Buhar Kazanları Bölümleri

[makinist]

BUHAR KAZANLARI BÖLÜMLERİ

Alev Borulu Kazanları Oluşturan Bölümler

Kazan Zarfı ve Aynaları

Kazanların silindirik kısımları “kazan zarfı” olup, düz olan ön ve arka bölümleri veya yatık silindirlerin tabanları ise “kazan aynalarını” oluşturur. Kazan zarfı ya perçin ya da kaynak bağlantılı olarak yapılır. Bu bağlantılara örnekler Şekil 3.1‟de görülmektedir. Bunlardan birincisi perçinli bindirme, ikincisi tek ve çift parçalı (straplı) ve üçüncü şekil ise kaynak bağlantılarını göstermektedir. Kazan zarfı hazırlandıktan sonra, kazan aynaları da ona yine kaynak veya perçin ile bağlanırlar.



A. Tek sıra perçinli bindirme bağlama veya lep coint.
B. İki sıra perçinli bindirme bağlama veya lep coint.
C. Tek straplı (parçalı) iki sıra perçinli bağlama.
D. İki straplı (parçalı) iki sıra perçinli bağlama Kazan zarfları üzerinde daima kazan içinden dışa doğru kapatılan kapaklarla denetlenen ve genel olarak elips şeklinde olan açıklıklar bulunur. Bu açıklıklara “menhol” ve kapaklarına ise “menhol kapağı” adı verilir. İsimlerinden de anlaşılacağı gibi, menholler kazan su ve buhar hacimlerinin denetimi ve alev borularının iç temizliği için işletmecilerin kazan içine girişlerine müsaade etmektedir. Ancak, kazan zarfına açılacak menholler onun iç basınca karşı dayanıklılığının azalmasına neden olur. Bu amaçla menhollerin mümkün olduğu kadar küçük yapılmasına dikkat edilir.




Şekil 3.2 a ve b „de kazan zarfı üzerindeki menholün yeri ve menhol kapağının kesit resmi görülmektedir. Şekilde de görüleceği gibi, Menhol kazanın içinden dışarıya doğru kapatılır. Böylece bir yandan conta, kastanyola ve somunu, diğer taraftan da buhar basıncı nedeniyle kapak sızdırmayacak bir şekilde yuvasına oturur. İçten dışa doğru kapatılmaları nedeniyle, menhol kapakları elips şeklinde yapılmak zorundadır. Böylece gerektiğinde bakım ve onarım işleri nedeniyle kolaylıkla kazan dışına çıkarılabilirler. Eğer menhol kapakları dairesel şekilde yapılsalar, kazan içine sokulmaları mümkün olmazdı.

Külhanlar

Kazanda yakıtın yakıldığı kısımdır. Külhanlar bir taraftan kazan ön aynasına ve diğer taraftan da cehennemliğe bağlanmaktadırlar. Kömürle ateşlenen kazanlarda külhan içinde ızgaraları taşıyan “ızgara eşikleri” vardır. Kömür, ızgaralar üzerinde yakılır. Yanma havası hem ızgara altından ve hem de ateş yüzeyini yalayacak şekilde ızgaranın üzerinden verilir. Külhanın kazan ön aynasına bağlandığı kısım dökme demirden yapılmış olup, buna “külhan çerçevesi” adı verilir. Kömürle ateşlenen kazanlarda bu çerçeve üzerinde külhana hava verilmesini sağlayan “hava klapeleri” bulunur. Çerçeve üzerindeki ateşleme kapağı hem ızgara yüzeyine kömür atmak ve hem de zaman zaman ateşin canlandırılmasına, ızgara aralıklarının açılmasına, kül ve posakülün çekilmesine yardımcı olur. Ateşleme kapağının altında kül kapakları bulunur. Aralıklarından ızgara altına dökülen yakıt artıkları, oralara yerleştirilmiş bulunan kül tavalarında toplanır ve kül kapakları yardımıyla kazan dışına alınır.Kömürle ateşlenen kazanlarda külhan, “köprü duvarı” ile son bulur. Köprü duvarı veya “külhan duvarının” yüksekliği, külhan çapının 2/3‟ü kadar olup, ateşe dayanıklı tuğlalardan örülmüştür. Akaryakıtla ateşlenen kazanlarda külhan çerçevesi üzerinde hava klapeleri ile “börner - yakıcı” veya “brülör” bulunur. Buna çoğu zaman börner kapağı adı da verilir. Külhanlar genelde düz saçtan yapılır. Gemi skoç kazanlarında külhanların yapımında çoğu zaman kıvrık saçlar kullanılmaktadır. “Korugeyt külhan” adı da verilen bu tür külhanların sağladıkları yararlar şu şekilde sıralanabilir:

