Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 169. Sayı (Ekim 2021)

42 Enerji ve Çevre / Ekim 2021 enerji-dunyasi.com m³/kg’dır. Başka bir deyişle 6 barg basıncındaki 1 kg buhar 0,272 m³ hacim kaplar. Bu durumda örneğimizdeki 5 t/h kapasiteli buhar kazanının içerisinde stoklanan buhar miktarı 8 m³ / 0,272 m³/kg = 29,4 kg olacaktır. Yaklaşık 30 kg’lık bir buhar stoğu ise 5 t/h kapasitesindeki bir buhar üreticisi için 30 kg / 5000 kg x 3600 saniye = 21,6 saniye yapacaktır. Yani olası bir pik çekiş durumunda skoç tipi bir buhar kazanın- daki stoklanan buhar miktarı sadece 22 saniye kadar yeterli olacaktır. Pik buhar çekişi 22 saniyeden daha uzun süreceği için bu sefer de brülörün tam kapasite çalışıp skoç tipi kazan içerisindeki 15 m³ hacmindeki suyu ısıtması ve buharlaştırması gereklidir. Bu ise skoç tipi buhar kazanındaki pik çekişlerde görülen basınç düşmesinin uzun süre devam etmesi ve set basıncına ulaşılması için daha uzun zamana ihtiyaç duyması anlamına gelmektedir. Su borulu buhar kazanlarındaki (buhar jeneratörleri) durum da ise pik çekiş anında stoklanan buhar miktarı daha azdır ve aynı hesap yöntemi sonucunda stoklanan buhar miktarı pik çekişlerde 1 saniye bile yetmemektedir. Bu yüzden örneğimizdeki rakamları baz alacak olursak; basınç düşmesi, skoç tipi kazanlara göre 21 saniye kadar daha önce başlaya- caktır. Fakat yine örneğimizdeki rakamları baz alacak olursak 22 saniyeden uzun süren pik çekişlerde hem skoç tipi hem de su borulu buhar kazanlarında basınç düşmesi yaşanacağını söyleyebiliriz. Bu durumda su borulu buhar kazanları (buhar jeneratörleri) içinde barındırdığı 1/10 kadar su hacmi sayesinde skoç tipi buhar kazanlarına göre 10 katı hızlı ve kısa zamanda set edilen basınç değerine ulaşılacağı anlamına gelmektedir. Buhar Akümülasyon Yöntemleri Bazen kazan kapasitesi yetmeyen veya pik çekişlere yeti- şemeyen kazanların olduğu tesislerde buhar stoklamak ama- cıyla buhar domları yapılmak istenebilir. Örneğin 1 ton buhar stoklamak istendiğinde ihtiyaç duyulan hacim 6 barg basıncı için 1.000 kg x 0,272 m³/kg = 272 m³ olacaktır. Bu kadar büyük hacimdeki bir tankın maliyeti hem ilk yatırımda hem de işletmede çok yüksek olacağı gibi, koyulacak yer bulmak da oldukça zor olacaktır. Bu tip ihtiyaçlarda sulu buhar akümü- latörü olarak adlandırılan ve içerisinde bulunan suyun basınç düşmesine bağlı bir kısmının buharlaşması prensibine göre çalışan sistemler dizayn edilmesi daha doğrudur. Sulu buhar akümülatörüne gönderilen nispeten yüksek basınçtaki buhar rutin kullanılırken pik çekiş anlarında oluşacak basınç düşme- sinden dolayı tank içerisindeki suyun da buharlaşması (flaş buhar) sayesinde anlık olarak nispeten daha düşük basınçta ilave buhar üretilir. Sulu buhar akümülasyon tanklarında yük- sek ve düşük basınç arasındaki fark ve su hacmi ne kadar fazla ise o kadar fazla anlık buhar üretilebilmektedir. Prosese özel dizayn ettiğimiz ve sıklıkla EPS sektöründe kullanılan bu yöntem farklı sektörlerde de kurtarıcı rol oynayabilir. Pik çekişlerde buhar kalitesindeki değişimler Özetle skoç tipi kazanların yeterli veya çok buhar stoğu bulunduğunu söylemek doğru olmamakla birlikte pik çekiş- lerde su borulu buhar kazanlarının (buhar jeneratörleri) daha kısa sürede tepki vererek istenilen basınç değerlerine ulaşaca- ğını söyleyebiliriz. Özellikle pik çekişlerin süresine bağlı olarak oluşacak olan basınç düşmesi sırasında kalitesiz buhar üretimi ve kazandan sulu buhar sürüklenmesi sorunu oluşacağından dolayı, daha kısa süre düşük basınçta çalışarak set basıncına daha hızlı ulaşabilen su borulu kazanlar (buhar jeneratörleri) daha avantajlı olmaktadır. Buhar jeneratörlerinde anlık deği- şimlere doğru yanıtlar verebilmesi için çok iyi bir otomasyona sahip olması, yüksek ısı transfer yüzey alanına sahip olması, üzerindeki tüm donanımların birbirinden haberdar ve anlık ola- rak senkronize çalışmasının sağlanması gereklidir. Bu şartları sağlayamayan klasik buhar jeneratörlerinde sulu buhar üretimi sadece pik çekişlerde değil normal şartlar altında da oluşa- bilmektedir. Yukarıda anlatılanlarda anlaşılacağı üzere buhar kapasitenin tayini önem arz etmektedir. Buhar üreticisi de yatırımı bir kez yapılan bir sistem olduğundan dolayı geleceği düşünerek genelde büyük alınır. Gelecek planlandığı gibi iyi gitmediği durumlarda işletme maliyetleri büyük kazanın küçük kapasitede düşük verim ve yüksek maliyetlerde çalışmasından dolayı yüksek olmakta ve bazen ilk yatırımmaliyetinden daha fazla işletme maliyetlerine sebep olmaktadır. Tersi bir durumda da işler beklenenden daha iyi gitmesi durumunda da kazan kapasitesi yetmemekte ve yine büyük kapasiteli bir kazan yatırımı yapılmak zorunda kalınabilmektedir. Özellikle esnek buhar üretimi sağlayan modüler buhar üretim (HUB Sistemi) sistemleri tercih edilmeye başlanmıştır. Nispeten daha küçük modüllerden oluşan bu sistemler iste- nildiği zaman istenildiği kadar alınabilmektedir. Aynı şekilde işletme sırasında da sistem kendi içeriğindeki otomasyon sayesinde gerektiği zaman gerektiği kadar modülü çalış- tırmakta ve sürekli modülleri en yüksek verimde tuttuğu gibi HUB otomasyonu çalışma saat bilgilerini modüllerden alarak eşit yaşlandırma imkanı da sunmaktadır. Bu tip esnek işletme yeteneğine sahip olan fabrikaların diğer bir avantajı da herhangi bir sebepten dolayı değişen üretim kapasitesi durumunda yine en yüksek verimi koruyarak gerektiği zaman gerektiği kadar modülün çalıştırılması sayesinde düşük işletme maliyeti sağlamasıdır. Özellikle içinde bulunduğumuz pandemi şartlarında veya sezonsal olarak kapasite düşmeleri duru- munda bu tip sistemler düşük işletme maliyetinin sürekliliğini sağlamaktadırlar. n ENERJİ VERİMLİLİĞİ