Tesisat Dergisi 293. Sayı (Mayıs 2020)

T esisat / Mayıs 2020 67 tesisat.com.tr Pik Buhar İhtiyacının Belirlenmesi Bir örnek üzerinden devam edersek konunun anlaşılması daha kolay olacaktır. Örneğin saatlik buhar tüketimi bir pro- ses için üretici kataloğunda 100 kg/h olarak verilmiş olsun. Ancak uygulamada o prosesin bir saatlik süreç içerisinde 10 dakikada buhar alma işlemini bitirip, kalan 50 dakikalık zamanda, ürün alma/boşaltma, deterjan/kimyasal besleme, çalkalama, durulama, bekleme vb. birçok başka uygulama olabilir. Bir saatin sonunda proses 100 kg/h buhar tüketmiş olmakla birlikte gerçekte 100 kg buharı 10 dakikada prosese sokabilmek için anlık olarak 100 kg x 60 dk / 10 dk = 600 kg/h buhar beslemesi yapılacak şekilde buhar tesisatı çekil- meli ve buhar üreticisi kapasitesi belirlenmelidir. Eğer her bir proses buhar tesisatı, katalog verisi üzerinden dizayn edilirse uygulamada buhardan beklenen ısıtma süreci uzayacağı için proses süresi de uzayacak ve günlük üretim kapasitesi düşecektir. Basit bir yaklaşım ile proses anlık buhar tüketimi yukarı- daki örnekteki gibi 600 kg/h olan prosesten yine örnekleme üzerinden gidecek olursak 10 tane olan bir fabrikada 6.000 kg/h kapasiteli bir buhar üreticisi yatırımı yapmak da doğru olmayacaktır. Çünkü 10 tane prosesin kaç tanesinin 10 daki- kalık buhar alma sürecinin çakışacağının ön görülmesi gerek- lidir. Bu proseslerin buhar çekiş anlarının çakışma ihtimali senaryolarının da iyi hazırlanması gereklidir. Bu senaryolar hazırlanırken proseslerin ne kadar sürdüğü, buhar çekiş anlarının ne kadar sürdüğü ve proseslerin başında bulunan görevlilerin aynı anda kaç tanesinde işlem yaparak çakışmaya etkide bulunabileceği göz önüne alınmalıdır. Buhar tüketimindeki piklerin çok olduğu tesislerde bu değişkenliğe cevap verebilecek özelliklerde buhar üreticisi seçmek önem kazanmaktadır. Pik çekişler proseslerin özel- liğine göre birkaç dakika sürebileceği gibi 10-15 dakika da sürebilecektir. En fazla 10-15 dakika sürebilecek bir pik çekiş için büyük bir kazan yatırımı yapmak yüksek maliyetli olduğu gibi işletme sırasında kazanın ömrünün çoğu zamanında da kapasitesinin çok daha altında bir kapasite çalıştırmanın yaratacağı verimsizlik yüzünden işletme maliyeti de yüksek olacaktır. Bu noktada sektörde en çok tercih edilen skoç tipi buhar kazanları ve buhar jeneratörlerinin pik çekişlerdeki davranışlarına ve özelliklerine bakmakta fayda vardır. Kazan Tiplerinin Pik Çekişlerdeki Davranış Şekilleri Bilindiği üzere skoç tipi buhar kazanları stok buhar bulu- nan bir doma sahiptir. Aynı şekilde büyük gövdesi içerisinde daha fazla stok su da bulundurmaktadır. Buhar jeneratörleri ise skoç tipi buhar kazanlarına göre sadece 1/10’u kadar su stokuna sahipken buhar stoku da yok denecek kadar azdır. Örneğin 6 barg basıncında çalışacak olan 5 t/h kapasiteli skoç tipi bir buhar kazanında markadan markaya ve dizayna göre değişmekle birlikte yaklaşık olarak 8 m³ hacimde buhar stoklanırken 15 m³ hacimde de su stoku bulunduğunu kabul edelim. Aynı şartlarda gerçek su borulu bir buhar kazanı (buhar jeneratörü) içerisinde 0,3 m³ buhar stoku bulunurken, 1,5 m³ de su stoku bulunmaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta gaz fazındaki buharın özgül hacminin çok düşük olmasına bağlı olarak hacimsel değerlerin kütlesel değerlere çevrilince anlamını yitirmesidir. Şöyle ki; 6 barg basıncındaki buhar özgül hacim değeri 0,272 m³/kg’dır. Başka bir deyişle 6 barg basıncındaki 1 kg buhar 0,272 m³ hacim kaplar. Bu durumda örneğimizdeki 5 t/h kapasiteli buhar kazanının içerisinde stoklanan buhar miktarı 8 m³ / 0,272 m³/kg = 29,4 kg olacaktır. Yaklaşık 30 kg’lık bir buhar stoku ise 5 t/h kapasitesindeki bir buhar üreticisi için 30 kg / 5000 kg x 3600 saniye = 21,6 saniye yapacaktır. Yani olası bir pik çekiş durumunda skoç tipi bir buhar kazanındaki stoklanan buhar miktarı sadece 22 saniye kadar yeterli olacaktır. Pik buhar çekişi 22 saniyeden daha uzun süreceği için bu sefer de brülörün tam kapasite çalışıp skoç tipi kazan içerisindeki 15 m³ hacmindeki suyu ısıtması ve buharlaştırması gereklidir. Bu ise skoç tipi buhar kazanındaki pik çekişlerde görülen basınç düşmesinin uzun süre devam etmesi ve set basıncına ulaşılması için daha uzun zamana ihtiyaç duyması anlamına gelmektedir. Su borulu buhar kazanlarındaki (buhar jeneratörleri) durum da ise pik çekiş anında stoklanan buhar miktarı daha azdır ve aynı hesap yöntemi sonucunda stoklanan buhar miktarı pik çekişlerde 1 saniye bile yetmemektedir. Bu yüz- den örneğimizdeki rakamları baz alacak olursak; basınç düşmesi, skoç tipi kazanlara göre 21 saniye kadar daha önce başlayacaktır. Fakat yine örneğimizdeki rakamları baz alacak