1) Izgaralar üzerinde yakılan kömürün, börner - yakıcı veya brülörden püskürtülen yakıtın oluşturduğu ısı nedeniyle külhan sacı genişler. Kazan devreden çıkarılıp soğutulduğu zaman külhan sacı büzüşür. Eğer külhan veya külhanlar kıvrık saclardan yapılmışlarsa genleşme ve büzüşme, külhanın bağlandığı yerlerdeki bağlantı elemanlarını etkilemez. Bağlantı elemanları perçin veya kaynaktır. Böylece, külhanın bağlı olduğu kazan ön aynası ve cehennemlik tarafından akıtması veya kaçırması tehlikesi hemen hemen ortadan kalkar. Çünkü genişleme ve büzüşme olayları külhan sacının yapısında kalmaktadır.

2) Aynı çapta düz ve kıvrık saçtan yapılmış külhanlarda, kıvrık saçtan yapılmış olanın ısıtma yüzeyi, düz saçtan olanlara göre daha büyüktür. Böylelikle kıvrık külhanların ısıtma yüzeyi yükleri de daha büyük olacaktır. Isıtma yüzeyi yükü; 1 m2 ısıtma yüzeyinin 1 saatte kg türünden oluşturduğu buhar yüküdür.

3) İçilebilen her türlü suyun alev borulu kazanlarda kullanılabildiği daha önce belirtilmişti. Türlü içme suları farklı miktarlarda çözünmüş metal tuzları kapsarlar. Böylece, içme suları birbirlerinden farklı sertlik derecelerindedirler. Sulara dertlik veren maddelerin başında sülfat ve karbonat tuzları gelir. Sözü edilen tuzlar kazanların su tarafı yüzeylerinde “kazan taşı” veya “kışır” adı verilen ısıya yalıtkan sert bir katman oluşturur. Uzun süre kullanılan kazanların külhanlarının su tarafı yüzeylerinde de böyle bir katman oluşabilir. Bu katman külhan çökmelerinin nedenlerinden biridir. Özellikle düz saçtan yapılmış külhanlarda kıvrık saçtan yapılanlara göre bu etken nedeniyle “külhan çökmesi” olasılığı çok daha fazladır. Kıvrık saçtan yapılmış külhanlarda kışır nedeniyle çökme olayına daha az rastlanması, ısı ile genişleme ve büzüşme olayı sırasında dış yüzeyde oluşum başlangıcında bulunan kışır katmanının kırılması ile açıklanabilir.

Kömürle ateşlenen kazanlarda külhanı cehennemliğe bağlayan bölümde bulunan köprü veya külhan duvarının yararları ise şunlardır:

1) Külhanda ızgara üzerindeki kömürün yakılmasıyla oluşan gazlar, külhan duvarı yardımıyla cehennemliğin üst kısımlarına doğru yöneltilir.

2) Ocağa kömür atılması, ateşin canlandırılması, kül ve posakülün ya da cürufun çekilmesi veya kazan dışına alınması sırasında sözü edilen maddelerin cehennemlik tabanına dökülmeleri ve orada bir katman oluşturarak ısıtma yüzeyinin azaltılmasına köprü duvarı engel olur.

3) Yanmayı saplamak üzere kazan ocağına verilen hava, ısıtılmasına rağmen ocak sıcaklığı 1200-1400 0C ile kıyaslandığında pek soğuktur. Nispeten soğuk hava, köprü duvarının bulunmaması halinde kızgın cehennemlik duvarlarında tehlikeli gerilmelere neden olur. Bu tehlikeli durum da külhan duvarı yardımıyla önlenmektedir. Alev borulu kazanlarda, kazanın büyüklüğüne bağlı olarak külhan sayısı 1-4 arasında değişmektedir.

