Çeşitli Kazan Türleri, Ekonomizörler ve Aşırı Isıtıcılar

Uzman kazan türleri ve diğer uzman özelliklerin açıklaması.

Buhar jeneratörleri

Birçok uygulamada:

Gerekli buhar miktarı, bir kabuklu kazanı haklı çıkarmak için çok küçüktür, yani 1 000 kg/h’den az.
Buhar gerektiren küçük proses yalnızca gündüz vardiyasında çalışır, bu da tesisin her sabah başlatılacağı ve her gece kapatılacağı anlamına gelir.
Geleneksel bir kabuklu kazanın sermaye maliyeti, prosesin ekonomik uygulanabilirliğini olumsuz etkileyecektir.
Sahadaki uzmanlık düzeyi, kazanlarla ilgili olarak, daha büyük bir buhar sistemde gerekenden yüksek değildir. Bu özel talepleri karşılamak için iki tür kazan geliştirilmiştir. Sarmal borulu kazan Bunlar, ‘tek geçişli’ tip bir su borulu kazanıdır ve bazı yönetmeliklerde ‘belirgin su seviyesi olmayan kazanlar’ olarak adlandırılır. Kazana su beslemesi genellikle buharlaşma hızının %10 ila %15 üzerinde olacaktır:
Tüm suyun buharlaşmamasını sağlamak, böylece aşırı ısınmış buhar üretilmemesini garantilemek.
Besleme suyu TDS’sinin taşınması için bir araç sağlamak. Bu araç mevcut olmasaydı, besleme suyundaki tuzlar boruların iç yüzeylerine çökecekti ve ısı transferini bozarak aşırı ısınmaya ve nihayet boru arızasına yol açacaktı. Açıkçası, bu tür bir kazanın temel bir bileşeni olan bir ayırıcı, bu kirli suyu uzaklaştırmak için gereklidir. Su borulu türünde olduklarından, çok yüksek basınçlarda buhar üretebilirler. Buhar jeneratörleri ve sarmal borulu kazanlar için tipik uygulamalar arasında çamaşırhaneler ve giysi üretimi sayılabilir; talep küçük ve yük değişim hızı yavaştır.

Dikey borusuz paketlenmiş buhar kazanı

50 ila 1 000 kg/h aralığında çıkışlara ve 10 bar g’ye kadar basınçlara sahip çeşitli modeller mevcuttur. Kazan yükseklikleri, yaklaşık 100 kg/h ila 1 000 kg/h çıkış için tipik olarak 1,7 m ila 2,4 m arasında değişir. Tasarımın bir kesiti Şekil 3.4.2’de gösterilmiştir. Alevin aşağı doğru yolunu ve girdap etkisine dikkat edin. Isı yolu kazanın dibinde tersine döner ve sıcak gazlar yükselir, kanatlara ısı bırakır. Ayrıca kazandaki az su miktarına dikkat edin. Bu, kazanın çok hızlı bir şekilde çalışma sıcaklığına ulaşmasını sağlar, tipik olarak 15 dakika. Ancak bu az su miktarı, kazanda yalnızca az miktarda enerji depolandığı anlamına gelir, bu nedenle ani ve kalıcı yük değişimleriyle kolay başa çıkamaz. Yük değişimi kazanın tepki verme hızından daha hızlı gerçekleşirse, kazanın içindeki basınç düşer ve nihayet kazan besleme suyu ile primer yapar. Bu, yüksek buhar salınım hızları veren küçük su yüzey alanı ile kötüleşir. Ancak, buharın yolu, su yüzeyi üzerinde yatay olarak (bir kabuklu kazanda olduğu gibi) yerine dikey olarak yukarı ve sudan uzaktır ve bu etkiyi en aza indirir.

Ekonomizörler

Baca gazları, ana kazanı ve süper ısıtıcıyı geçtikten sonra hala sıcak olacaktır. Bu baca gazlarındaki enerji, kazanın termal verimini artırmak için kullanılabilir. Bunu başarmak için baca gazları bir ekonomizörden geçirilir. Ekonomizör, besleme suyunun pompalandığı bir ısı eşanjörüdür. Besleme suyu bu sayede ekonomizör takılmamış olsaydı olacağından daha yüksek bir sıcaklıkta kazana ulaşır. Daha sonra buharı yükseltmek için daha az enerji gerekir. Alternatif olarak, aynı miktarda enerji sağlanırsa, daha fazla buhar üretilir. Bu daha yüksek bir verime neden olur. Genel hatlarıyla besleme suyu sıcaklığındaki 10°C’lik bir artış, %2’lik bir verim artışı sağlayacaktır. Not: Ekonomizör besleme pompasının yüksek basınç tarafında olduğundan, 100°C’nin üzerinde besleme suyu sıcaklıkları mümkündür. Kazan suyu seviye kontrolleri, ısı eşanjöründen sürekli besleme suyu akışı sağlamak için ‘modülasyonlu’ tip olmalıdır (‘açma-kapama’ değil). Isı eşanjörü şu kadar büyük olmamalıdır ki:

Baca gazları çiğ noktasının altına soğutulur, çünkü ortaya çıkan sıvı asidik ve aşındırıcı olabilir.
Besleme suyu ısı eşanjöründe kaynar.

Aşırı ısıtıcılar

Hangi tür kazan kullanılırsa kullanılsın, buhar suyun yüzeyinden ayrılacak ve buhar alanına geçecektir. Bir kabuklu kazanın su yüzeyi üzerinde oluşan buhar her zaman doymuştur ve sürekli su yüzeyiyle temas halinde olduğundan kazan kabuğunda aşırı ısıtılamaz. Aşırı ısınmış buhar gerekiyorsa, doymuş buhar bir süper ısıtıcıdan geçmelidir. Bu, doymuş buhara ek ısı eklenen basit bir ısı eşanjörüdür. Su borulu kazanlarda, süper ısıtıcı, sıcak gazların gerekli aşırı ısınma derecesini sağlayacağı fırın alanında asılı ek bir sarkıt olabilir (bkz. Şekil 3.4.4). Diğer durumlarda, örneğin gaz türbini egzoz gazlarının nispeten soğuk olduğu CHP projelerinde, ek ısı sağlamak için ayrı ateşlemeli bir süper ısıtıcı gerekebilir. Aşırı ısınma derecesinin hassas kontrolü gerekiyorsa, örneğin buhar türbinleri tahrik etmek için kullanılacaksa, bir attemperatör (aşırı ısınma giderici) takılır. Bu, süper ısıtıcıdan sonra kurulan ve sıcaklığını düşürmek için aşırı ısınmış buhara su enjekte eden bir cihazdır.