Kazan Donanımları ve Aksesuarları

İsim plakaları ve emniyet vanalarından gösterge camlarına ve seviye kontrollerine kadar kazan için gerekli donanımlar, aksesuarlar ve kontroller hakkında genel bir bakış.

Kazan isim plakası

19. yüzyılın ikinci yarısında buhar kazanlarının patlamaları yaygındı. Bunun bir sonucu olarak, buhar kazanlarını bağımsız incelemeye tabi tutarak patlama sayısını azaltma amacıyla Manchester’da bir şirket kuruldu. Bu şirket, aslında bugünün Güvenlik Federasyonu’nun (SAFed) başlangıcıydı; İngiltere’de kazan kontrolleri ve donanımları için onayı gereken kurum.

Nispeten kısa bir süre sonra, incelenen 11 000 kazandan sadece sekizi patladı. Bu, şemalar tarafından incelenmeyen kazanlarda 260 buhar kazanı patlamasıyla karşılaştırıldı. Bu başarı, bir kazan isim plakası şartını içeren Kazan Patlamaları Yasası’na (1882) yol açtı. Bir kazan isim plakası örneği Şekil 3.7.1’de gösterilmektedir.

Seri numarası ve model numarası, kazanı benzersiz bir şekilde tanımlar ve üreticiden yedek parça sipariş edilirken ve ana kazan günlük kitabında kullanılır.

Bir kazan için verilen çıkış rakamı, bu Bloktaki önceki Modüllerde tartışıldığı gibi birkaç şekilde ifade edilebilir.

Emniyet vanaları Önemli bir kazan donanımı emniyet vanasıdır. İşlevi, kazan kabuğunu aşırı basınç ve sonraki patlamadan korumaktır. İngiltere’de:

Avrupa’da, buhar kazanları için emniyet vanalarının uygunluğuna ilişkin konular EN 12953 Avrupa standardı tarafından yönetilmektedir. ABD’de ve dünyanın bazı diğer bölgelerinde bu tür konular ASME standartları kapsamındadır. Buhar kazanı tesisine birçok farklı tipte emniyet vanası takılır, ancak genellikle aşağıdakı kriterlerin tümünü karşılamalıdırlar:

• Emniyet vanasının (vanalarının) toplam deşarj kapasitesi, kazanın ‘100°C’de ve basınçta’ kapasitesine en az eşit olmalıdır. Emniyet vanasını boyutlandırmak için ‘100°C’de ve basınçta’ buharlaşma kullanılırsa, emniyet vanası kapasitesi her zaman gerçek maksimum buharlaşma kazan kapasitesinden yüksek olacaktır.
• Emniyet vanasının (vanalarının) tam nominal deşarj kapasitesi, kazan tasarım basıncının %110’u içinde gerçekleştirilmelidir.
• Kazana bağlı bir emniyet vanasının minimum giriş çapı 20 mm olmalıdır.
• Emniyet vanasının maksimum ayar basıncı, kazanın tasarım (veya izin verilen maksimum çalışma basıncı) basıncı olmalıdır.
• Kazanın normal çalışma basıncı ile emniyet vanasının ayar basıncı arasında yeterli bir marj olmalıdır.

Emniyet vanası düzenlemeleri (İngiltere)

Bir kazana, kazanın nominal çıkışı boyutlandırılmış en az bir emniyet vanası takılmalıdır - Ayrıntılar için EN 12953’e bakınız. Emniyet vanasından deşarj boru hattı, kondens birikmesini önlemek için tabanında tahliye edilmeli ve engelsiz olmalıdır. Deşarj boru hattının olabildiğince kısa ve minimum sayıda dirsek ile tutulmasını sağlamak iyi bir uygulamadır; böylece vana üreticisi tarafından belirtilen izin verilen arka basıncı aşılmaz. Deşarj boru hattının iç çapının emniyet vanası çıkış bağlantısının iç çapından daha büyük olması oldukça normaldir, ancak hiçbir koşulda daha az olmamalıdır.

