Baca Gazı ve Ekonomizer

Oksijen: Baca gazı içerisinde bulunan oksijen miktarı, yakıt cinsine ve hava fazlalık katsayısına bağlı olarak değişir. Baca gazı içerisindeki oksijen oranının düsük olması gerekir. Doğalgazda %2-3, sıvı yakıtta %3-4, katı yakıtta %5-6 oksijen oranı baca gazı analizleri için ideal değerler olarak kabul edilmektedir.

Karbondioksit: Yakıt cinsine bağlı olarak karbondioksitin baca gazları içerisinde yüksek oranda bulunması yanmanın iyi olduğunun göstergesidir. Doğalgazda %11, sıvı yakıtta %14, katı yakıtta %14 karbondioksit değerleri, baca gazı analizleri için uygun değerler olarak kabul edilmektedir.

Karbonmonoksit: Yanmanın tam olmaması durumunda yani eksik yanma sonucu karbonmonoksit oluşur. Baca gazı içerisindeki CO’nun anlamı enerji kaybı, yüksek islilik ve kirliliktir. Bu sonuç istenmeyen bir durumdur, baca gazı analizlerinde karbonmonoksit miktarı 100 ppm kabul edilebilir bir değerdir.

Baca Gazı Analiz Cihazı:Yakma Yönetim Sisteminde opsiyonel olarak kullanılabilen ancak çok önemli fonksiyonu olan bir modül de “Baca Gazı Analiz Cihazı”dır. Brülör çalıştığı sürece otomatik olarak sürekli baca gazı ölçümü yapan bu cihazlar, ölçüm değerlerini ana kontrol modülüne göndererek, emisyon değerlerinin ana modül tarafından sürekli kontrol altında tutulmasını (trim kontrol imkanı) sağlar . Baca gazı analiz cihazı, ayrıca, tek başına (ana modül bağlantısı olmadan) sadece ölçüm ve izleme amaçlı olarak da kullanılabilmektedir.

Özellikleri: Baca gazı analiz cihazları, isteğe balı olarak, O2, CO2, CO, NO, SO2, “baca gazı sıcaklığı” ve “yanma verimi” ölçümü yapabilmektedir.Ana kontrol modülü ile bağlantı yapılarak, 3 parametreli (O2, CO2 ve CO) “trim kontrol” (küçük hava ayar düzeltmeleri) imkanı vermektedir.

Baca gazı analiz cihazı tarafından gönderilen emisyon değerlerinde, atmosferik şartlardan veya yakıt özelliklerinden dolayı herhangi bir sapma olduğunda (hafızadaki referans emisyon değerlerine göre), ana kontrol modülü, hava giriş ayarına müdahale ederek “trim kontrol” olarak adlandırılan hava ayar düzeltmeleri yapabilmekte ve emisyon değerlerini tekrar işletme referans sınırları içine getirebilmektedir.

Ekonomizer

Kazanı terk eden baca gazlarının, yakıt cinsine bağlı olarak, mümkün olduğu kadar düşük sıcaklıkta olması istenmektedir. Gereğinden fazla yakıt debisi, yetersiz kazan ısıtma yüzeyi ile duman borularındaki kirlilik, yüksek baca gazı sıcaklığına neden olmaktadır. Yüksek baca gazı sıcaklığı verim kaybı demektir.

Bacadan atılan sıcak duman gazlarından ısı geri kazanımı ile ekonomi sağlanabilir. Isı geri kazanımı sağlanan bu sistemlerden su ısıtılması amacıyla kullanılanlara ekonomizer, havanın ısıtılması için kullanılanlara reküperatör denir. En yaygın kullanılan yöntem suyun ısıtılmasıdır. Kazan besi suyunda, proses sıcak suyunda ve sıcak kullanım suyu üretmek için kullanılır.

Bacadan atılan sıcak gazdan yararlanarak gaz sıcaklığının her 20 ºC lik düşürülmesi, %1 verim artışı veya diğer bir deyimle %1 yakıt tasarrufu demektir.

Kazanlar, genellikle baca gazlarıyla yanma enerjisinin %20’sini kaybedebilirler ve baca gazı yoğuşturucusu sayesinde çalışma şartlarına bağlı olarak bu enerjinin %50’den fazlası geri kazanılabilir.

Yoğuşmalı ekonomizerler, kazandan çıkan baca gazının enerjisini geri kazandıran ısı değiştiricileridir. Bu sistemlerde baca gazı sıcaklığı su buharının çiğlenme noktasının altına düşürülür. Duyulur ve gizli ısının her ikisi de baca gazlarından geri kazanılır ve kazanın termal verimliliği önemli oranda artar. Günümüzde yoğuşmalı ekonomizerler, doğalgaz yakıtlı sistemlerde daha yaygın kullanılmaktadır. Çünkü doğal gaz hidrojence zengindir ve bu nedenle oluşan su buharı da yoğuşturularak gizli ısıdan da yararlanılır.

Ekonomizer Yapıları:

Çalışma prensibine göre ekonomizerler iki ayrı türde üretilir. Bunlar;

• Duman borulu ekonomizer
• Su borulu ekonomizer

Duman borulu ekonomizerlerde duman gazının boru içinden akması sağlanırken, su ise boru dışında ve çok daha düşük bir hızla dolaşım sağlar. Bu nedenle ısı transfer katsayıları daha düşük bir değerdedir. Bu durumda aynı kapasite için çok daha yüksek bir ısı transfer yüzeyine ihtiyaç duyulur. Kapladıkları hacim fazla olmanın yanı sıra yatırım maliyetleri de oldukça yüksektir. Su hacimlerinin çok fazla olmasından dolayı özellikle çok fazla duruşa geçen sistemlerde ısı kaybı yaşanması muhtemeldir. Soğuk kalkıştan rejime geçene kadar belirli bir zamana ihtiyaç vardır. Bu zaman su borulu yapılara göre çok daha yüksek olduğu için boru cidarındaki yoğuşma süresi de daha fazladır. Buna bağlı olarak da borularda delinmeler daha erken oluşmaya başlar. Bu etkiye rağmen günümüzde kömür ve benzeri kurum potansiyeli yüksek olan yakıtlarda kısmen tercih edilebilmektedir.

Su borulu ekonomizer tipi daha yaygın olarak tercih edilmektedir. Su borulu ekonomizerlerde ısınan su, borunun içinden, ısıtan gaz boru dışından akışını sürdürür. Boru içindeki su hızı, geçiş sayısı arttırılarak yüksek tutulabilir. Böylece iyi bir ısı transfer katsayısı elde edilmesi mümkün olur. Gaz tarafında da geçiş sayısı arttırılıp azaltılarak istenen ısı transfer yüzeyi elde edilmesi sağlanır.

Ekonomizerlerde ısınan su, borunun içinden, ısıtan gaz boru dışından akışını sürdürür. Boru içindeki su hızı, geçiş sayısı arttırılarak yüksek tutulabilir. Böylece iyi bir ısı transfer katsayısı elde edilmesi mümkün olur. Gaz tarafında da geçiş sayısı arttırılıp azaltılarak istenen ısı transfer yüzeyi elde edilmesi sağlanır.