Stefan SCHULT / Saacke

Jens MEYER  / Saacke

Çeviren: Mert DİLŞEN / Saacke

1. Charité Hastanesi, Berlin, Almanya

 (Ekonomizer Kullanımı)

• Küçük ekonomizör-büyük kazanımlar

• Çabuk montaj

Bir buhar kazanının çıkışına ekonomizör monte etmek küçük ısıl ünitelerde bile tüm çabaya değecek kolay bir uğraştır. Pratikte tak çalıştır mantığındadır. Bu örnekte, ekonomizör %5 yakıt tasarrufu sağlamış, 3 gün içinde tamamen monte edilen ve kendini iki yılda amorti etmiştir. 

RudolfVirchow Hastanesi, Berlin'deki Charité Üniversite Hastanesi'nin 110 ha alana sahip merkez lokasyonundaki ısıl ihtiyacı olan birçok tesisten biridir. Bu CFM tarafından hastanenin koğuşları, salonlar ve yardımcı binaların buhar ve sıcak su ihtiyacını sağlayan bir iştiraktir.

Gereksiz tesis

Kazan dairesinde, birbirinden bağımsız çalışan ve değişik güç kapasitelerinde çalışan üç adet kazan mevcut, her kazan-brülör çifti ayrı çıkış kanalı üzerinden ayrı bacaya gitmektedir. Bu gereksiz durum hastane için ısıl koşulu garanti etmektedir. Bu sebepten dolayı üç kazan çok nadiren birlikte çalışmaktadır. Kazanlardan bir tanesi çoğu zaman çalışmaktadır, 8,000 saatlik bir çalışma demektir. Diğer iki brülör ise ısıtma periyodunda devreye girerler veya ana kazan tarafından sıcak duruşta tutulurlar.

Çıkış gazı sıcaklığı 250 °C

4 t/h gücü olan bu üç geçişli kazan 200 °C'de 13 bar buhar basıncında çalışmaktadır. Bu yanma sistemi % 2- 3.4 arasındaki O2 fazlalığıyla ve doğalgaz ile ateşlenmektedir.

Maksimum yanma gücü "sadece" 2.6MW olmasına rağmen, buradan çıkan sıcak hava ekonmizör olmadan 250°C gibi bir sıcaklığı barındırır ve bundan faydalanmak gerekir, çıkış seviyesine göre değişmektedir. Burada ciddi miktardaki enerji bacadan atılıp ziyan olmaktadır. 

Besi suyu ise sıcak su için uygundur, degazörden 200 °C iken direk olarak kazana beslenen 103 °C tasarruf etmek için önceliklidir. Tesisin çalışma profili tam yükteki çalışmanın orantılı olması ayrıca idealdir. 

Küçük, hafif ve çabuk montaj

Temiz atık gazın yardımı ile ekonomizör spiral finli tüpler şeklinde dizayn edilebilir, sonuç olarak kompakt ve verimli bir ünite elde edilir. 84 m2 gibi verimli bir ısıl yüzey alan gaz sıcaklığını 130 °C'ye düşüren ve kuru ağırlığı sadece 450 kg'dır.

Ekonomizör kazanın çıkışına montaja hazır olarak neredeyse hiç değişikliğe uğramadan kazanı çok kısa süreliğine devreden çıkararak devreye alma işlemi ile 3 gün gibi kısa bir sürede yapılır. 

Çalışma esnasında, ekonmizörden çıkan gaz sıcaklığı çiğlenme noktasına güvenli bir sıcaklıkta korunur. Verimli bir ekonomizörün ön şartı düşük kademeli çelikten faydalanmaktır.

İstisnalarla beraber tüp dönüşü direk olarak kazan çıkışına verilir ve gaz çıkışı ile baca hiç değiştirilmez. Kazanın çalıştırılması sırasında gaz kanalındaki bir by-pass ekonomizörün güvenli bir şekilde kondesin önüne geçebilir. 

Çalışma esnasında bu "küçük" ekonomizör kazan yüküne bağlı olarak kendini iki yıldan kısa sürede amorti edecek 147kW'a kadar bir çıkış gücüne ulaşabilir.

2. Lubrizol, Mumbai, Hindistan

(Brülörde Doğalgaza Geçmek)

• Doğalgaza dönüşüm

• Brülörün modülasyonu

• O2 kontrolü

• Hava fanı için frekans konvertörü

İki kademeli çalışan ağır yakıtlı brülör ciddi miktarda yakıtı ziyan eder. Bu örnek ne kadar eski bir tesisin gaz ateşleme sistemi ile modernize edilebileceğini göstermektedir. Bu değişim %8 üzerinde yakıt tasarrufu sağlamaktadır ve yanma daha iyi şekilde kademeli olarak çalıştırılmaktadır. 

Lubrizol Ltd. Hindistan pazarı için petrol ve katkıları üreticisidir, tesisleri Mumbai'dedir. Pek çok sayıda ürün yelpazesi demek çok farklı sıcaklık ve buhar ihtiyaçlarını gerektirir, 10 ve 12 t/h çift alev borulu kazanları mevcuttur. Ana yük ise 20 t/h'lik çift külhanlı kazan karşılanmaktadır.

İki kademeli ağır yakıt brülörü

Ağır yakıt yakan tüm kazanlarda çalışan brülörler ilk bakışta önemli bir modernizasyon potansiyeli bulunmaktadır.

