MAKALE

Dr. Süleyman Tucer
SELNİKEL AŞ – Yönetim Kurulu Murahhas Üyesi
e-posta: suleyman@selnikel.com.tr

ÖZET
Alev–duman borulu buhar kazanlarında su–buhar ara yüzeyinde gerçekleşen yüzeysel buharlaşma hızı, buhar kalitesi ve su sürüklenmesi riskinin belirlenmesinde kritik bir parametredir. Bu çalışmada, yüzeysel buharlaşma hızının basınçla ilişkisini veren sınır bağıntısı kullanılarak farklı kapasite ve işletme basınçları için gerekli minimum buharlaşma yüzey alanları hesaplanmıştır. Örnek olarak 25 ton/saat kapasiteli bir kazan için asgari su seviyesindeki yüzey alanı 22.6 m² alınmış ve gerçek yüzeysel buharlaşma hızı belirlenmiştir. Kapasite–basınç–alan ilişkisi Tablo 1’de sunulmuş, güvenli işletme bölgeleri ise grafiksel olarak değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Alev–duman borulu buhar kazanı, Yüzeysel buhar salınım hızı, Asgari su seviyesi, Su sürüklenmesi, Buhar kapanı, Buhar akümülatörü.
 

ABSTRACT
In fire-tube boilers, the surface steam release rate at the water–steam interface is a key parameter for assessing steam quality and the risk of steam carry-over. In this study, a pressure-dependent upper limit correlation is used to determine the minimum required evaporation surface areas for different boiler capacities and operating pressures. As a case study, a 25 t/h boiler with an evaporation surface area of 22.6 m² at the minimum water level is evaluated, and the actual surface steam release rate is calculated. The capacity–pressure–surface area relationship is presented in Table 1, while safe operating regions are assessed through graphical analysis.
Keywords: fire-tube boiler, Surface steam release rate, Minimum water level, Steam carry-over, Steam trap, Steam accumulator.

1. GİRİŞ
Alev–duman borulu buhar kazanlarında buhar üretimi, asgari su seviyesi olarak tanımlanan güvenli işletme seviyesinin hemen üzerindeki su–buhar ara yüzeyinde gerçekleşir. Bu seviye, buharlaşma yüzeyi hesabında esas alınması gereken gerçek fiziksel ayrışma yüzeyini oluşturur. Yüzeysel buhar salınım hızı, bu yüzeyden birim alanda ve birim zamanda ayrılan buhar kütlesini ifade eder.
Yüzeysel buhar salınım hızının aşırı yükselmesi durumunda faz ayrışması zorlaşır; su damlacıkları buhar fazına karışabilir. Bu olgu su sürüklenmesi (carry-over / priming) olarak adlandırılır. Islak buharın ısı transfer katsayısını düşürdüğü, proses sürelerini uzattığı ve enerji verimliliğini azalttığı literatürde ayrıntılı olarak ortaya konmuştur [1,2]. Ayrıca su sürüklenmesi, kazan suyunda askıda bulunan safsızlıkların tesisata taşınmasına neden olarak boru hatları, kontrol vanaları ve proses ekipmanları üzerinde olumsuz etkilere yol açar [1].
Bu çalışma, yüzeysel buhar salınım hızının kapasite ve basınca bağlı değişimini incelemekte; güvenli işletme sınırlarının belirlenmesine yönelik mühendislik temelli bir değerlendirme sunmaktadır.

Devamını dergide okuyabilirsiniz