Cehennemlikler

Ters alev borulu kazanların cehennemlikleri kazanın ara aynasına yakın yerleştirilmişlerdir. İki taraftan ateşlemeli kazanların cehennemlikleri ise orta kısımda bulunur. Cehennemlikler kömür yakan kazanlarda, kazanın en sıcak yerlerinden biri oldukları için yanma gazları içersinde bulunan yanmamış kömür parçacıklarının yakılmasına yardımcı olmaktadırlar. Gerçekte cehennemliklerin görevlerinden biri de gazların alev ve payanda borularına yöneltilmesidir.

Birleşik Cehennemlikler

Eğer bir kazanın külhanları tek cehennemliğe bağlanırlarsa, böyle cehennemliklere “birleşik cehennemlik” adı verilir. Büyük oluşu, normalden fazla takviye edilmesi, ilk kuruluş giderlerinin fazla olmasına rağmen alev borulu kazanlarda ayrı cehennemlikler kullanılır. Bunun nedenlerinden biri de ateşleme kolaylığıdır. Birleşik cehennemliklerle donatılmış kazanlarda her külhanın ateşlemesi sırasında, tüm külhanların yakma havasının kesilmesi gerekmektedir. Oysa ayrı külhanlar için böyle bir şey söz konusu değildir. Aynı durum külhanlardan birinden kül veya posakül çekilirken de oluşmaktadır.



Ayrı Cehennemlikler

Her külhan için ayrı bir cehennemlik düzenlenmiştir. Böyle kazanlarda birden fazla sayıda cehennemlik bulunacağı için, bunların “masura” veya “steyboltlarla” birbirine bağlanmaları gerekir. Alev borulu kazanlarda kullanılmakta olan türlü cehennemlik dizanları şekilde görülmektedir.



Cehennemlikler genel olarak dikdörtgenler prizmasına benzer şekillerde yapılırlar. Ön yüzleri ile kazan ön aynası arasında borular donatıldığı için bu bölüme “boru aynası” veya “cehennemlik ön aynası” adları verilmektedir. Cehennemlik arka aynası meyilli bir biçimde yapılmıştır. Bunun nedeni su tarafında oluşacak buhar küreciklerinin kolayca buhar bölgesine yükselmesini sağlamaktır. Aksi halde saca yapışacak buhar kürecikleri ısıya yalıtkan bir katman oluşturarak sacın aşırı ısınmasına neden olacaklardır. Masuralar alev borulu kazanların cehennemlik arka aynalarını iç basınca karşı koruyan ve onu kazan arka aynasına bağlayarak dayanıklılığını artıran kısa, içi dolu ve uçlarına diş çekilmiş metal çubuklardır. Bazı masuraların bir ucuna diş çekilmiş, diğer ucu ise takıldığı yerden perçin başı şeklinde yapılmıştır. Ayrı cehennemliklerin birbirlerine bakan yüzeylerini takviye etmek için de yine masuralardan yararlanılmaktadır. Cehennemlik tavanlarının da iç basınca karşı takviye edilmeleri gerekir. Bunun için “girder stey” veya “köprü payanda” adları verilen ve Şekil 3.5 „de görülen elamanlardan yararlanılır.




Alev borulu kazanlarda suyun seviyesi daima cehennemlik tavanını 100-150 mm kadar örtecek yüksekliktedir. Böylelikle cehennemlik tavanının, içindeki ısıdan etkilenmemesi sağlanmış olunmaktadır. Ancak işletme sırasında besleme suyu pompasının arızalanması nedeniyle kazana su verilmezse, sürekli olarak buhar çekildiğinden su seviyesi düşer veya alçalır ve cehennemlik tavanı susuz kalır, tavlanır ve çöker. Bunun sonucu yüksek basınçtaki buhar cehennemlik yolu ile külhana ve oradan da kazan önüne geçerek can ve mal kaybına neden olur. Bu olasılığa karşı bazı alev borulu kazanlarda cehennemlik tavanına “sigorta veya güvenlik tapaları” yerleştirilir. Bronzdan yapılan bu tapaların içi 200-230 0C‟de eriyen kalay ya da kadmiyum kökenli alaşımlarla doldurulmuştur. Bu tapalar cehennemlik tavanının ortasına yakın ve suya en az 25 mm girecek şekilde yerleştirilirler. Böylelikle tapalar sürekli olarak su içersinde korunurlar. Su düzeyi herhangi bir nedenle düşerek cehennemlik tavanı susuz kaldığında, tapa içindeki metal dolgu derhal eriyecektir. Böylelikle, boşalan tapa içinden cehennemliğe geçen buhar, yangın tüplerinin sesine benzer bir ses çıkararak işletmeci veya kazan ateşçisini uyarır. Şekil 3.6‟da bu amaçla kullanılan sigorta tapaları görülmektedir.Bu tapaların kullanıldığı kazanların ürettikleri buharın işletme sıcaklığının 218 0C‟yi geçmemesi gerekir.




