Buhar kazanları endüstriyel alanlarda, konutlarda ve işyerlerinde ısıtma, sterilizasyon, sıcak su ve basınç elde etmek gibi nedenlerden dolayı yaygın olarak kullanılır. Şebekeden elde edilen suyun doğrudan buhar kazanına bağlanması, korozyon ve taşlaşma gibi ciddi problemlere yol açabilir. Bir kazanın işletme verimi, ürettiği buharın saflığı ve kazan ömrü, kazanın imalat kalitesinden çok içine konan suyun saflığı ile doğru orantılıdır. Bu sebeple kazan besleme suyu büyük bir önem taşır.
Şartlandırma Neden Gereklidir? Karşılaşılan Sorunlar
Kazan besleme suyundaki kalsiyum ve magnezyum minerallerinin fazla olması, zamanla borularda ve kazanın iç yüzeyinde taş tabakalarının oluşmasına neden olur. Kalınlaşan bu taş tabakası ısı iletimini azaltır, kazana verilen ısı bacadan tabiata gider ve kazan verimi çok düşer. Ayrıca ısı iletiminin azalması, kazan saçlarının sıcaklığını yükselterek metalin ve dolayısıyla kazanın ömrünü kısaltır.
| Taş Kalınlığı (mm) | Verim Kaybı (%) |
|---|---|
| 0,4 | 4 |
| 0,8 | 7 |
| 1,6 | 11 |
| 3,2 | 27 |
Taşlaşmanın yanı sıra, su içerisindeki oksijen ve karbondioksit (CO2) korozyona neden olarak kazanın delinmesine yol açabilir. Besi suyu içinde yüksek miktarda "HCO3" (bikarbonat) iyonu bulunması, kazan içinde CO2 gazı oluşmasına; bu gazın kondens suyunda eriyerek karbonik asit (H2CO3) yaratmasına ve sonuç olarak kondens borularının korozyona uğrayarak sık sık delinmesine neden olur. Ek olarak, minerallerin buhar hattına geçmesi buharın saflığını bozar ve proseslere zarar verir. Bu tür sorunları azaltmak için "sıcak su blöfü" yapılması gerekir, ancak atılan suyla birlikte ısı kaybı yaşandığı için bu durum da kazanın işletme verimini düşürür.
Kazan Besi Suyu ve Kazan Suyu Kalite Standartları
Çok kaliteli bir su ile beslenen kazanın içindeki su, buharlaşma sonucunda mineraller içeride kaldığı için aynı kalitede kalmaz ve konsantrasyonu artarak iletkenliği yükseltir. Bu sebeple kazan suyunun çeşitli "kimyasallar" ile terbiye edilmesi ve blöfler aracılığıyla kontrol altında tutulması şarttır. İşletme basıncı en çok 20 bar olan buhar kazanları için aranan özellikler şu şekildedir:
Besi Suyu İçin İstenen Kalite (20 Bar'a kadar)
- İletkenlik: Düşük olmalı
- Toplam Sertlik: 0,1 °Fr sertliğinden az
- Yağ Miktarı: 2 mg/l'den az
- Oksijen: 0,05 mg/l'den az
- Toplam Demir: 0,05 mg/l'den az
- Klorür: Olabildiğince düşük
- Toplam Karbondioksit: 20 mg/l'den az
- pH Değeri: 7,0 - 9,5 arası
Kazan Blöfünden Alınan Su (Kazan Suyu) İçin Müsaade Edilen Pratik Değerler
- Toplam Sertlik: 0,0 °Fr
- İletkenlik: En çok 6000 mikrosiemens/cm
- pH: 9,5 - 11,5
- Alkalinite: En çok 700 mg/l
- Silikat: En çok 125 mg/l
- Toplam Demir (Fe): 10 mg/l
- Çözünmüş Oksijen: 0 mg/l
- Askıda Katı Madde: 300 mg/l
Su Şartlandırma ve Kimyasal Kontroller (TS EN 12953-10 Standartları)
Buhar kazanları besleme suyunun ve kazan suyunun TS EN 12953-10 standartlarına uygun olarak temin edilmesi sağlanmalıdır. Şartlandırmadaki asıl amaç; korozyonu en aza indirmek için pH değerini optimize etmek, pullanmayı önlemek için sertliği stabilize etmek ve koruyucu oksit tabakaları oluşturmaktır.
