BUHAR KAZANLARI
Şekil: 8’deki kazan, Albrog tipi Danimarka patentli bir bileşik kazanı gösteriyor.
Burada, alt ve üst boru demetleri, su borulu olarak çalışıyor. Yani her iki sistemde de alev ve egzoz gazları boruları, dışından yalayarak atmosfere çıkıyor. Resimde görüldüğü gibi, büyük çaplı boru,(down comer) alt ve üst dramları birleştirerek, su dolaşımını çabuklaştırıyor.
Şekil:9 AG Weser alman patentli bir yardımcı kazanı gösteriyor.
Burada birinci kısım, alev borulu limanda veya seyirde barner teşkilatı ile elde edilen sıcak gazlar, boruların içinden geçerek üstten sağ taraftan bacaya gidiyor. Seyirde, ana makinenin egzoz gazları boru demetlerinin dışından geçerek altta sağ taraftan bacaya gidiyor.
Alev ve su borulu birleşik tip yardımcı kazanlarda, su kondisyonu ve kazan bakım tutumları, yukarıda bahsettiğimiz, türbin gemilerde kullanılan, yüksek kapasiteli su borulu kazanların bakım tutumlarına kıyasla çok daha basit ve hassasiyet gerektirmez.
ANA MAKİNA EGZOST GAZLARINDAN FAYDALANMA VE EGZOST GAZI KAZANLARI (EXHAUST GAS BOİLERS):
Dizel motorlu gemilerde, yapımcı firmalar ana makinenin yaktığı yakıtın egzoz gazlarının ısısını, en yüksek seviyede kullanarak verimi arttırma yoluna gitmişlerdir. Bacaya (havaya) giden gazlarda toplam, ısıdan %35’e varan bir ısı kaybı vardır.
Daha etraflı açıklarsak; ana makine egzozu, supercharge türbininden çıkıp bacaya giderken gazların sıcaklığı ortalama (340°C) egzoz sıcaklıkları, ana makinenin yüzde kaç güçte çalıştırılmasına bağlıdır. İşte, 340 derece sıcaklıktaki bacaya giden ana makine egzoz gazlarını, bacada monte edilmiş, egzoz kazanından geçirerek 340 derece sıcaklığı,160 dereceye düşürüp, seyirde bedavadan sitim elde ederek, turbo jeneratörde, yine bedavadan elektrik üretip, geminin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabiliriz. Bu suretle, bir diesel motorlu bir makine dairesi verimini %85’e çıkarabiliriz. Motorlu gemilerde, egzoz gazından, bacaya monte edilmiş egzoz gaz ekonomayzer (ekonomiser) yani baca kazanı vasıtası ile düşük basınçta 7/10 kg/cm2 ve doymuş buhar elde edilerek gemi ısıtmasında ve ağır yakıt inceltilmesinde bu bedavadan temin edilmiş sitim kullanılır. Şekil:10’da ekonomayser’li bir yardımcı kazan sistemi görülmektedir. Burada yardımcı kazanın dramı ekonomayser’de oluşturulan stimin dramı olarak kullanılır. Cerculating pump (Devridaim pompası),devamlı çalışarak, yardımcı kazanın alt dramına aldığı suyu ekonomaysere basarak ekonomayserde , egzoz gazlarının 340 derece sıcaklığında su buharlaşıp yardımcı kazanın su ve buhar dramına gelerek buradan doymuş sitim olarak makine dairesinin istenilen yerlerine dağıtılır. Burada elde edilen stim düşük basınçlı ve doymuş buhar niteliğindedir.
DÜŞÜK SÜPERHİT SİTİM ELDE EDİLEN BACA KAZANLARI:
Daha büyük dizel motorlu gemilerde bacaya monta edilen egzoz kazanlarından düşük süperhit stim elde edilip seyirde turbo jeneratör çalıştırılarak bedavadan elektrik üretilir.
Şekil:10 Tipik bir egzost gaz ısı değiştirici (heat exchander). Su borulu kazan, seyirde, sitim toplaycı olarak, limanda ise, su borulu kazan olarak akaryakıtla ısıtılıp sitim temin ediliyor. 9 Bar, 340°C superhit sitim turbo jeneratörde elektrik üretimi için, 1,7 bar sitim, ısıtma ve diğer işlerde kullanılır.
FİDSUYU SİSTEMLERİ
Motorlu gemilerde, yardımcı kazan, ekonomayzer, egzoz kazanı sistemlerinde, açık, yarı açık fidsuyu devreleri. Şekil 1 pervane şaftı pistonlu buhar (reciprocating steam engine), makinesi ile döndürülen sistemde açık fidsuyu devresi. Burada düşük vakumlu kondensere, ana makinede iş gördükten sonra, egzoz edilen buhar, yoğunlaşarak hotvele iner. Buradan, fid suyu pompaları, suyu kazana basarak devreyi tamamlar. Pistonlu buhar makinesi, ana makine olarak artık kullanılmıyor. Şekil 1 bir fikir olarak konuya alındı.
