Günümüzde kazan sistemlerinin ayrılmaz bir parçası olan ekonomizerler, klasik sistemde imal edilen, normal üç geçişli kazanlardaki duman gazı sıcaklığından istifade ederek kazana giren besi suyu sıcaklığını artırarak yakıttan tasarruf edilmekte, kazan veriminin artmasına neden olmaktadır. Duman gazı sıcaklığı kazan işletme sıcaklığının (50oC- 60oC) fazlası olur. Bu değerde  yaklaşık 220oC- 240oC civarındadır. (Buhar kazanlarında)

 

Baca gazındaki ısının, belirli bir değere kadar soğutulup geri kazanılmadan dışarı atılması hem çevreye zararlıdır hemde günümüz şartlarında büyük bir kayıptır.

 

Ekonomizerler de baca gazı sıcaklığının kuru işletme şartlarına düşürülmesi halinde %4-6  mertebesinde verim artışı mümkündür. Doğal gaz yakılması neticesinde duman gazlarında fazla miktarda su buharı bulunduğundan duman gazında 130oC’in altında yoğuşma meydana gelir, bunun için sıcaklığın 130oC altına düşürülmemesi gerekir.

 

Baca gazı sıcaklığının her 20oC düşmesi kazan veriminin %1 artmasına sebep olur. Kazan arkasına tesis edilen Ekonomizerin yalnızca baca gazı giriş/ çıkış sıcaklıklarına bakarak aradaki farktan sıcaklık düşmesinden yüzde kaç verim artışı sağlandığı anında tespit edilebilir.

 

Bu pratik değerin bilinmesi, tesis edilen ekonomizerin kurucusunun siparişte belirtilen verim artışını sağlayıp sağlamadığı kontrolü yapılabilir.

 

Zira ülkemizde maalesef pek çok firmanın kurduğu ekonomizerde beyan edilen ve beklenen verim artışını sağlamamakta alıcı yanıltılmaktadır. Ekonomizer yatırımının geri ödeme süresi sistemin kapasitesine, çalışma süresine, kullanım amacına göre 4-6 ay gibi kısa bir zamanda amorti etmektedir.

 

Isı transferinde duman gazı tarafındaki film katsayısı düşük olduğundan, transfer yüzeyini kanatçıklarla artırma yönüne gidilmiştir. Aynı ısı transferi düz boru ile sağlamak için kanatcıklı boru boyunun 5-6 misli boyda düz boru kullanmak gerekir. Bu sebepten ekonomizer ebadı çok büyümüş olur, tesiste fazla yer kaplamasına ve kullanım hacminin büyümesine, maliyet artışına neden olur.

 

Wenta Ekonomizerlerde bu düşünülerek doğal gaz gibi dumanında toz bulunmayan yerlerde ithal Alman malı çelik spiral kanatçıklı çelik boru kullanılarak ekonomizer imalatı yapılmaktadır.

 

Ayrıca duman gazı baypas kanalı Wenta Ekonomizerlerde kendi bünyesinde olduğundan ve sızdırmaz klape düzeni sayesinde çok kolay kumanda edilen yataklama düzeni ile duma gazına yön verilmektedir.

Bilindiği gibi boru yüzeylerinde yoğuşma olmaması gerekir.Bunun için besi suyu sıcaklıkları ekonomizer girişinde belirli değerlerin altına inmemelidir.Aynı şekilde baca gazı sıcaklıklarıda belirli değerlerin altına düşmemelidir. Böyle durumlarda klape açılarak duman gazlarının ekonomizeri baypas etmesi sağlanır.Kazanın ve ekonomizerin ilk devreye girişinden rejime geçinceye kadar duman gazları by-pass edilmelidir.

 

Elle kumandalı klapelerde bu kazan işletmecisi tarafından yapılır. Ayrıca duman gazı sıcaklığını kontrol eden sıcaklık hissedici elemanlar ve bunların kumandası ile çalışan otomatik klape moturu ile de bu klape sıcaklık kontrollü olarak otomatik olarak da çalışabilir.