Kazan durdurma vanaları

Bir buhar kazanına, buhar kazanını ve basıncını prosesten veya tesisten ayıran bir durdurma vanası (aynı zamanda taç vanası olarak da bilinir) takılmalıdır. Genellikle vidalı tip açısal küresel vanadır. Şekil 3.7.3 bu tipik durdurma vanasını göstermektedir. Geçmişte, bu vanalar genellikle dökme demirden üretilmiştir ve çelik ile bronz daha yüksek basınç uygulamaları için kullanılmıştır. İngiltere’de BS 2790 (nihayetinde EN 12953 ile değiştirilecek), dökme demir vanaların buhar kazanlarında bu uygulama için artık izin verilmediğini belirtir. Küresel veya sferoidal grafit (SG) demir, gri dökme demir ile karıştırılmamalıdır çünkü mekanik özellikleri çeliğinkine yakındır. Bu nedenle birçok kazan üreticisi SG demir vanaları standart olarak kullanır. Durdurma vanası bir boğma vanası olarak tasarlanmamıştır ve tamamen açık veya kapalı olmalıdır. Alt tarafta ani basınç artışını ve ilişkili su darbesini önlemek ve kazan basıncındaki düşüşü ve olası primerlemeyi sınırlamaya yardımcı olmak için her zaman yavaşça açılmalıdır. İngiltere düzenlemelerine uymak için vana, ‘yükselen el çarkı’ tipinde olmalıdır. Bu, kazan operatörünün zemin seviyesinden bile vana konumunu kolayca görmesini sağlar. Gösterilen vana, bunu operatör için daha da kolaylaştıran bir gösterge ile donatılmıştır. Çoklu kazan uygulamalarında, taç vanasıyla seri olarak ek bir izolasyon vanası takılmalıdır. Bu vanalardan en az biri kapalı konumda kilitlenebilir olmalıdır. Ek vana genellikle, bir kazanın diğerini basınç altına almasını önleyen vidalı, geri dönüşsüz tip bir küresel vanadır. Alternatif olarak, bir vidalı vana kullanmak mümkündür; taç vanası ve kendisinin flanşları arasında bir disk çek valf sıkıştırılmıştır.

Besleme suyu çek valfleri

Besleme suyu çek valfi (Şekil 3.7.4 ve 3.7.5’te gösterildiği gibi) besleme pompası ile kazan arasındaki besleme suyu hattına takılır. Kazan kabuğuna bir besleme durdurma vanası takılır. Çek vana, kazanda basınç olmadığında yükseltilmiş besleme deposundaki suyun yüksekliğine eşdeğer bir yay içerir. Bu, kazanın kazan besleme deposundan gelen statik yük tarafından su basmasını önler. Normal buharlaşma koşullarında çek vana, besleme pompası çalışmadığında kazandan gelen geri akışın besleme hattına girmesini durdurmak için geleneksel şekilde çalışır. Besleme pompası çalıştığında, basıncı yayı aşarak normal şekilde kazanı besler. İyi bir conta gerekmesi ve söz konusu sıcaklıkların nispeten düşük olması (genellikle 100°C’den az) nedeniyle, EPDM (Etilen Propilen) yumuşak oturaklı bir çek vana genellikle en iyi seçenektir.

Kazan suyu kalite kontrolü

Su kalitesinin korunması, bir buhar kazanının güvenli ve verimli çalışması için esastır. Çeşitli parametrelerin ölçümü ve kontrolü, bir dizi yönetmelik tarafından da kapsanan karmaşık bir konudur. Bu nedenle bu Blokta daha sonra ayrıntılı olarak ele alınmaktadır. Sonraki birkaç Bölümün amacı, sadece bir kazan üzerinde görülecek donanımları belirlemektir.

