Kazan Sistemleri Şartlandırma

Rejenerasyon-Tuzlama nedir?

İyon değiştirici reçinelerin sudaki iyonları gidermek için sınırlı bir kapasiteleri vardır. İyon değiştirme işleminin tersi olan rejenerasyon işlemi reçineyi orijinal formuna dönüştürür. Rejenerasyon çevrimi, geri yıkama, reçine yatağına tuzlu su emişi ve durulamadan oluşur. Geri yıkama ile reçine tanecikleri birbirinden ayrılır ve de tuzlu su ile muameleye hazır hale getirilir. Geri yıkamada su akış hızına dikkat edilmesi gereklidir, reçine yatağının akışkanlaşmasına ve sistemden atılan su ile reçine kaybına izin verilmemelidir. Cihaz 5-10 dakika ters yıkanmalıdır. Rejenerasyonda %15-20’lik tuz çözeltisi kullanılır. Çözelti 45–60 dakika cihazdan geçirilir. Beher litre reçine için 150–250 gr tuz kullanılmalıdır. Cihazın tuzlu su çözeltisi ile teması esnasında, iyon değiştirici reçine sudan uzaklaştırıp tuttuğu iyonları bırakır ve bu iyonlar reçine tankından dışarı atılır. Reçine sonraki kullanım için hazır hale gelmiş olur.

Su yumuşatma sistemlerinden geçirilen suların sertliğini sıfıra indirmek mümkündür. Zaman zaman az miktarlarda sertlik kaçağı görülebilir. Söz konusu sertlik kaçağı rejenerasyon esnasındaki tuz miktarı arttırılarak giderilebilir. Ancak, ham su TDS değeri arttıkça, yumuşatma sistemi çıkışındaki sertlik kaçağı da artacaktır. Reçinelerin kirlenerek su yumuşatma kapasitelerinin düşmesi halinde reçine aktivatörü ile, su yumuşatma devresi eski kapasitesine getirilir.

Degazör-mekanik havasızlaştırma-termik gaz alma: Besleme suyu kazana girmeden önce, suyun içinde bulunan çözünmüş oksijen giderilmelidir. Besleme suyunun havasızlaştırılması, degazör ısıtıcısı içinde buhar ısısıyla suyun ısıtılarak çözünmüş oksijenin uzaklaştırılmasıdır. Suyun sıcaklığı, oksijenin su içindeki çözünürlüğü minimum olduğu 102-105 oC’ye getirilir. Böylece, su içinde çözünemeyen oksijen gazı bir buhar açıklığı ile degazör dışına atılır. Degazörün teorik verimi %85’dir. Bu nedenle, bir miktar çözünmüş gaz su içinde kalır.

Kazan içi kimyasal şartlandırma

Kazan içindeki suyun kimyasal şartlandırması, su ön arıtmadan geçsin veya geçmesin zorunludur. Kazan içi şartlandırma, miktarın büyüklüğüne küçüklüğüne bakmaksızın sertlik, oksijen, silis, demir gibi besleme suyu ile kazana giren safsızlıkları gideren kazan dışı ön arıtmayı tamamlayıcı bir işlemdir.

İç şartlandırma programının amaçları

• Kazana giren besleme suyu sertliği ile reaksiyona girmek ve kazan metali üzerinde kışır-kireç şeklinde çökmesini engellemek
• Kireç çamuru gibi herhangi bir askıdaki maddeyi kazanda şartlandırmak ve kazan metaline yapışamaz, tutunamaz hale getirmek
• Kazan suyu sürüklenmesinin nedenlerini kontrol etmek ve önlemek
• Besleme suyundan oksijeni uzaklaştırarak oksijen korozyonunu önlemek
• Kazan korozyonunu engellemek için yeterli alkaliniteyi sağlamak

Ek olarak, tam bir şartlandırma programı, besleme suyu sisteminin korozyonunu ve kireç oluşumunu önlemeli ve buhar-kondens sistemlerini de korozyona karşı korumalıdır.

Bir kazanın verimi direk olarak besleme suyunun kalitesine bağlıdır. Besleme suyu sistemi degazör, besleme suyu pompaları ve kazana giden boru hattından oluşur. Besleme suyu, kazana girmeden önce içerdiği oksijen uzaklaştırılmalıdır. Aksi halde, tüm kazan sistemi boyunca korozyon oluşabilir, yer yer delinme ve çürümeler gözlenebilir. Yarıkların oluşması tüpte şişkinliğe neden olur ve bu durum devam ederse işletmenin kısa süreli duruşuna yol açar. Kazan içi kimyasal şartlandırmanın ana hedefi suyun kazan içinde kışır-kireç ve korozyon oluşturma özelliklerini bertaraf etmektir.