Alev ve Payanda Boruları

Alev boruları cehennemlik ön aynası ile kazan ön aynasının arasına yerleştirilmiş borulardır. Bu boruların görevi içlerinden geçen alev ya da dumanın ısısının önemli bir bölümünü çevrelerindeki suya aktarmaktır. Bu borular yerlerine yerleştirildikten sonra su sızdırmaları tehlikesine karşı, ağızları şişirilerek aynalara sıkıca bağlanırlar. Payanda boruları ise daha çok iç basınca karşı cehennemlik ve kazan ön aynalarının dayanıklılığını artırmak üzere kullanılırlar. Ayrıca, içlerinden geçen gaz veya alevin ısısını da çevrelerindeki suya aktarmaya yararlar. Alev ve payanda borularının dış çapları birbirine eşit olup, iç çapları birbirinden farklıdır. Payanda borularının iç çapları alev borularından küçük olup dolayısıyla et kalınlıkları daha büyüktür. Payanda borularının uçlarına klavuz çekilmiştir. Bu özellikleri nedeniyle payanda boruları aynalara vira edilerek geçirilir ve sonra ağızları alev borularında olduğu gibi boru makinesi ile şişirilerek sızdırmazlık sağlanır. Çoğu zaman boruların ağızları şişirildikten sonra duman sandığı tarafındaki uçlarına birer somun sıkıca vira edilmelidir. Alev ve payanda borularından biri veya birkaçı delindiği zaman, kazan su kaybetmeye başlar.Bu nedenle devreden çıkarılarak soğutulur ve biri cehennemlik, diğeri duman sandığı tarafındakine olmak üzere konik iki tapa ile boru ağızları kapatılır. Tapalı boruların sayısı çoğaldığı zaman, kazanın üreteceği buhar miktarı azalacağından, bu boruların en kısa zamanda değiştirilmeleri gerekmektedir. Alev ve duman borularının cehennemlik tarafında bulunan ağızlarının boru makinesi ile şişirilmesi sırasında incelmesi sonucu yanarak kazanın akıtmasına meydan vermemesi için “farul” adı verilen yüksükler kullanılır. Bakırdan yapılan bu yüksükler aynı zamanda boru ağızlarının sızdırılması tehlikesini de giderir. Farullar boru ağızlarına vira edilerek bağlanmaktadırlar. Eski borulu kazanlarda, alev boruları içerisine kıvrık saclardan yapılmış ve bir ısıtma yüzeyi oluşturan “geciktirici” veya “ritader” ya da “oyalayıcı” donatılmıştır. Gazların borulardan geçişi sırasında ritarder yüzeylerinin tuttuğu ısı suya aktarılır. Böylece baca gazlarının ısılarının daha büyük bir bölümü suya aktarılmış olunur. Baca çekimi zayıflatması ve gazlar içinde bulunan kül, kurum vb. maddelerin birikmesine yol açması nedeniyle ritarder, modern alev borulu kazanlarda kullanılmamaktadır. Alev ve payanda boruları zor koşullarda, özellikle yüksek basınç altında çalıştıklarından dikişsiz çekme boru olarak yapılırlar.

