Buhar Sistemleri İçin Besi Suyu Hazırlanması



Ham su, yüksek iletkenlikte olduğunda kazan besi suyunun klasik yöntemler ile hazırlanması (su yumuşatma cihazı, dealkalize cihazı vb.) çok sayıda blöf yapılmasını gerektirir. Blöflerin fazla olması ise çok miktarda ısı ve kimyasalın dışarı atılmasına, dolaylı olarak da işletmenin veriminin düşmesine sebep olur.

Yüksek iletkenlikte ham su kullanan işletmelerin, klasik yöntemden vazgeçip ters osmoz (RO) sistemi ile besi suyu hazırlamaları; İşletmeye verim artışı ve ekonomik işletme imkanları sağlar. Klasik cihazlara göre yatırım maliyeti biraz daha yüksek olan ters osmoz sistemi ile yüksek kalitede su üretilebildiği için toplamda ekonomik bir işletme sağlanmış olur.

Ham su ile bu sudan ters osmoz tekniği ile üretilen suyun analizleri karşılaştırıldığında; Ters osmoz tekniği ile üretilen suyun sertliği ve alkalinitesi çok düşük seviyelere ve ham suya kıyasla iletkenlik oranın da %2 seviyesine kadar düştüğü gözlenmiştir.

Ters osmoz tekniğiyle hazırlanan yüksek kalitedeki besi suları ile işletilen buhar sisteminde;
  • Üretilen buharın yüksek kaliteli olacaktır.
  • Blöfler 1/10 düşeceği veya daha da azalacağı için ısı enerjisi tasarrufu çok yüksektir.
  • Yüksek kaliteli su kullanıldığı için kazan suyuna verilen kimyasalların çoğuna ihtiyaç duyulmaz.
  • Kazan suyuna, yalnızca az miktarda oksijen tüketici kimyasal vermek yeterli olacaktır.
  • Blöflerin azalması, kazan kimyasallarının blöf ile atılmasını asgari seviyeye indirir.
  • Kazan iç yüzeyleri ve tesisatta kireç oluşmaz; dolayısı ile kazanın ısı geçirgenliği ve ısıl verimi azalmaz.
  • Kazan ve tesisatının bakımı en aza iner, 
  • pH derecesinin 9,5 civarında tutulması, kazan ve tesisteki korozyonları büyük ölçüde önler. 
  • Alkalinite ve iletkenlik azaldığı için kazanda köpürme veya mineral kaçakları en aza iner.
  • Kazan içinde karbondioksit oluşmaz ve kondens borularının korozyonu bu sayede engellenir.
  • Klasik cihazlardan çok daha az bakım isteyen ters osmoz sisteminin özel personele ihtiyacı yoktur. Kazan dairesine bakan bir vardiya teknisyeninin gözetimi altında sistem kolayca işletilebilir.
Ters osmoz cihazları, insan böbreği gibi kendi kendini temizleyerek çalışır ve bu temizleme için çalışması sırasında ham suyun kalitesine bağlı olarak % 20 ila % 40 kadarını atar. Bu su atışı ile su yumuşatma cihazlarının rejenerasyonda attığı su karşılaştırıldığında Ters osmoz cihazı verimsizmiş gibi görünebilir. Ancak, bir buhar tesisinde yalnızca su hazırlama cihazlarını değil de buhar tesisinin işletmesinin tamamını karşılaştırdığımızda; ters osmoz sistemi işletilen bir buhar tesisinin çok daha verimli olduğu görülür. Çünkü ters osmoz, ham su beslenen buhar kazanından yapılan blöfler göze alındığında klasik yumuşatıcı sistemlerine oranla en az 1/10 oranındadır. Buhar kazanından yapılan bu blöfler, ters osmozun telef ettiği "ham su" kadar ucuz değildir.

Blöf ile atılan su çok yüksek miktarda ısı ve birçok kazan kimyasalı içerir. Ayrıca ters osomoz cihazının kendini temizlerken attığı su sanayi tesislerinin atığı ile karıştırılmamalıdır. Ters osmoz sisteminin attığı su içinde yalnızca tabiatta bulunan mineraller konsantre halde bulunur. Bu su içinde tabiata zarar verebilecek bir kimyasal olmadığı için, ters osmoz cihazını çok kullanan ülkelerin tüzüklerine göre bu su doğruda denize, derelere veya yağmur kanallarına verilebileceği gibi, daha basit yöntemlerle arıtılarak farklı bir amaçla kullanılmak için de depolanabilir.

...