 

Ekonomizer seçiminde kazan ısıl kapasitesi esas alınır. Baca sıcaklığının 240oC’den 130oC’ye düşürülmesi yani 110oC soğutulması, kazan besi suyu sıcaklığının yaklaşık 33,8oC artmasına sebep olur, bu da kazan veriminin %4,5 artması demektir. Ancak bu rakamlar çok iyi tasarlanmış modern kazanlar için geçerlidir. Yüksek baca sıcaklıkları ile çalışan kazanlarda ekonomizerle sağlanan verim artışı çok daha fazladır ve %10 mertebelerine ulaşabilir.

 

Örnek: 6 t/h, 10 bar İşletme basıncında yüksek basınçlı buhar kazanı hesabı;

  

Ekonomizer Teknik Değerler

Doğalgaz Alt Isıl Değer : 8.250 kcal/Nm3

Kazan Isıl Kapasite : 3.360.000 kcal/h

Kazan Buhar Kapasitesi : 6.000 kg/h

Kazan Verimi : % 90

Yakıt Miktarı :  452,53  Nm3/h

Duman Gazı Miktarı : 5430,30 Nm3/h

Duman Gazı Giriş Sıcaklığı : 240oC

Duman Gazı Çıkış Sıcaklığı : 130oC

Duman Gazı Sıcaklık Farkımız : 110oC

Ekonomizer Su Giriş Sıcaklığı : 102oC

Ekonomizer Su Çıkış Sıcaklığı : 135,85 oC

Ekonomizer Sıcaklık Artışı : 33,85oC

Ekonomizer Logaritmik Sıcaklık : 57,97oC

Ekonomizer Isıtma Yüzeyi : 140,14 m2

Ekonomizer Kapasitesi : 203095 kcal/h

Özgül Duman Gazı Miktarı : 12 Nm3/Kg

Isınma Isısı Cp : 0,34 Kcal/Nm3oC

Isı İletim Katsayısı : 25 Kcal/m2hoC

 

Wenta Ekonomizer Tasarruf Hesabı 

140 m2 Isıtma Yüzeyli Ekonomizer 6 t/h, 10 bar İşletme basıncında buhar kazanı sistemi bulunan bir firmanın baca gazından elde edeceği tasarruf miktarı aşağıdaki hesaplarla ifade edilmiştir.

Kullanılan Formüller:

Sıcaklık farkı (tm=(t2-t3) 

(tm=( 240- 130)  = 110 oC       

Formül Tanımları ve Değerleri

Q: kcal/h (ekonomizerde kazanılan ısı miktarı)

B: Nm3/h kullanılan yakıt miktarı

Cp: kcal/Nm3oC ısınma ısısı

Vg: Nm3/Kg özgül duman gazı miktarı

Δtm: oC (sıcaklık farkı)

Q = B*Vg*Dt*Cp

Q= 452,53*12*110*0,34 = 203095 kcal/h ekonomizer geri kazanım

Kazanılan Isının Getirdiği Yakıt Tasarruf Miktarı:

203095  kcal/h’lik ısının elde edilmesi için kazanda yakılması gereken yakıt miktarı hesabı aşağıdaki gibidir.

Kullanılan Formüller:

B=Q/(Hu*ηk)

 

Formül Tanımları:

Q: kcal/h (kazanılan ısı miktarı)

B: Nm3/h (saatte tasarruf edilen yakıt miktarı)

Hu : kcal/Nm3 (yakıtın alt ısıl değeri)

ηk : Verim

Formül değerleri:

Q: 203095 kcal/h

ηk : %90 (alttaki yakıtlar için ortak değer)

Hu: 8250 Kcal/Nm3 (dogalgaz ve LNG için)

 

Hesaplamalar:

1 saatlik yakıt tasarrufu doğalgaz  için;

B= Q/(Hu*hk) = 203095/ (8250*0.90) = 27,35 Nm3/h doğalgaz tasarruf söz konusudur.

Ekonomizerli sistemde yıllık yakıt tasarrufu

27,35 Nm3/h*16h/Gün*300 Gün = 131.280 Nm3/Yıl

Ekonomizerdeki yıllık yakıt tasarrufu TL

Yakıt Birim Fiyatı = 0,5059 TL/Nm3

131.280 Nm3/Yıl* 0,5059 = 66.414 TL/Yıl