Buhar kazanları, suyun sürekli buharlaştığı ve çözünmüş maddelerin kazan içinde biriktiği sistemlerdir. Besleme suyundaki küçük bir sertlik kaçağı ya da çözünmüş oksijen, yüksek sıcaklık ve basınç altında kısa sürede kireç tabakasına veya korozyon hasarına dönüşebilir. Kazan suyu şartlandırmasının amacı; ısı transfer yüzeylerini temiz tutmak, metal yüzeyleri korozyondan korumak ve kaliteli, taşınım (carryover) içermeyen buhar üretmektir.
Kazan suyunda karşılaşılan başlıca sorunlar
Kireç ve tortu oluşumu
Kalsiyum ve magnezyum tuzları, silis ve demir oksitler kazan borularında ve ateş borularında birikerek ısı geçişini engeller. Kireç tabakası altında kalan metal daha yüksek sıcaklıklara maruz kalır; bu durum yakıt tüketimini artırır ve aşırı ısınmaya bağlı boru hasarı riskini yükseltir.
Oksijen korozyonu
Besleme suyundaki çözünmüş oksijen, kazan ve ekonomizer yüzeylerinde çukurcuk (pitting) korozyonuna neden olur. Bu tür korozyon lokal ve derin olduğu için kısa sürede delinmeye yol açabilir.
Kondens hattı korozyonu
Besleme suyundaki bikarbonat ve karbonat, kazanda ısıyla parçalanarak karbondioksit açığa çıkarır. Bu gaz buharla birlikte taşınır ve kondens içinde çözünerek karbonik asit oluşturur. Sonuç, kondens dönüş hatlarında incelme ve oluk şeklinde korozyondur.
Köpürme ve taşınım
Kazan suyundaki toplam çözünmüş madde, alkalinite veya yağ ve organik kirlilik yükseldiğinde köpürme ve su damlacıklarının buharla taşınması görülür. Taşınım; buhar kalitesini düşürür, kızdırıcı ve türbinlerde birikintiye, proses ekipmanında kirlenmeye neden olur.
İlk savunma hattı: ön arıtma
Kimyasal program, iyi bir ön arıtmanın yerini tutmaz. Düşük basınçlı kazanlarda sertliğin giderilmesi için genellikle su yumuşatma sistemleri, daha yüksek kalite gerektiren uygulamalarda ise ters ozmoz kullanılır. Besleme suyundaki oksijenin büyük bölümü termal degazör ile mekanik olarak uzaklaştırılır; kalan oksijen kimyasal olarak bağlanır. Kondensin mümkün olduğunca geri kazanılması, hem enerji tasarrufu sağlar hem de besleme suyunun kalitesini iyileştirir.
Kazan kimyasalı grupları
| Grup | İşlevi |
|---|---|
| Oksijen tutucular | Besleme suyundaki çözünmüş oksijeni bağlayarak oksijen korozyonunu önler. Sülfit bazlı ürünler düşük ve orta basınçlı kazanlarda yaygındır. |
| Kireç önleyiciler ve dispersanlar | Fosfat ve polimer bazlı ürünler kalan sertliği çökelti halinde tutarak blöfle uzaklaştırılabilir hale getirir; yüzeyde sert kireç oluşumunu önler. |
| Alkalite düzenleyiciler | Kazan suyunu korozyonun en düşük olduğu pH aralığında tutar. |
| Kondens hattı aminleri | Nötrleştirici aminler karbonik asidi nötralize eder; film oluşturucu aminler metal yüzeyde koruyucu tabaka oluşturur. |
| Köpük önleyiciler | Köpürmeye yatkın sularda taşınımı azaltır. |
Bu bileşenler tek tek veya birleşik formüllerle uygulanabilir. Hangi kombinasyonun kullanılacağı kazan tipi, çalışma basıncı, besleme suyu kalitesi ve kondens dönüş oranı ile belirlenir.