TDS kontrolü

Bu, kazan suyundaki Çözünmüş Toplam Katı Madde (TDS) miktarını kontrol eder ve bazen ‘sürekli üfleme’ olarak da adlandırılır. Kazan bağlantısı tipik olarak DN15 veya DN20’dir. Sistem manuel veya otomatik olabilir. Hangi sistem kullanılırsa kullanılsın, bir kazan suyu numunesindeki TDS bir set noktası ile karşılaştırılır; TDS seviyesi çok yüksekse, çok daha düşük TDS seviyesine sahip besleme suyu ile değiştirilmek üzere bir miktar kazan suyu tahliye edilir. Bunun etkisi, kazandaki suyu seyreltmek ve TDS seviyesini düşürmektir. Manuel kontrollü bir TDS sisteminde, her vardiya için kazan suyu numunesi alınacaktır. Tipik bir otomatik TDS kontrol sistemi Şekil 3.7.6’da gösterilmektedir.

Dip üfleme

Bu, çamuru veya tortuyu kazanın dibinden atar. Kontrol, genellikle DN25 ila DN50 boyutunda anahtarla çalıştırılan büyük bir vanadır. Bu vana normalde her vardiyada yaklaşık 5 saniye süreyle açılabilir. Şekil 3.7.7, anahtarla çalıştırılan manuel bir dip üfleme vanasını gösterirken, Şekil 3.7.8 otomatik bir dip üfleme vanasını ve bir üfleme sistemdeki tipik konumunu göstermektedir.

Basınç göstergesi

Tüm kazanlara en az bir basınç göstergesi takılmalıdır. Olağan tip, EN 12953’e göre yapılmış basit bir basınç göstergesidir. Kadran en az 150 mm çapında olmalı ve Bourdon tüp tipinde olmalıdır; normal çalışma basıncını ve izin verilen maksimum çalışma basıncını / tasarım basıncını gösterecek şekilde işaretlenmelidir. Basınç göstergeleri, kazanın buhar alanına bağlanır ve genellikle yoğuşmuş buharla dolan ve kadran mekanizmasını yüksek sıcaklıklardan koruyan halka tipi sifon tüpüne sahiptir. Basınç göstergeleri, üfleme kapları gibi diğer basınçlı kaplara da takılabilir ve genellikle Şekil 3.7.9’da gösterildiği gibi daha küçük kadranlara sahip olacaktır.

Gösterge camları ve donanımları

Tüm buhar kazanlarına en az bir su seviyesi göstergesi takılmalıdır, ancak 100 kW veya üzeri kapasiteye sahip olanlara iki gösterge takılmalıdır. Göstergeler genellikle EN 12953’e uygun gösterge camları olarak adlandırılır. Gösterge camı, kazanın çalışma koşullarından bağımsız olarak kazandaki suyun mevcut seviyesini gösterir. Gösterge camları, en düşük okumalarının aşırı ısınmanın meydana gelecek noktanın 50 mm üzerinde su seviyesini gösterecek şekilde kurulmalıdır. Ayrıca etraflarına bir koruyucu takılmalıdır, ancak bu su seviyesinin görünür olmasını engellememelidir. Şekil 3.7.10 tipik bir gösterge camını gösterir. Gösterge camları, kazan suyundaki kimyasallardan korozyon ve özellikle buhar ucunda üfleme sırasında erozyon gibi bir dizi kaynaktan kaynaklanan hasara eğilimlidir. Korozyon veya erozyon belirtisi, yeni bir cam gerektiğini gösterir. Gösterge camı buhar bağlantısı test edilirken su musluğu kapatılmalıdır. Gösterge camı su bağlantıları test edilirken buhar musluğu borusu kapatılmalıdır. Bir gösterge camını test etmek için aşağıdaki prosedür izlenmelidir:

