Buhar üreticilerinin 2. Dünya Savaşı’ndan bugüne gelişimi oldukça yavaş olmuştur. Buna karşılık geçen yıllar içerisinde buhar kullananlar için ihtiyaçlarda farklı beklentiler oluşmuştur. Fabrikalarımız için son 10 yılda enerji maliyetlerinin düşürülmesi kadar, can güvenliği ve emniyet sorunları da eş değer önem arz etmeye başlamıştır. Yatırım ve stok maliyetlerinin düşürülmesi, esnek işletme kapasitesi ve esnek büyüme planları yapılması da yöneticilerin hedefleri arasına girmiştir.
DAHA ÇOK ENERJİ SANTRALLERİNDE TERCİH EDİLİYOR
Buhar kullanıcıları için yaygın olarak bilinen skoç tipi buhar kazanları ile nispeten daha küçük kapasitelerde kullanıldığı bilinen buhar jeneratörlerinin hangisini tercih etmeleri gerektiği her zaman bir soru işareti olmuştur. İhtiyaçlar değişirken tercihlerin de değiştiği günümüzde biraz daha detaylı bilgiler edinerek ihtiyaçlarımıza göre daha doğru ürünler seçebilmek adına bu makale hazırlanmıştır. Skoç tipi buhar kazanları orta ve büyük sanayimizde ihtiyaç olunan 5.000 kg/h ile 20.000 kg/h kapasite aralığında üretilen sistemlerdir. İhtiyaca göre daha küçük veya daha büyük kapasiteler de mümkündür. Fakat ilk yatırım maliyetleri yüksek olabilir veya ihtiyaç duyulan yerleşim alanı daha fazla olmaktadır. Jenesis buhar jeneratörleri olarak bilinen su borulu buhar kazanları da 100 kg/h ile 5.000 kg/h aralığında üretilen sistemlerdir. Su borulu kazanların büyük abilerini de 20.000 kg/h kapasitesinin üzerinde, daha çok enerji santrallerinde tercih edildiklerini söyleyebiliriz. Günümüzde geliştirilen Jenesis HUB sistemi sayesinde 5.000 kg/h ve 20.000 kg/h aralığında da modüler sistem su borulu buhar kazanları (buhar jeneratörleri) ile çözüm üretmek de mümkün olmaktadır. Skoç tipi buhar kazanları yakıt olarak gaz, sıvı ve katı yakıtları kullanabilmektedirler. Ancak Jenesis buhar jeneratörleri yani su borulu kazanlar ise iç yapısı gereği katı yakıt kullanamamaktadırlar. Buhar jeneratörleri doğalgaz olmayan yerlerde ancak LNG, CNG, Fuel Oil veya motorin gibi yakıtlarla kullanılabilmektedir. Eğer kömür, pirina veya talaş gibi katı yakıtların yakılması söz konusu ise küçük ve orta büyüklükteki sanayimiz için skoç tipi veya akışkan yataklı kazanlar ön plana çıkmaktadır.
SIFIR PATLAMA RİSKİ AVANTAJI
Skoç tipi buhar kazanlarının içerisinde Jenesis buhar jeneratörlerine (su borulu kazanlara) göre çok daha fazla stok su bulunmaktadır. Üstelik su borulularda basınç boru içindeyken skoç tiplerde basınç ana büyük gövde içerisindedir. Bilindiği üzere skoç tipi kazanların patlama riskleri vardır ve maalesef patlayan kazanların bazıları ile ilgili haberleri duyuyoruz. Gerek dizayn hatası, gerek donanım eksikliği ve gerekse işletme hatasına bağlı bu patlama ihtimali buhar jeneratörlerinde sıfırdır. En fazla boru delinip su kaçırması söz konusu olmaktadır. Özellikle emniyet ve can güvenliğine önem veren işletmeler günümüzde sadece bu avantajından dolayı dahi Jenesis buhar jeneratörlerini tercih etmeye başlamışlardır.
Patlama riski olmayan Jenesis buhar jeneratörlerini kazanlar gibi fabrikadan ayrı bir binaya koyma ihtiyacı da yoktur. Fabrika içerisinde uygun bir alan ayrılarak yüksek maliyetli ayrı bir kazan dairesi, boru köprüleri ve daha uzun buhar/kondens hatları yapma zorunluluğundan kurtulmak mümkündür. Skoç tipi buhar kazanlarında 15 barg basınca kadar optimum yatırım yapmak mümkün iken daha yüksek basınçlarda maliyetleri çok yükseldiğinden ve imalatı çok zorlaştığından dolayı su borulu kazanlar yani buhar jeneratörleri tercih edilmektedir. Jenesis buhar jeneratörleri veya su borulu kazanlarda skoç tiplere göre çok daha düşük maliyetlerle yüksek basınçlarda dizayn yaparak elektrik üretmek de mümkündür.