Payanda ve Steyler

Alev borulu kazanların ön ve arka aynalarını birbirine sıkıca bağlayarak iç basınca dayanıklılığı artıran, içi dolu ve uçları klavuzlu uzun çelik çubuklara “payanda” veya “stey” adı verilir. Payandalar kazanın buhar bölgesinde bulunurlar. Aynalardaki yerlerine yerleştirilen payandalar, kazan aynaları dışında, klavuzlu uçlarına geçirilen somunlarla sıkıca vira edilirler. Bazı alev borulu kazanlarda payandaların içlerine, yatay eksenler yönünde, boydan boya dairesel kesitli birer delik açılmıştır. Bunun neden payandaların görevlerini yapıp yapmadıklarını denetlemektir. Herhangi bir nedenle payanda kesilmiş veya kopmuşsa, payandanın merkezine açılmış bulunan delikten dışarıya buhar veya su gelecektir. Böylece o payandanın görev yapmadığı, değişmesi gerektiği ve kazanın dayanıklılığına katkıda bulunmadığı anlaşılacaktır.

Duman Sandığı

Alev ve payanda borularının ağızları “duman sandığı” adı verilen ve menteşeli ağır kapılarla veya “kamin kapakları” ile denetlenen bir bölüme açılır. Gazlar duman sandığından baca yolu apteyk vasıtasıyla bacaya ve oradan da atmosfere aktarılırlar. Kazan borularının tapalanması, değiştirilmesi ve iç temizliklerinin yapılmasına olanak sağlaması nedeniyle, duman sandığı kazanın önemli bir bölümüdür. Çalışmakta olan bir kazanda, duman sandığındaki sıcaklık 300-400 0C dolaylarındadır. Duman sandığı gaz alma cihazlarının da donatıldığı yerdir. Ayrıca yanmanın denetimi için, yanma gazlarındaki CO2 miktarını saptayan karbon dioksit kaydedicileri de yine duman sandığına monte edilmektedir.

Baca Yolu veya Apteyk

Baca yolu veya baca kaidesi olarak isimlendirilen apteyk daha çok hava ısıtıcısı, besleme suyu ısıtıcısı gibi eşanjörlerin yerleştirildiği bölümdür. Çoğu zaman kazan dairesinde bulunan iki veya daha çok sayıdaki kazan, bir baca yolu veya apteyk ile bir bacaya bağlanmaktadır. Ancak böyle sistemlerde kazanlardan biri onarım veya bakım amacıyla devreden çıkarıldığında, çalışmakta olan kazandan duman, kurum, kül, vb. bu kazana geçecektir. Bunun önüne geçmek için her kazanın baca yolu üzerine, dışarıdan açılıp kapatılabilen ve “damper” adı verilen kapaklar yerleştirilir.

Baca

Kazanı oluşturan bölümlerden biri olmamakla birlikte, gaz yolunun devamı olduğundan, bacayı da anlatmakta fayda vardır. Baca, çoğu kez doğal çekimli kazanlarda uzun, dairesel kesitli ve nispeten küçük çaplı olarak yapılır. Kuvvetlendirilmiş draft veya cebri baca çekimi uygulanan kazanların bacaları ise, genel olarak elips veya oval şeklindedir. Bacayı terk etmekte olan gazların sıcaklığı yaklaşık olarak 200-250 0C dolaylarındadır. Kazan ocağında oluşturulan gazların sıcaklığı ile baca gazlarının sıcaklıkları arasındaki fark ne derece büyürse, kazanın genel verimi de o derece büyür. Ancak, baca gazları sıcaklıklarının yukarda belirtilen değerden daha fazla düşürülmesine müsaade edilmez. Bunun nedeni “çiğleşme noktası” adı verilen kavramdır. Çiğleşme noktası, gazlar içindeki su buharının yoğuştuğu veya su durumuna geldiği sıcaklık derecesidir. Bu durumdaki su, yine gazlar içinde bulunan kükürt dioksit ile birleşerek sülfüraoz asidi oluşturur. Sülfüroz asit, zayıf bir asit olmasına karşın, yine de baca yolundaki ısıtıcı borularının aşınarak delinmesine yol açar. Bu bakımdan baca gazlarının sıcaklıkları yukarda verilen değerden düşük olmamalıdır. Son yıllarda buhar kazanlarında, bacayı terk eden yanma ürünlerinin sıcaklıklarının minimum 170 0C olmasına müsaade edilmektedir. Böylelikle maksimum kazan verimi elde edilmektedir.

[LUTFİ 1]

bilgi için sağol üsdat