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 (50-60ºC)  fazlası olur. Bu değerde  yaklaşık 220-240ºC civarındadır. (Buhar kazanlarında)

 

Baca gazındaki ısının, belirli bir değere kadar soğutulup geri kazanılmadan dışarı atılması hem çevreye zararlıdır hem de 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 kontrolu 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 kanatcıklarla 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 duman 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 sıcaklıkları da 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 motoru 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, buda 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 için hesap yapalım;

 

Ekonomizer Teknik Değerler

Doğalgaz Alt Isıl Değeri : 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 : 135,85ºC

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/Nm³ ºC

Isı İletim Katsayısı : 25 Kcal/m²hºC

 

Wenta Ekonomizer Tasarruf Hesabı 

 140 m² Isıtma Yüzeyli Ekonomizer

6 t/h, 10 bar işletme 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)  = 110ºC       

 

Formül Tanımları ve Değerleri

Q:  kcal/h (ekonomizerde kazanılan ısı miktarı)

B:  Nm³/h kullanılan yakıt miktarı

Cp: kcal/Nm³C ısınma ısısı

Vg: Nm³/Kg özgül duman gazı miktarı

Dtm: °C  (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*hk)

Formül Tanımları

Q: kcal/h (kazanılan ısı miktarı)

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

Hu: kcal/Nm³ (yakıtın alt ısıl değeri)

hk : verim

 

Formül Değerleri

Q: 203095 kcal/h

hk : %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 = 0,5625 TL/Nm³

131.280 Nm³/yıl* 0,5625 = 73.845 TL/yıl