Skoç tipi kazanlarda stok su bulunduğundan dolayı kapladıkları hacim de daha fazla olmaktadır. Jenesis buhar jeneratörleri bu konuda da daha az yere ihtiyaç duymalarından dolayı avantajlı durumdadırlar. Yan yana, bitişik, karşılıklı veya üst üste yerleşim yapmak mümkündür. Buhar jeneratörleri daha kompakt yapısı ile fabrikalarda proseslere daha yakın ve daha optimum yerleşim ile daha verimli sistemler kurulmasına katkı sağlayabilmektedirler.
PİK ÇEKİŞLERDE DAHİ SABİT BASINÇTA, KALİTELİ VE KURU BUHAR ÜRETİMİ
Buhar jeneratörlerinde bugüne kadar birçok tesiste yaşanılan sulu buhar sorunları eğer kapasite ve basınç olarak doğru dizayn edilmiş ise skoç tipi kazanlarda yaşanmamaktadır. Buhar jeneratörü yani su borulu kazanların dizaynı skoç tiplere göre daha zordur. Çünkü ihtiyaç olduğunda ve ihtiyaç kadar buharı, istenilen basınçta ve kalitede anlık olarak üretebilmek gereklidir. Bu da doğru donanım seçimi ve çok iyi bir otomasyon yapılması ihtiyacı doğurmaktadır. Konusunda uzmanlaşmamış üreticilerin satış kaygısı ile veya bilgi/tecrübe eksikliğinden dolayı donanım veya otomasyonda gerekenleri yapmamaları sonucunda buhar jeneratörlerinde sulu buhar sorunları yaşanmaya devam etmektedir. 1984 Yılından bugüne buhar kazanları ve jeneratörleri üreten Jenesis, 2003 yılından bugüne sadece buhar jeneratörü üretiminde uzmanlaşmıştır. Jenesis uzun yıllardır Ar&Ge çalışmalarını yaparak ürünlerini geliştirmiş ve buhar jeneratörlerinde yaşanan işletmesel sorunlara çözümler üreterek buhar jeneratörünün pazardaki yerini farklı bir konuma getirmiştir. Yapılan geliştirmelerden sonra son yıllarda skoç tipi kazanlardan alınan buhar kalitesini yakalamayı başarmıştır.
Buhar kazanlarında stok buhar bulunduğu söylenerek bu stok buharın pik çekişlerde basınç düşmesini ve sulu buhar oluşmasını engellediği bir şehir efsanesi olarak söylenegelmiştir. Örneğin 5 t/h kapasiteli skoç tipi bir buhar kazanında dizayna göre değişmekle birlikte yaklaşık 8 m³ buhar stoklanması mümkündür. İşletme buhar basıncının 6 barg olduğunu kabul edersek özgül hacim 0,272 m³/kg olacağından dolayı stok buhar miktarı 6 m³ / 0,272 m³/kg = 22 kg buhar stoklandığı hesap edilecektir. 22 kg buhar 5 t/h kapasiteli bir buhar sistemi için sadece 16 saniye yetecek kadar buhar stoklanmış anlamına gelmektedir. Bu yüzden skoç tipi kazanlarda stok buhar avantajından bahsetmek çok anlamlı olmamaktadır. Belki buhar boru ağında daha fazla stok olma ihtimali bile olabilir. Buhar jeneratörleri eğer kapasiteleri ihtiyaca göre doğru seçilmişler ise içerdiği az miktarda su sayesinde pik çekişlerde skoç tipi kazanlara göre çok daha hızlı tepki verebilmektedirler.
Hatta bir adım öteye gidersek; skoç tipi kazanların pik çekişlerde basıncı az da olsa düştükten sonra tekrar set edilen basınca ulaşması 10-15 dakika kadar sürebilir. Çünkü içerisindeki stok su hacmi çok fazla olduğundan brülör tam kapasite çalışarak önce bu stoklanan suyu ısıtıp kaynatmalı ve sonra da buhar oluşturmalıdır. Oysa Jenesis buhar jeneratörlerinde skoç tip kazanlara göre yaklaşık 1/10 oranında stok su olduğundan dolayı da basınç düşmesi yaşandığında tepki süresi de skoç tipi kazana göre 10 katı daha hızlı olabilmektedir.
Buhar jeneratörlerinde yaşanan basınç dalgalanması ve sulu buhar sorununu uzun yıllardır çözmüş olan Jenesis, standart olarak oransal besi suyu pompası ve oransal brülör kullanmaktadır. Hem brülör hem de pompa oransal çalışırken de otomasyon sayesinde birbirlerinin konumundan haberdar olarak senkronize olabilmekte ve gerektiği zaman gerektiği kadar kapasiteyi eş zamanlı olarak sağlayarak kuru ve kaliteli buharın sürekliliğini sağlayabilmektedirler.
