu yüzden de, özellikle doğal gaz ve LPG gibi temiz yakıtların güncel olduğu bu yıllarda, kazan dairesi yatırım veya revizyonlarında unutulmaması gereken bir unsurdur.

SİSTEM TANITIMI

Sanayide ısı enerjisi, ağırlıklı olarak doymuş buhar veya kızgın su şeklinde tüketilmektedir. Bunun için de sanayi tipi kazanlar kullanılır. Yüksek verimli kazanlarda, yakıtla verilen enerjinin % 85 ile % 90 arasındaki bölümü suya iletilir. Verimi 3 8 puan daha arttırmak için ekonomizerler kullanılır. Üst ısıl değerin dikkate alındığı seviyelere yükselebilmek için ise baca gazının daha da soğutularak, baca gazı içinde bulunan su buharının yoğuşturulması gerekmektedir.

EKONOMÎZERLERIN GETİRDİĞİ AVANTAJLAR

Genellikle konutlarda yoğuşmalı tip kazanların sayısı artmaktadır. Bu şekilde yüksek verim ancak, doğal gaz ve LPG gibi temiz yakıtlarda kolayca mümkün olmaktadır. Fiyatı göreceli olarak yüksek olan, yoğuşmalı tip kazanların sayısal artışının yanında, yatırım tutarını genellikle sadece birkaç hafta ile birkaç ay arasında geri ödeyen ekonomizerler ise dikkate değer bulunmamaktadırlar. Oysa, karlı bir yatırım olmalarının dışında, işletmeci şirketlere başka avantajlar da sağlarlar. Bunlardan bazıları aşağıda sunulmuştur.

1Ekonomizer, bir tesiste sadece tasarruf unsuru değil aynı zamanda kurulu kapasiteyi arttıran bir ısı transfer yüzeyidir.

2Ortalama bir sanayi tipi kazan dairesinde çıplak kazanın bedeli, toplam yatırım tutarının kabaca % 20 si dolayındadır. Ekonomizer, sisteme eklendiğinde yatırım tutarı sadece ekonomizerin kendi bedeli kadardır. Yeni brülöre, degazöre, pompalara ihtiyaç duyulmaz. Başka bir deyişle, üretilen birim ısı enerjisi başına düşen yatırım tutarı azalır.

3Ülkemizde faaliyette olan kazanlarda baca gazı klapesi bir istisnadır. Otomatik çalışan baca gazı klapeleri, brülör duruşa geçtiği esnada kapanır. Bu şekilde bekleme kayıpları da önemli ölçüde engellenir. Oransal çalışan brülörler bu kayıpları azaltırlar. Ancak değişken kapasitede çalışan ve ara sıra durması gereken kazanlarda bekleme kayıpları bekleme süresi arttığı oranda yükselir. Ekonomizer burada doğal sirkülasyon havasına bir engel teşkil ettiği için bir baca gazı klapesi gibi etki ederek kazanın ortalama verimliliğini yükseltir. Dolayısıyla ortalama verim artışı, çalışma esnasındaki verim artışından daha fazla olur.

4Kazanların verimini arttırmanın yollarından biri olan oksijen trim cihazı kullanımı, yatırım bedelini yükselttiği gerekçesiyle nadiren kullanılmaktadır. Bu cihazlar baca gazındaki oksijen miktarını sürekli ölçerek yakıtın minimum havayla yakılmasını mümkün kılarlar ve bu şekilde yüksek bir verimle çalışmayı sağlarlar.' Bu cihazlar genellikle olmadığı için, hava fazlalık katsayısı, teorik olarak hesaplanan değerin üzerindedir. Bu da verimin düşmesine sebeb olur. Ekonomizer, baca gazı sıcaklığını düşürdüğü için, baca gazında gereksiz yere bulunan fazla hava da soğutularak dışarı atılır. Bu şekilde hava fazlalık katsayısının artışından kaynaklanan verim kaybı önemli miktarda telafi edilir.

