Tesisat Dergisi 196. Sayı (Nisan 2012)

düşürmek termedinamiksel olarak imkansız­ dır. Gaz çıkış sıcaklığı evaporatör doyma sı­ caklığına ne kadar fazla yaklaşırsa evaparatör ısıl yüzeyi de aynı doğrultuda logaritmikolarak artar. Ayrıca ekonomizerdeki su tarafı sıcaklık ortalaması daha düşük olduğu için aynı ısıyı kazanabilmek için evaparatöre göre daha az ısıl yüzey gerekir. Duman gazı sıcaklığının evaparatör işletme sı­ caklığına yaklaşma derecesi literatürde Pinch Tamperatura olarak tanımlanmıştır. Dizayna ve işletme şartianna bağlı olmakla birlikte, brü– lörlü kazanlarda bu değer 20 ila 50°C arasında olabilirken, atık ısı kazanlarında 10 ila 25°C arasında değişir. Düşük Pinch Temperature yüksek verim sağlarken aynı zamanda da yük– sek yatırım maliyeti ve yüksek duman gazı di– renci anlamına gelir. Bu nedenle özellikle atık ısı kazanlarında tüm bu parametrelerle birlikte optimizasyon çalışmaları yapılarak sistem di– zayn edilir. Endüstriyel kazanlarda benzer olarak kul– lanılan bir başka ısı geri kazanım cihazı da hava ısıtıcıdır. Piyasada reküperatör olarak da adlandırılabilen bu cihazlar, aşağıda da be– lirtilecek olan nedenlerden dolayı endüstriyel uygulamalar için ekonomizerler kadar cazip değillerdir. Hava lsıtıcılar ile Ekonomizerlerin Karşılaştırılması Hava ısıtıcılar ekonomizerler kadar yaygın olmamakla birlikte özellikte pülverize kömür yakan güç kazanlarında yarımayı iyileştirmek için tercih edilirler. Bunun dışında endüstriyel uygulamalarda özellikle kızgın yağ kazanlarının yakma havasını ısıtmak için de kullanımları yaygındır. Ekonomizerlere göre dezavantajları şöyle özetlenebilir; • Gazdan havaya olan ısı transfer katsayısı gazdan suya olan ısı transfer katsayısından çok daha düşük olduğu için genellikle daha büyük ısıl yüzey gerektirirler. Bu nedenle ilk yatırım maliyetleri daha fazladır ve daha büyük yerleşim hacmine ihtiyaç duyarlar. • lsıl yüzeyleri fazla olduğu için gaz tarafı 94 Tesisat Dergisi Sayı 196- Nisan 2012 GasOuUet GuDown- Air ParaUel FkJw, Three Pass Şekil 3. Yakma havasıısliıcı düzenleome şekilleri [2] ve özellikle hava tarafında yüksek basınç kayıplarına neden olurlar. Ayrıca havanın oksijen yoğunluğu azaldığı için daha yüksek hacimsel debi gereksinimi doğar. Bunlar da brülör motor gücünün büyümesine neden olarak ilk yatırım ve işletme maliyetlerini arttırmaktadır. • Zayıf ısı transferinden dolayı yüksek duman gazı ve hava sıcaklıklarında özel boru mal– zemeleri gerekebilir. Bu da yatırım maliye– tini arttırır. • Yakma havası sıcaklığındaki ortalama her 1000C artış alev sıcaklığında yaklaşık 500C artışa neden olmaktadır. Bu durum NO, oluşumu arttırır. NO, türevleri ise nitrik asit yağmurları, istenmeyen ozon oluşumu ve partikül oluşumu gibi etkilerle insan sağlı­ ğını ciddi ölçüde tehdit etmektedir. • Hava ısıtıcılarda hava ve gaz tarafı ısı transfer katsayıları biri birilerine yakın ol– duğu için ekonomizerlerdeki gibi kanatlı yü– zeyler kullanarak kompaktlık sağlamak pek mümkün değildir. Ekonomizerlerin Tipleri ve Genel Yapıları Ekonomizerler duman borulu ve su borulu tiplerde üretilmekte olup, su borulu kons– trüksiyonlar daha yaygın kullanılmaktadır. Duman borulu ekonomizerlerde, duman gazı boru içinden akarken su ise boru dışında çok daha düşük bir hızla dolaşır. Bu nedenle ısı transfer katsayılan düşüktür. Dolayısıyla aynı kapasite için daha yüksek ısı transfer yüze– yi gerekir. Kapladıklan hacim fazladır, buna bağlı olarak yatınm maliyetleri de yüksektir. Su hacimleri çok fazla olduğu için özellikle çok fazla duruşa geçen sistemlerde ısı kay– bına neden olurlar. GasUpflowand Oownllow A.ir Counterllow, Slng!e Pa61 Şekil4. Bir güç kazanı için dizayn edilmiş su borulu ekonomizer [6] Soğuk kalkıştan rejime girene kadar belirli bir süre geçer, bu süre su borulu konstrüksiyon– lara göre çok daha fazla olduğu için boru ci– darlarındaki yoğuşma süresi de daha fazladır. Buna bağlı olarak da boru delinmeleri daha er– ken oluşur. Buna rağmen günümüzde özellikle kömür ve benzeri kurum potansiyeli yüksek yakıtlarda kısmen tercih edilmektedirler. Bu çalışmada üstünlükleri nedeniyle su borulu ekonomizerler incelenecektir. Su borulu ekonomizerlerde ısınan su boru için– den ısıtan gaz ise boru dışından akar. Boru içe– risindeki su hızı geçiş sayısı arttırılarak yüksek tutulabilir, böylece iyi bir ısı transfer katsayısı elde edilebilir. Sonuç olarak oldukça kompakt ve düşük mali– yetli bir dizayn yapılmış olur. Gaz tarafında da geçiş sayısı arttınlarak istenen ısı transfer yü– zeyi elde edilebilir. Şekil4'te gaz tarafı tek ge– çişli bir su borulu ekonomizer görülmektedir. Isıtma yüzeyleri için kullanılacak olan borular 1" ile 2" arasındaki çaplarda, dikişli veya dikişsiz olarak seçilebilir. Önemli olan uygulama şart­ larına göre doğru malzemenin kullanılmasıdır. Boru dizilimi kare veya saptırmalı olabilir.