İLK ÇALIŞTIRMA KAYIPLARI
7/24 Esasına göre çalışmayan birçok tesiste skoç tipi buhar kazanlarının kapatılıp ertesi sabah veya hafta başında soğuduktan sonra tekrar açılıp ısıtılması için oldukça fazla enerji boşuna harcanmaktadır. Büyük hacimleri ve yüksek su stokları yüzünden soğuk bir skoç tipi kazan 45-90 dakika arasında istenilen basınçta buhar üretmeye başlayabiliyorken su borulu buhar jeneratörlerinde bu süre 3-4 dakikaya kadar düşmektedir. Fabrikanın çalışmaya başlayacağı saatten en az 1 saat önceden kazancının fabrikaya getirilmesi ve kazanın çalıştırılması operasyonel olarak da bir yük getirmektedir. Her gün kapatılıp açılan skoç tipi 5 t/h kapasiteli bir buhar kazanını baz alacak olursak; yılda 300 gün çalışma ve doğalgaz yakıtı için yaklaşık olarak fazladan yılda 25.000 USD kadar enerjiyi havaya attığımız hesaplanabilir. Su borulu buhar jeneratörlerinde ilk çalıştırmadaki bu farktan dolayı hem zamandan hem de yakıttan tasarruf etmek mümkün olmaktadır.
DÜŞÜK BACA GAZI SICAKLIĞI VE YÜKSEK VERİM
Skoç tipi kazanlarda genelde ekonomizer uygulaması ile karşılaşılmamakta ve özel olarak talep edilmez ise ekonomizer sistemi uygulandığı pek görülmemektedir. Hatta bazı skoç tipi kazanlar 2 geçişli olarak üretilebildiği gibi kapasitesi düşürülmediği halde kazanın gövdesini küçültüp ilk çalıştırma süresinin 20-30 dakikaya düşürülmesinden dolayı, patlama riski olan skoç tipi kazanların, buhar jeneratörü adı altında pazarlandığı görülmektedir. Isı transfer yüzeylerinin küçük yapılması durumunda yükselen baca gazı sıcaklıkları, fazladan yakıt yakılması anlamına gelmektedir. Bacadaki fazladan atılan her 20 °C sıcaklığındaki gazın buhar üreticisi verimini % 1 düşürdüğü bilinmektedir. İdeal baca gazı sıcaklığı da üretilen buhar basıncına karşılık gelen sıcaklığın 50-75 °C üstüdür. Örneğin 10 barg basıncına karşılık gelen 184 °C doyma sıcaklığındaki bir buhar kazanı için ideal baca gazı sıcaklığı da 234-259 °C aralığındadır. Bir buhar üreticisi alınıyorken bakılması gereken önemli faktörlerden birisi de baca gazı çıkış sıcaklığıdır.
Jenesis Buhar Sistemlerinde ise ısı transfer yüzey alanları yüksek tutularak üretilen buhar kalitesinin yüksek olmasına katkı sağlandığı gibi kanatçıklı (finli) borulu tam kapasite ekonomizer uygulamaları sayesinde baca gazı sıcaklıkları yoğuşmasız ekonomizerlerde 120-130 °C, yoğuşmalı ekonomizerler de ise 40-55 °C aralığına kadar düşürülerek buhar üreticisi verimleri %98’lere kadar çıkarılabilmektedir. Standart buhar üreticilerine kıyasla 20 saat/gün ve 300 gün/yıl üzerinden çalışan ortalamada 5 t/h buhar tüketen bir tesis için yılda 25.000-30.000 USD arasında daha az yakıt yakmanız sağlanmaktadır.
TECRÜBELİ VE BİLGİLİ KAZANCI İHTİYACI
Skoç tipi kazanların üzerinde düzenli kontrol edilmesi gereken yüzey blöf, dip blöf, seviye kontrol sistemleri gibi donanımlar bulunmaktadır. Stok su bulunan skoç tipi kazanlarda birikerek iletkenliğin yükselmesine sebep olan katı maddelerin konsantrasyonunu düşürmek için hem yüzeyden hem de dipten yapılması gereken blöf işlemi, yüksek yatırım yapılarak otomatik blöf sistemleri ile kontrol edilse dahi oldukça yüksek enerji kaybına sebep olmaktadır. Seviye tüpünün veya tağdiye cihazının altındaki vanaların da düzenli açılıp kapatılması ihtiyacı bulunmaktadır. Bu tip işletmesel sorumluluklar buhar jeneratörlerinde yoktur. Jenesis buhar sistemlerinde dahili olarak kullanılan kuru buhar seperatörü sayesinde ayrıştırılan suyun içerisindeki yüksek iletkenlik dışarıya atılmakta ve en düşük enerji ile en yüksek iletkenlik kontrolü sağlanmaktadır. Herhangi bir yüzey/dip blöf sistemi yatırımı ve takibi gibi bir ihtiyaç olmadığı gibi stok su olmadığından dolayı seviye tüpü ve tağdiye cihazı blöfleri de söz konusu değildir. Jenesis buhar jeneratörleri için yüksek bilgi ve tecrübeye sahip kazancı istihdam edilmesine de gerek olmamaktadır.