Şekil 2 Egzoz gaz ekonomayzerli motorlu gemilerde açık fidsuyu devreleri. Şekil (2) Birçok Motorlu gemilerde karşılaşacağınız bu sistemi şekildeki isimleri ile açıklamaya çalışalım.
- Exhaust gas ekonomiser – bacaya yerleştirilen, kanatlı, içinden fid suyu, dışından ana makine egzoz gazları dolaşan boru demetleri.
- Economiser circulating pump (2 /3)-iki veya üç adet birbirlerini yedekleyen çok kademeli santrifüj ekonomayzer su dolaşım pompası. Çalışma basıncı (7/10kg/cm2).
- Auxiliary boiler – su borulu yardımcı kazan
- Automatic feed valve – otomatik fid suyu valfi. Yardımcı kazan dramında su azalmasında, hotvelden otomatik olarak su beslenmesi.
- Feed pump (2/3) – iki veya üç adet fid suyu besleme pompası-santrifüj çok kademeli- Basma basıncı, kazan çalışma basıncının bir veya bir buçuk fazlası ile basma yapar. Kazan sitim basıncı (10kg/cm2) ise pompa basıncı, (11/ 11,5 kg/cm2) olmalıdır.
- Steam supply – yardımcı kazandan makine dairesine stim. Isınma ve ısıtma maksatlı.
Doymuş buhar konumu. (7/10kg/cm2-160/180°C). Buhar konumları MOLİER İ.S diyagramından alındı.
- Steam dump valve – sistemde stim artmasında, kullanımdan fazlasının drain condensere gönderilmesi.
- Drain condenser – fazla buharın ve diğer devrelerden gelen iş görmüş sitimin -ısınma maksadı ile – deniz suyu ile soğutulan kondenserde yoğunlaşması.
- Drain returns from oil tanks – yakıt tanklarının sitim ile ısıtılmasından dönen sitim ile karışık yoğuşum suları.
- Obsevation tank – gözleme tankı. Yakıt tanklarının ısıtılmasından dönen dreynlerin (yoguşumların) içinde ısıtma kangallarının delinmesinde yoğuşuma yakıt karışması halinde, gözleme tankının üzerinde yakıt toplanarak, ısıtma kangallarının kaçırdığı anlaşılır.
- Distiller water make up – evaporeyterin deniz suyundan yaptığı distile suyun, hotvele dönüşü sistemde eksilen fid suyunun bu şekilde tamamlanması. -fılters- filtreler.
- Feed tank – hotwell – fidsuyu tankı / hotvel. üzeri atmosfere açıktır. Yukarıda etraflı olarak anlattığımız şekil 2 (motorlu gemilerde sitim ve fid suyu sistemleri), 70.000 dwt kadar olan kuru yük gemilerin ( dwt geminin en fazla kaldırabileceği yük), sitim ve fid suyu devrelerini oluşturur sistemin çalışmasını daha etraflı açıklayalım:
Bildiğiniz gibi motorlu yük gemilerinde (bulkcarrier – container) sitim, soğuk bölgelerde, ısınma ve ağır yakıtın kullanılmasında (ana makine ve kazan) viskozitenin düşürülmesi için (1500/3500 saniyeden 70/90 saniyeye), kullanılır. Liman duruşlarında, yardımcı kazanda, ağır yakıt (burner) kullanılarak sitim elde edilir. (7/10 kg/cm2– doymuş buhar 160/180°C). Doymuş buhar sıcaklık değerleri, MOLİER İ.S. diyagramından alınmıştır. Limandan çıkıldıktan sonra seyirde, yardımcı kazanın yakıt ile ısıtılmasına son verilir. Ana makine egzoz gazların üzerinde – bacaya girmeden evvel- üzerinde, (250/340°C) sıcaklık vardır- bu sıcaklık ana makineden alınan güce orantılı olarak düşer ve yükselir – egzoz gazları bacayı terk ederken ısısı (130,160 derece) civarındadır. Ekonomayzer borularında buharlaşan su (7/10kgcm2– 160/180°C) yardımcı kazanın su ve sitim dramında toplanır. Buradan, değişik kullanım yerlerine dağılır.
Ekonomayzer circulating (devridaim) pompası devamlı çalışarak yardımcı kazanın alt su dramından aldığı suyu, (7/10kgcm2-160/180°C) ekonomayzere basar. Ekonomayzer kangallarında oluşan buhar, yardımcı kazan sitim dramına dönerek devreyi tamamlar. Circulating pompası, bütün seyir süresince devamlı çalışır. Liman girişinden 1/2 saat öncesinden, ana makine egzoz gazları, ekonomayzere girmeden, bir damper vasıtası ile bypass edilerek bacaya verilir.