1. Su musluğunu kapatın ve tahliye musluğunu yaklaşık 5 saniye açık tutun.
2. Tahliye musluğunu kapatın ve su musluğunu açın. Su nispeten hızlı bir şekilde normal çalışma seviyesine dönmelidir. Bu gerçekleşmezse, su musluğundaki bir tıkanıklık neden olabilir ve mümkün olan en kısa sürede düzeltici önlem alınmalıdır.
3. Buhar musluğunu kapatın ve tahliye musluğunu yaklaşık 5 saniye açık tutun.
4. Tahliye musluğunu kapatın ve buhar musluğunu açın. Su nispeten hızlı bir şekilde normal çalışma seviyesine dönmezse, buhar musluğunda bir tıkanıklık olabilir. Düzeltici önlem mümkün olan en kısa sürede alınmalıdır. Yetkili bakımcı, su göstergelerini günde en az bir kez sistematik olarak test etmeli ve cam kırılması durumunda yanıklara karşı bir koruma olarak yüz ve eller için uygun koruma sağlanmalıdır. Not: Tüm gösterge camı musluk kolları çalışma konumundayken aşağıya doğru işaret etmelidir.

Gösterge camı koruyucuları

Gösterge camı koruyucusu temiz tutulmalıdır. Koruyucu yerinde temizlenirken veya temizlik için çıkarılırken, gösterge geçici olarak kapatılmalıdır. Göstergeden önce yeterli su seviyesi olduğundan emin olun ve gösterge camına dokunmamaya veya çarpmamaya dikkat edin. Temizlikten sonra ve koruyucu geri takıldığında, gösterge test edilmeli ve musluklar doğru konuma ayarlanmalıdır.

Bakım

Gösterge camı her yıllık muayenede kapsamlı bir şekilde gözden geçirilmelidir. Bakım eksikliği, contaların sertleşmesine ve muslukların sıkışmasına neden olabilir. Bir musluk kolu bükülür veya şekil değiştirirse, musluğun tamamen açık olduğundan emin olmak için özel dikkat gerekir. Hasarlı bir donanım hemen yenilenmeli veya onarılmalıdır. Gösterge camları su koşulları nedeniyle genellikle renk değiştirir; ayrıca erozyon nedeniyle incelir ve aşınır. Bu nedenle camlar düzenli aralıklarla yenilenmelidir. Kazan dairesinde her zaman yedek camlar ve konik conta stoğu bulunmalıdır. Unutmayın:

• Buhar geçitleri tıkanırsa, gösterge camında yanlış yüksek su seviyesi verilebilir. Gösterge test edildikten sonra yanlış yüksek su seviyesi hala gösterilebilir.
• Su geçitleri tıkanırsa, camda yoğuşan buhar nedeniyle yapay olarak yüksek bir su seviyesi gözlemlenebilir. Testten sonra, kazandaki su seviyesi üst bağlantının üstünde olmadığı sürece cam boş kalma eğiliminde olacaktır; bu durumda su bu bağlantıdan cama akabilir.
• Gösterge camı seviyelerine son derece saygı gösterilmelidir, çünkü bunlar kazan içindeki su seviyesi koşullarının tek görsel göstergesidir. Anormal algılanan herhangi bir su seviyesi, gözlemlenir gözlenmez araştırılmalı ve gerekirse kazan brülörünü kapatmak için derhal harekete geçilmelidir.

Su seviyesi kontrolleri

Buhar kazanında doğru su seviyesinin korunması, güvenli ve verimli çalışması için esastır. Su seviyesini algılama yöntemleri ve ardından gelen su seviyesi kontrolü, bir dizi yönetmelik tarafından kapsanan karmaşık bir konudur. Sonraki birkaç Bölüm kısa bir genel bakış sağlayacak ve konu daha sonra çok daha ayrıntılı tartışılacaktır.

Harici seviye kontrol odacıkları

Seviye kontrol odacıkları, Şekil 3.7.11’de gösterildiği gibi, seviye kontrolleri veya alarmların montajı için kazanlara harici olarak takılır. Seviye kontrol veya alarmların işlevi, sıralı tahliye vanaları kullanılarak günlük olarak kontrol edilir. El çarkı tamamen sola döndürüldüğünde vana ‘normal çalışma’ konumundadır ve bir arka oturma tahliye bağlantısını kapatır. El çarkı kadranı Şekil 3.7.12’dekine benzer görünebilir. Bazı el çarklarında kadran yoktur, ancak doğru çalışma için bir mekanizmaya güvenir.