5Bazı kazanlarda, çeşitli sebeblerle, brülör hem yakma kapasitesi hem de fan basıncı açısından büyük seçilmiş olabilmektedir. Bunun sonucu olarak yakma kapasitesi istenen düzeye düşürülememekte, hava fazlalık katsayısı da tasarım değerine indirilememektedir. Ekonomizer bu durumda yine baca gazı sıcaklığını düşürerek, yüksek sıcaklık ve yüksek hava fazlalığıyla oluşan kaybı kompanze eder. Bu da planlama aşamasında öngörülenin, çok üzerinde bir verim artışı sağlayabilmektedir.

6Düşük kapasitede brülörler genellikle tam kapasiteden daha yüksek hava fazlası ile çalışır. Ekonomizer, fazla havayı da soğutarak oluşan kaybı kısmen telafi eder.

7Birçok kazan dairesinde üretimin aksamaması için yedek kazan bulundurulmaktadır. Yedek kazan bazı tesislerde zaman zaman devreye sokulmakta, bazı tesislerde ise her iki kazan paralel çalıştırılmaktadır. Bir kazanın yedekte tutulduğu durumlarda ekonomizer sayesinde yedek kazan daha seyrek devreye girmektedir. Bu durumda brülörün süpürme devresi de aynı oranda azaldığı için kayıplar azalmaktadır.

8Mevcut kazanın yetersiz kalması durumunda, ? ilave kapasite ihtiyacı aşırı değil ise ilave kazan yatırımından ekonomizer sayesinde vazgeçilebilir veya ayni mantıkla yatırım aşamasında daha küçük brülör ve kazan seçerek yatırım tutarı minimize edilebilir.

BİR ÖRNEK: AStL ÇELİK

Asil ÇelikOrhangazi/BURSA tesislerinde bir adet 15 t/h su borulu kızgın buhar kazanı faaliyettedir. Kazanın doğal gaza dönüşümü yapıldıktan sonra yakıt tasarrufu amacıyla besi suyu ekonomizeri uygulaması planlanmıştır. Kazan, oransal besi suyu sistemine sahiptir. Tüm buhar, açık buhar olarak sarfedildiği için kondens dönüşü yoktur. Bu yüzden de blöf suyu debisi yüksektir (24 t/h ). Blöf suyu enerjisinin bir kısmını geri kazanabilmek için besi suyunu ön ısıtmaya tabi tutan bir eşanjör kullanılmaktadır.

1995 Yılı temmuz ayında montajı yapılıp devreye alınan ekonomizer, blöf suyu eşanjöründe ısınan suyun sıcaklığını tam kapasitede 42 C yükseltecek şekilde tasarlanmıştır. Ekonomizer, su borulu tip olup, ısı transfer yüzeylerini sıcak daldırma galvanizli, şerit sargılı çelik borular oluşturmaktadır.

Grafik l'de görülebileceği gibi, ekonomizersiz kazanın 8 günlük yakıt sarfiyat ortalaması 291,8 Sm3/ton buhar iken, ekonomizer devreye alındıktan sonra 4 günlük ortalama 93,2 Sm3/ton değerine inmiştir. Bu durumda birim yakıt sarfiyatında, % 68 oranında bir azalma olduğu ortaya çıkmaktadır. Oysa taahhüt edilen tasarruf oranı % 7 idi. Bu da planlananın 9,7 misli bir tasarruf anlamına gelmektedir. ASİL ÇELİK örneğinde saptanan aşırı tasarruf miktarları başka tesislerde de gözlenmektedir. NOT: Grafikte kullanılan veriler, ASİL ÇELİK yetkililerince mevcut sayaçlardan okunan ve bize iletilen değerlerden elde edilmiştir. ¦

Mak. Yük. Müh. Ahmet ŞİMŞİR

Geo Enerji