Buhar Kazanlarında Doğalgaz ve Buhar Debisi Ölçümü ve Kazan Verimliliği

Endüstriyel buhar kazanları ısıtma, kurutma, sterilizasyon gibi birçok proseste kullanılır. Yanıcı kimyasalın enerjisini, suya aktararak dönüştüren buhar kazanları sanayi devriminin de temelidir.

Buhar kazanlarında kullanılan kömür, fuel oil, talaş gibi yakıtlar, çevre regülasyonları nedeniyle yerini doğalgaza bırakmaktadır. Bu sebeple kazan verimliliği sadece maliyet değil çevresel kısıtlamalar açısından da önem kazanmaktadır.

Buhar kazanının verim hesabı yapılırken yakıtın enerjisi ile elde edilen buharın entalpisi oranlanır. Yakıt olarak kullanılan doğalgazın debisi ile ısıl enerjisi, elde edilen buharın debisi ile entalpisinin çarpımı buhar kazanına giren ve çıkan enerji denklemini verecektir.

Örnek buhar kazanı verimi hesabı:

Doğalgaz debisi:330 Sm3/h
Doğalgaz ısıl enerjisi:45.000 kJ/Sm3
Buhar debisi:5.000 kg/h
Buhar basıncı:6 bar(g)
Buhar entalpisi:2.763 kJ/kg
Harcanan ısıl güç:330 x 45.000 = 14.850.000 kj/h
Buhar entalpisi:2763 x 5000 = 12.433.500 kj/h
Kazan verimi:12.433.500 / 14.850.000 = 84%

Yukarıdaki hesabı yapabilmek için kazanın girişindeki doğalgaz debisini Sm3 (standart metreküp) cinsinden, çıkıştaki buhar debisini de kg/h cinsinden ölçmek gerekir.

CS INSTRUMENTS VA570/520 thermal mass debimetreler ile doğalgaz debisi Sm3 olarak ölçülür. Böylece korektöre gerek olmadan süzme sayaç olarak kullanılabilir. Kazan çıkışındaki buhar debisi, basıncı ve sıcaklığı ise VX570 vortex debimetre ile ölçülebilir. Böylece giriş ve çıkış enerji denkliği için gerekli debi ölçümü yapılır.

Sisteme eklenecek DS500 ekranlı veri kaydedici cihazın matematiksel hesaplama fonksiyonu ile yukarıdaki kazan verim hesabı yapılarak anlık değerler kayıt altına alınır. Kazanın farklı yüklerdeki ve koşullardaki performansı izlenmiş olur.