Blöf ve kazan suyu kontrolü
Kazan suyunda biriken çözünmüş maddeler, yüzey blöfü ile sürekli; dipte biriken çamur ise dip blöfü ile periyodik olarak uzaklaştırılır. Yetersiz blöf köpürme ve kireç riskini artırırken aşırı blöf enerji, su ve kimyasal kaybına yol açar. İletkenlik ölçümüne bağlı otomatik yüzey blöf sistemleri, kazan suyu kimyasını kararlı tutmanın en etkili yoludur.
Düzenli izlenmesi gereken değerler
- Besleme (yumuşak) suyu sertliği: Yumuşatma sisteminin doğru çalıştığını gösterir; sertlik kaçağı kazanda doğrudan kirece dönüşür.
- Kazan suyu pH, P- ve M-alkalinite: Korozyon kontrolü ve alkalite programının takibi için temel parametrelerdir.
- Kazan suyu iletkenliği / TDS: Blöf ayarının göstergesidir; izin verilen sınırlar kazan tipine ve basınca göre değişir.
- Oksijen tutucu bakiyesi: Dozun yeterli olup olmadığını gösterir.
- Kondens pH'ı ve demir: Kondens hattı korozyonunun göstergesidir.
Kazan suyu için sınır değerler; kazan üreticisinin talimatlarına ve ilgili standartlara (örneğin alev-duman borulu kazanlar için EN 12953-10, su borulu kazanlar için EN 12952-12) göre belirlenmelidir. Genel değerleri tüm kazanlara uygulamak yanlış sonuçlara yol açabilir.
Doğru ürün seçiminde dikkat edilecekler
- Kazan tipi ve basınç: Ürün formülü ve dozaj, kazanın çalışma basıncına ve tipine uygun olmalıdır.
- Besleme suyu kalitesi: Yumuşak su, ters ozmoz suyu veya karışım beslemede ihtiyaç duyulan program farklıdır.
- Buharın kullanım yeri: Buharın gıda ile doğrudan temas ettiği tesislerde, gıda temasına uygunluğu belgelenmiş kimyasallar seçilmelidir.
- Dozaj noktası ve yöntemi: Oksijen tutucunun degazör depolama tankına, kondens aminlerinin buhar hattına uygun noktadan verilmesi etkinliği artırır.
- İzleme imkânı: Program, düzenli analiz ve raporlama ile desteklenmelidir.
Sonuç
Buhar kazanlarında güvenli ve verimli işletme; ön arıtma, doğru kimyasal program, kontrollü blöf ve düzenli analizden oluşan bütüncül bir yaklaşım gerektirir. Bayer Çevre; besleme suyu, kazan suyu ve kondens analizleriyle tesisinize uygun kazan şartlandırma programını belirler ve sonuçları müşteri panelinde raporlar.
Sık Sorulan Sorular
Yumuşatma sistemi varsa kazan kimyasalına gerek var mı?
Evet. Yumuşatma sertliği büyük ölçüde giderir ancak çözünmüş oksijeni, karbondioksit oluşumunu ve olası sertlik kaçaklarını kontrol etmez. Oksijen tutucu, alkalite kontrolü ve gerekirse kondens hattı koruması ayrıca gereklidir.
Kazan suyu iletkenliği ne kadar olmalıdır?
İzin verilen sınır kazan tipine, basınca ve üretici talimatına göre değişir. İlgili standartlar ve kazan üreticisinin değerleri esas alınmalı, blöf bu değerlere göre ayarlanmalıdır.
Kondens hatlarında korozyon neden olur?
Besleme suyundaki bikarbonatın kazanda parçalanmasıyla oluşan karbondioksit buharla taşınır ve kondenste karbonik asit oluşturur. Bu durum nötrleştirici veya film oluşturucu aminlerle ve besleme suyunun alkalitesinin azaltılmasıyla kontrol edilir.
Kaynaklar
- EN 12953-10: Shell boilers — Requirements for feedwater and boiler water quality
- EN 12952-12: Water-tube boilers — Requirements for boiler feedwater and boiler water quality
- U.S. FDA 21 CFR 173.310: Boiler water additives
Bu içerik genel bilgilendirme amaçlıdır. Tesisinize özel uygulama için su analizi ve teknik değerlendirme gereklidir.