| Kimyasal Analiz | Korozyon | Kabuk Şeklindeki Çökeltiler | Kırılganlık | Sürüklenme |
|---|---|---|---|---|
| Kazan Besleme Suyu | ||||
| A - Asitlik veya Alkalilik | X | X | ||
| B - Sertlik, Kalsiyum, Magnezyum | X | |||
| Kazan Suyu | ||||
| A - Asitlik veya Alkalilik | X | X | ||
| B - Hidroksit | X | X | X | X |
| C - İnhibitör | X | X | ||
| D - Oksijen Tutucu | X | |||
| E - Nitrat | X | |||
| F - İletkenlik | X | |||
| G - Silika | X | |||
| Kondens Dönüş Suyu | ||||
| - Demir | X | |||
| - Oksijen Tutucu | X | |||
| - İletkenlik | X | |||
| Durum | Açıklama |
|---|---|
| P = 0 ise | M değeri bikarbonatları verir. Karbonat-hidroksit yoktur. |
| M > 2P ise | M değeri karbonat-bikarbonatları verir. Hidroksit yoktur. |
| M < 2P ise | M değeri hidroksit-karbonatları verir. Bikarbonat yoktur. |
| M = P ise | M bulunan değer hidroksitleri verir. Bikarbonat-karbonat yoktur. |
Not: Hidroksit ve bikarbonat bir arada bulunmaz. P= Fenolftalein Alkalinitesi, M= Metiloranj Alkalinitesi.
| Parametre | Birim | Buhar Kazanları İçin Besleme Suyu (> 0,5 ila 20 Bar) | Buhar Kazanları İçin Besleme Suyu (> 20 Bar) | Sıcak Su Kazanları Tamamlama Suyu |
|---|---|---|---|---|
| Dış Görünüş | — | Berrak, askıda katı madde içermez | Berrak, askıda katı madde içermez | Berrak, askıda katı madde içermez |
| 25 °C'de pH değeri | — | > 9,2 | > 9,2 | > 7,0 |
| Toplam sertlik (Ca + Mg) | mmol/l | < 0,01 | < 0,01 | < 0,05 |
| Demir (Fe) konsantrasyonu | mg/l | < 0,3 | < 0,1 | < 0,2 |
| Bakır (Cu) konsantrasyonu | mg/l | < 0,05 | < 0,03 | < 0,1 |
| Oksijen (O2) konsantrasyonu | mg/l | < 0,05 | < 0,02 | — |
| Yağ/gres konsantrasyonu | mg/l | < 1 | < 1 | < 1 |
| Parametre | Birim | Buhar Kazanları (> 0,5 ila 20 Bar, İletkenlik > 30) | Buhar Kazanları (> 20 Bar, İletkenlik > 30) | Sıcak Su Kazanları |
|---|---|---|---|---|
| Dış görünüş | — | Şeffaf, sabit köpük yok | Şeffaf, sabit köpük yok | Şeffaf, sabit köpük yok |
| 25 °C'de doğrudan iletkenlik | µS/cm | < 6 000 | Basınca bağlı | < 1 500 |
| 25 °C'de pH değeri | — | 10,5 ila 12,0 | 10,5 - 11,8 | 9,0 - 11,5 |
| Kompozit alkalilik | mmol/l | 1 ila 15 | 1 ila 10 | < 5 |
| Fosfat (PO4) | mg/l | 10 ila 30 | 10 ila 30 | — |