Besleme suyu saflığı gereksinimleri; Kazan basıncına, kazan tasarımına ve uygulamalara bağlıdır ve çeşitli farklılıklar gösterebilir. Kazan besleme suyunun özelliğini belirleyen ölçümler Kazan besleme suyunun kireç yapıcı, nötr ya da korozif karakterde olup olmadığını belirleyen ve şartlandırma tipi ve ihtiyacının tanımlanmasında yardımcı olan analiz değerleri şunlardır:

İletkenlik
Suyun içerdiği çözünmüş iyonların miktarını belirler. Su saflaştıkça iletkenlik azalır. Birimi direnç biriminin tersi olup, µS/cm’dir. Sınır değerlerin dışındaki iletkenlik, korozyon ve sürüklenmeye neden olur. Besleme suyu iletkenliği ters ozmos ve demineralizasyon ile istenilen aralığa getirilebilir.

Çözünmüş Katı Maddeler
Suda çözünmüş tüm katı maddelerin miktarının ölçüsüdür. Bu değerle, iletkenlik değeri arasında doğrudan bir orantı vardır.

Askıdaki Katı Maddeler
Su içinde çözünmeden asılı kalan maddeler, suya bulanıklık ve istenmeyen renklilik verir. Bu tip sular, fiziki filtreden geçirilerek kazana beslenmelidir. Aksi takdirde, askıdaki maddeler yumuşak birikinti, gevşek çamur ve köpürmeye neden olur.

pH değeri
Suyun asidik ya da bazikliğinin ölçüsüdür. Sınır değerlerin dışında ölçülen pH değerleri, asit veya kostik korozyonuna neden olur. Asit veya kostik eklemesiyle pH ayarı yapılabilir.

Alkalinite
Suyun içerdiği hidroksit, karbonat ve bikarbonat suyun alkalinitesini (bazlığını) oluşturur. P alkalinite ve M alkalinite olmak üzere iki ayrı değer cinsinden ifade edilir. Bu değerlerden yola çıkarak suyun içerdiği hidroksit, karbonat ve bikarbonat iyonlarının miktarları (ppm CaCO3) cinsinden hesaplanır. Çok düşük ya da çok yüksek alkalinite, kazanda köpürmeye, kostik kırılmasına ve buhar-kondens hatlarında karbondioksit korozyonuna neden olur. Dealkalizasyon işlemi ile suyun alkalinitesi istenilen aralığa getirilir.

Toplam sertlik
Suyun içerdiği çözünmüş kalsiyum ve magnezyum tuzlarının miktarı, suyun sertliğinin ölçüsüdür. Suların sertliği, uygulamada yaygın olarak içerdikleri sertlik veren maddelerin CaCO3 cinsinden miktarı ile belirlenir. Yüksek sertlik, kazanda kışır oluşumuna neden olur. Suyun sertliği, kazana girmeden önce su yumuşatma işlemi ile giderilir. Ön şartlandırma ve su yumuşatma Ön şartlandırma yöntemleri, besleme suyunu kazana girmeden önce sisteme hazırlamak için kullanılır. Kullanımı en yaygın kazan dışı ön şartlandırma işlemi yumuşatmadır. Birçok işletmede ham su olarak sertliği oldukça yüksek olan kuyu suları kullanılmaktadır. Bu kadar yüksek sertliğin ve bazı diğer safsızlıkların kazan içi kimyasal şartlandırma ile tamamen giderilmesi mümkün değildir. Bu nedenle, su kazana beslenmeden önce bir yumuşatma devresinden geçirilerek fazla sertliği alınmalıdır. En çok kullanılan yumuşatma yöntemi, iyon değiştirme ile suyun sertliğinin giderilerek yumuşak su haline getirilmesidir. Suyun karakterine göre uygulanacak farklı tipte ön şartlandırma teknikleri vardır.

Filtrasyon
Suyun bir fiziki filtreden geçirilmesiyle, filtre gözeneklerinden geçemeyecek büyüklükteki kum, kil ve bazı organik maddeleri ayırma işlemidir.

Reverse Osmosis (Ters Osmoz)
Ters ozmosu anlamak için önce ozmosu anlamak gerekir. Ozmos, sadece konsantre çözeltiden seyreltik çözeltiye doğru iyon geçişine izin verirken aksi yönde iyon akışına izin vermeyen yarı geçirgen bir zar kullanır. Ters ozmos ise yüksek bir yapay basınçla ozmotik basıncı yener ve ozmos prosesini ters yönde işleterek membranın bir tarafında çözünmüş katıları konsantre eder. Normal işletme basınçları 300-900 psi dir.