Bunun yanında, işler karşılaştırılabilir bir enerji izleme programı ile başlar. Bir veri kaydedici 4 aydan fazla bir süre boyunca tüm kazanların yük değerlerini ve baca gazı sıcaklıklarını ve baca gazındaki oksijen miktarlarını kayıt altına aldı. 

Araştırma sonuçları sürpriz olmayacak bir biçimde yakıt verimliliğinin bazı durumlarda sadece %70 gibi düşük bir seviyede olduğunu göstermektedir.

Sebebi ise uzun duruş süreleri ve ilk ve en önemli sebebi ise ağır yakıt brülörleridir. 

Ağır yakıt brülörleri ateşleme süresince özel ihtiyaçlar gerektirdiğinden baca gazındaki O2 içeriği bazı durumlarda %8'lere kadar çıkabiliyor, bu sebeple küçük kazanlarda %14'e kadar kayıplar yaşanabiliyor. Ekonomizörün monte edildiği büyük olan kazan 180 °C'de çalışmaktadır.

Basınç püskürtmeli brülörlerde yanma sadece iki kademede gerçekleştirilebilir: kapalı veya tam yük. 

Bu sebepten en küçük kazan günde 30 devir yapıyor ve her başlangıçta 30kW/saatlik toplamda 900kW/h günlük kayba sebep oluyor.

Bu yüzden tesis modernizasyonun en önemli olabilecek temel taşı ana yakıtı doğal gaz olarak kullanılan çift yakıtlı modern brülörlerin montajıdır. Ağır yakıt modernizasyondan sonra da ek yakıt olarak kullanılabilir.

Sadece bu bile tek başına baca gazındaki havasında ve sıcaklığında önemli düşüşlere sebep olur, aynı zamanda ağır yakıt ve doğal gaz operasyonunda çok daha yüksek modülasyon oranlarıyla keskin düşüşler göstermektedir. 

O2 kontrolleri fan üzerinden hız ayarı ile yanmadaki baca gazı kayıplarını azaltmaktadır. 

Önemli düşüşler

Operatörün tecrübesizlikten yanma havasının miktarını ihtiyatlı bir seviyede tutmasına rağmen tesisin modernizasyon öncesi ve sonrası ölçümlerinin karşılaştırılması şaşırtıcı değildi. 

Burada daha fazla iyileştirmeler mümkündür. Toplamdaki baca gazındaki kayıplarındaki azalma %8'lik büyük bir tüketim. Buna ek olarak tesis modülasyon oranındaki önemli ölçüde geliştirildi.

CO2 emisyonlarına bakıldığında bu modernizasyon yakıtlarda göz önüne alındığında bunun emisyonlarında en azından %20'ye varan etkileyici bir düşüş gözlemlenecektir. 

Modernize edilmiş (alt)

Ekonomizör montaja hazır şekilde teslim edilmiştir. Direkt olarak kazan çıkışına monte edilmiştir, baca gazı ekonomizör altından çıkmaktadır. Hafif olmasından dolayı forklift yardımı ile taşınıp yerine oturtulabilir. 

Eski fakat verimli (üst)

Bu gaz brülörü 20 yıl önce devreye alınmasına rağmen ekonomizör ve düşük seviye hava lambdası yardımı ile hala iyi iş çıkarmaktadır.

Modernize edilmeden öndeki çıkış gazı sıcaklığı 217-246 °C

Modernize edildikten sonraki çıkış gazı sıcaklığı 125-135°C

%60 yükte Ekonomizör çıkışı 88kW

%100 yükte Ekonomizör çıkışı 147kW

Tam yükte çalıştığı saat 3,000 h/a

Toplam yatırım maliyeti 40,000 €

Tesisin çalışmadığı zaman Yok

Enerji tasarrufları 440MWh/yıl

Yüzdelik tasarruflar %5

Enerji maliyetlerindeki düşüş 20,500 €/yıl

Amorti zamanı 2 yıl

Charité CFM Facility 

Management GmbH

D.Selig, Teknik Müdür

AugustenburgerPlatz

13355 Berlin / Almanya

Detlef.selig@cfm-charite.de

Kapalı veya tam yükte (solda)

Bu ağır yakıt brülörü tek bir operasyon modu biliyor: çok susamış!

Yeni brülör (sağda)

Ayrıca fan da değişti; kazan ve ekonomizöre dokunulmadı.

Kayıplardaki azalma (allta)

Hava fazlası modernizasyon öncesine göre önemli düşüş içinde ve baca gazında da büyük bir düşüş var.

Yakıt değişimi

Ekonomizör çıkışındaki baca gazı sıcaklığındaki düşüş                                 180 °C'den 130°C

Ağır yakıta oranla doğalgazdaki fiyat avantajı                                               % 3.3 

O2 -/CO kontrolleri

Modernizasyon öncesi tam yükteki O2 içeriği ortalaması %2.2

Modernizasyon öncesi tam yükteki/düşük yükteki baca gazı kayıpları %10/14

Modernizasyon sonrası tam yükteki/düşük yükteki baca gazı kayıpları %5/10

Tasarruflar 374,000 €/yıl

Amorti zamanı <0.5 a

Hız kontrolü fan

Fan motorunun elektriksel çıkış gücü 2x25kW

Elektrik tasarrufları 224 MWh/yıl 29,000 €/yıl

Lubrizol Hindistan Pvt. Ltd.

M.S Patil, Manager (Energy)

Plant:9/3. Thane-Belapur Road, 

TurbheNaviMumbai – 400 705, Hindistan 

Ms.patil@lubrizol.com