Aşağıdaki, kazan basınç altındayken ve brülör ateşleme halindeyken kontrolleri test etmek için kullanılabilecek tipik bir prosedürdür:

• El çarkını yavaşça saat yönünde çevirin ve gösterge ibresi ilk ‘duraklama’ konumuna gelene kadar çevirin. Şamandıra odacığı bağlantısı perdelenir, tahliye bağlantısı açılır ve su bağlantısı üflenir.
• 5 ila 8 saniye bekleyin.
• El çarkını daha ileri saat yönünde tam stroka doğru hareket ettirin. Su bağlantısı kapatılır, tahliye vanası açık kalır ve şamandıra odacığı ile buhar bağlantıları üflenir. Kazan kontrolleri, kazandaki düşürülmüş su seviyesi için çalışması gerektiği gibi çalışmalıdır yani pompa çalışır ve/veya sesli alarm çalar ve brülör kesilir. Alternatif olarak, seviye kontrol odacığı ikinci veya ekstra düşük su alarmı ile donatılmışsa, kazan kilitlenmelidir.
• 5 ila 8 saniye bekleyin.
• El çarkını ‘normal çalışma’ konumunda arka oturmasına karşı tamamen sola döndürün.
• Sıralı tahliye vanaları bir dizi farklı üretici tarafından sağlanmaktadır. Her biri çalışma prosedüründe farklılık gösterebilir. Bu işlemle ilgili üretici talimatlarına uyulması zorunludur.

Dahili montajlı seviye kontrolleri

Sensörlerin (veya probların) kazan kabuğuna (veya buhar tamburuna) yerleştirildiği seviye kontrol sistemleri de mevcuttur. Bunlar, harici olarak takılanlardan daha yüksek güvenlik derecesi sağlar. Seviye alarm sistemleri ayrıca sistem bütünlüğünde kendi kendine kontrol işlevi de sağlayabilir. Dahili olarak monte edildikleri için, harici odacıkların üflenmesi için gereken prosedürlere tabi değildirler. Sistem çalışması, ‘1. düşük’ konuma buharlaşma testi, ardından ‘2. düşük’ konuma üflenmesiyle test edilir. Sensör etrafındaki su hareketini engellemek için koruma tüpleri takılır.

Hava tahliye valfleri ve vakum kırıcılar

Bir kazan soğuktan çalıştırıldığında, buhar alanı havayla doludur. Bu havanın ısı değeri yoktur ve ısı transfer yüzeylerini örtme etkisi nedeniyle buhar tesisinin performansını olumsuz etkileyecektir. Hava, yeterince uzaklaştırılmazsa kondens sisteminde de korozyona neden olabilir. Buhar alanından, basit bir musluk kullanılarak hava tahliye edilebilir; normalde basınç göstergesinde yaklaşık 0,5 bar basınç görülene kadar açık bırakılır. Musluğun alternatifi, yalnızca kazan operatörünü manuel hava tahliye görevinden kurtarmakla kalmayıp (ve böylece gerçekten yapıldığından emin olan) aynı zamanda çok daha hassas olan ve kazanda birikebilecek gazları tahliye eden dengeli basınçlı bir hava tahliye vanasıdır. Tipik hava tahliye valfleri Şekil 3.7.14’te gösterilmektedir. Bir kazan devre dışı bırakıldığında, buhar alanındaki buhar yoğuşur ve bir vakum oluşturur. Bu vakum, kazana dışarıdan basınç uygulanmasına neden olur ve kazan muayene kapılarının sızmasına, kazan düz plakalarına zarar vermesine ve kapatılmış bir kazanın aşırı doldurulması tehlikesine yol açabilir. Bunu önlemek için, kazan kabuğuna bir vakum kırıcı (bkz. Şekil 3.7.14) gereklidir.