Ekonomayzer circulating pompası, devrede kalarak, boru demetlerinin soğutulmaları sağlanır. Boru demetlerinin soğutulmaları gerekliliği ileride, ekonmayzer, baca yangınlarında, bu konu, daha etraflı işlenecek. Liman duruşları için, yardımcı kazan, yakıt ile ısıtılmaya hazırlanır. Şekil 2 ile ilgili bazı açıklamalar. Şekilde, bir tarafı siyah diğeri beyaz valfler, siyah okun gelişi istikametinde geri döndürmezdir. Ekonomayzer circulating pompaya çalışırken elinizi değdiremezsiniz. Yakar (125/130C). Fid suyu pompasına elinizle dokunabilirsiniz. Hotvelden gelen suyun sıcaklığı, 50/70°C.
Motorlu Gemilerde Yarı Kapalı Fid Suyu Devreleri:
Şekil 3 70.000 dw üzeri motorlu yük gemilerinde, genellikle, egzoz kazan, yardımcı kazan ve turbo jeneratör sistemleri devreye girer. Şekil 3 yarı kapalı bir fid suyu sistemi görülüyor. (bilindiği gibi, tam kapalı fidsuyu sistemleri, ana makinesi türbin ile döndürülen gemilerde bulunur. Biz burada motorlu gemilerdeki fid suyu sistemlerini açıklıyoruz) Şekil 3 ana makine çıkışı, atmosfere giden gazların ısısından faydalanıp düşük superhit elde etmeyi gösteriyor. Devreyi fazla ayrıntıya girmeden açıklamaya çalışalım.
Ana makinede kullanılan yakıtın kalorisinin % 28 baca gazı olarak atmosfere kaçıp gider. Exhaust boiler (egzoz kazanı) % 28 kaybolan kalorinin yarısını faydalı işe dönüştürebilir. Şekilde egzoz kazanı (economiser) üç bölüme ayrılmıştır.
1- Superhilter boru demetleri. En alt sıra boruları.
2- Buhar elde edilmesi. Orta sıra boru demetleri
3- Ekonomayzer fid suyu ısıtma boru demetleri. En üst sıra…
Büyük motorlu yük gemilerde, kural gereği üç adet alternatif akım üreten (440 volt – 3 faz – 60 cycle) jeneratörler bulunur. Her biri ( 850/1000kW) veya üzeri AC akım üretirler. Bu üç jeneratörden biri, turbo jeneratör olabilir. Egzoz kazanından kazanılan düşük superhiter sitim, turbo alternatörde kullanılarak bedavadan elektrik üretilmiş olur. Burada, evaporeyterde ve alt boru demetlerinde üretilen düşük superhit sitim (10kg/cm2 – 225 C). Turbo alternatöre gider. İş gören sitim, kondenser de yoğunlaşıp -dearatör- havasızlandırma ‘da erimiş hava ve gazlar (oksijen, karbondioksit) dışarı atılarak, ekonomayzerin, üst boru demetlerinde ısıtılarak, evaporeyter ve superhiter boru demetlerinden geçerek, süperhit olarak jeneratöre, doymuş buhar olarakta, sitim dramından, diğer kullanım yerlerine dağılır. Egzost kazanı devreye almada yapılacak işler aşağıda belirtilenler genel bir çalıştırma olarak alınmalıdır.
Sistemden sisteme, bazı değişiklikler olabilir. Gemi, seyire çıktı ve ana makineye tam yol verildi.
- Kazanda basınç olmadığına dikkat et ve hava çıkarma valfini aç.
- Yardımcı kazan el ile kumandalı fidsuyu valfini açarak, gösterge seviyesinin altında su görülünceye kadar doldur. Fazla doldurma, kazan ısındıkça, su seviyesi yükselir gösterge şişesinde su yükselerek, seviyesi görünmez olabilir ve bizleri yanıltır.
- Ekonomayzer circulating pompa valflarını aç ve pompayı çalıştır. Pompa çalıştıktan sonra, yardımcı kazan su seviyesini tekrar kontrol et. Ekonomayzer borularında su noksanlığı varsa, circulating pompası bu boruları dolduracağından, yardımcı kazanın su seviyesi düşebilir.
- Egzost gazların damperini ağır ağır açarak egzost kazanı (ekonomayzer) ısıtmaya başla. Bu arada yardımcı kazan su seviyesini kontrol etmeyi unutma.
- Hava çıkarma valfını kontrol et. Sitim gelince kapat.
- Sitim basıncı artınca stop valfı ağır ağır aç,
- Yardımcı kazan fid suyu besleme otomatik bağlantıyı temin et.