Buhar Kazanlarında Kışır, Kireç ve Birikinti Oluşumu

Su safsızlıkları kazan içine kondens kaçaklarından ve besleme suyundan girer; korozyon ürünleri ise, hem korozyon sonucu oluşur hem de kondens dönüş ve besleme sularından gelir.

Çözünmüş kalsiyum ve magnezyum bikarbonat bileşikleri, ısı etkisiyle parçalanarak karbondioksit ve çözünmeyen karbonatlar oluşturur. Bu karbonatlar kazan metali üzerinde direk çökebilirler ya da kazan suyu içinde kazan yüzeylerinde birikecek olan gevşek bir çamur oluştururlar. Kalsiyum sülfat ve silis genellikle kazan metali üzerinde direk çöker ve gevşek çamur oluşturmaz. Bu nedenle, bu bileşikleri uzaklaştırmak daha zordur. Silis genellikle suyun içinde yüksek miktarlarda bulunmaz fakat belli koşullar altında haddinden fazla sert kışır oluşturabilir. Besleme suyu ile gelen askıda ya da çözünmüş demir de kazan metali üzerinde birikir. Yağ ve prosesten gelen diğer kirleticiler de safsızlıkların depozit oluşturmasını hızlandırarak kazan metali üzerinde birikirler. Normal koşullarda, sodyum bileşikleri birikim yapmazlar. Sodyum depozitleri, kurumuş tüp, kararlı bir buhar örtüsü ya da gözenekli depozitlerin varlığı gibi olağandışı hallerde oluşur.

Buhar kazanlarında ve soğutma suyu sistemlerinde kışır oluşumu, besleme suyunun yeterli derecede şartlandırılmaması ve sistem suyu mineral konsantrasyonunun doyma noktasını geçmesi ile oluşur. Kışır oluşumunu önleyici kimyasal katkı malzemesi kullanılmaması sonucunda kızgın kazan boruları üzerinde bulunan mineralli su tabakası, su buharı, karbondioksit, oksijen ve benzeri gazların uzaklaşması sonucunda mineralleri üzerinde depo ederek pişirip sertleştirir. Bu sertleşmiş tabaka kışır (scale) veya kireç taşı olarak adlandırılır.

Kireçlenme ve korozyon sonucunda kalın bir kireç taşı tabakası oluşur. Oluşan bu kireç taşı kuvvetli bir izolasyon tabakası oluşturarak ısı transferini engeller.

Bu izolasyon tabakası aşırı yakıt sarfiyatı ve verim düşüşüne neden olarak ısı transfer yüzeylerinde sıcaklığı arttırır. Isı transfer yüzeylerindeki yüksek sıcaklık sonucunda metallerde termal gerilmeler, yanmalar ve malzeme deformasyonu meydana gelir.

Birikintilerin Etkileri

Termik iletkenliğin azalması: Meydana gelen kışır ve birikintiler kötü ısı ileticilerdir ve çeşitli iletkenlik değerlerinin gösterdiği gibi izole edici görevi görürler. Oluşan kışır-kireç tabakası, buhar kazanının sağırlaşmasına ve buhar eldesinin azalmasına neden olur. Ayrıca, oluşan kışır-kireç tabakası, yakıt sarfiyatını arttırarak buhar eldesinin birim maliyetini yükseltir.

Metal cidarında sıcaklık birikmesi: Kışır-kireç tabakası ile kaplanmış olan bir cidar, ısı transferini engellediği için cidarın sıcaklığı yükselir. Bu olaya aşırı ısınma denir ve metal, mekanik özelliklerinden bir kısmını (elastikiyet vs. ) kaybedebilir. Bunlar lokal şekil bozuklukları meydana getirip, boru patlamalarına sebep olurlar.

Isı Transfer Yüzeylerindeki Kirecin Yakıt Sarfiyatına Etkisi

Suyun içindeki mineraller ısı transfer yüzeylerinde çökerek kışır oluşturmaktadır. Kışır kalınlığı belli boyutlara ulaştığında önce yakıt sarfiyatı artmakta sonra metal deformasyonu daha sonra da delinme ve patlama gibi tehlikeli boyutlara ulaşmaktadır.

Yapılan incelemelerde kışırın yapısı ve özelliğine göre;

1 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak% 8 –10

2 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak %12-16

3 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak%20-26

4 mm kışır kalınlığı, yapısına bağlı olarak %30-35 yakıt kaybına neden olmaktadır.