Ters ozmos ham sudaki çözünmüş katı miktarını düşürerek çıkış akımını sonraki ön şartlandırmaya hazır hale getirir. RO, besleme, saf su ve konsantre olmak üzere üç akışa sahip bir çapraz akım filtrasyonu yöntemidir. Bu yöntemde, membran yüzeylerine paralel akan basınçlı bir besleme akışı kullanılır. Saf suya yakın saflıktaki su membranlardan geçer ve buna permeat denir. Besleme suyu, membranlardan geçerken arkasında iyonları ve konsantre içinde kalan katıları bırakır. Membran yüzeylerinde sürekli bir akış olduğundan, bırakılan katı parçacıklar yüzeyde birikmez ve membran tıkanmaz. Bunun yerine, konsantre akışıyla sürüklenir. Zaman zaman maliyetli olsa da, bu işlem her tip su için kullanılabilir ve endüstride gittikçe yaygın hale gelmektedir.

Koagülasyon-Flokülasyon
Su girdilerinden askıdaki katı maddelerin ve rengin uzaklaştırılmasına arıtma denir. Askıdaki maddeler, kendi ağırlıkları etkisiyle çökebilen (sedimentasyon) büyük parçacıklar içerebilir. Bu durumlarda arıtma çöktürme havuzları ya da filtreden oluşur. Fakat genellikle su içindeki asılı maddeler, kendiliğinden çökemeyecek ve filtreden geçebilecek kadar küçük parçacıklar içerirler. Bu çok ince şekilde dağılmış ya da kolloidal maddelerin giderilmesi için koagülantlar (pıhtılaştırıcı) kullanılması gerekir. Koagülasyon, çok ince dağılmış ya da kolloidal safsızlıkların elektriksel yüklerinin nötralize edilmesidir. Kolloidal parçacıklar, kendilerini askıda tutan geniş yüzey alanlarına sahiptirler. Ek olarak, parçacıklar birbirini çeken ve birbirlerine yapışık tutan negatif elektriksel yüklere sahiptir. Flokülasyon ise koagüle olmuş parçacıkların , elektriksel çekim kuvveti yardımıyla birarada tutulmasıdır.

İyon değiştirme
Suyun doğal ya da sentetik reçinelerden geçirilmesiyle, çözünmüş katıların giderilmesi işlemidir. Mineraller suda çözündüklerinde iyon adı verilen elektrik yüklü parçacıklar oluştururlar. Belirli doğal ve sentetik maddeler, su içindeki mineral iyonlarını diğerleri ile değiştirerek giderme yeteneğine sahiptirler. Örnek olarak, suyun katyon değiştirici bir yumuşatıcıdan geçirilmesiyle kalsiyum ve magnezyum iyonları, sodyum iyonlarıyla yer değiştirebilir. İyon değiştirme prensibiyle çalışan su yumuşatma ünitelerinde rejenerasyon - tuzlama İyon değiştirici reçinelerin sudaki iyonları gidermek için sınırlı bir kapasiteleri vardır. İyon değiştirme işleminin tersi olan rejenerasyon işlemi reçineyi orjinal 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 tuzlama miktarı arttırılarak giderilebilir. Ancak, ham su TDS değeri arttıkça, yumuşatma sistemi çıkışındaki sertlik kaçağı da artacaktır. Reçinelerin kirlenerek su yumuşatma kapasitelerinin düşmesi halinde reçine temizleyicisi ve aktivatörü ile, su yumuşatma devresi eski kapasitesine getirilir. 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 en yaygın görülen problemlerden olan kışır-kireç ve birikinti oluşumunun nedenleri ve çözümleri 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 suyuyla 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 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. Birikinti oluşumu ve problemleri Isıtma-soğutma sistemlerinde yeterli ve etkin şartlandırma olmamasından dolayı ortaya çıkan birikintiler önlenmediğinde ekipman malzemesi ve ekipman verimi üzerinde olumsuz etkiler yaratır. Uzun vadede bu problemler, uzun duruş sürelerine, ısı transfer kayıplarına, su , enerji ve bakım maliyetlerinin artmasına, ekipman malzemesi hasarlarına dönüşür. Bu etkileri aşağıdaki şekilde gruplayabiliriz.

Termik İletkenliğin 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 yüzeylerinde biriken kirecin yakıt sarfiyatı ve enerji maliyeti üzerindeki 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. Buhar kazanlarında 2 mm kışır kalınlığından sonra yavaş yavaş termal gerilmelerle konstrüksiyon zorlanmakta, aynalar ve borular arasında gevşemeler meydana gelmektedir. Çünkü metali örten kışır tabakasının ısı iletkenliği ve gerilmesi metalden farklıdır. Bu nedenle kazanda ayna-boru bağlantılarında sızdırmalar başlayacaktır. Kışır kalınlığı arttıkça sızdıran boru sayısı da doğal olarak artacaktır. Kışır kalınlığı 4 mmye ulaştığında metalin kristal yapısı bozulacağından ve sertleşme meydana geleceğinden kazan sistemi güvenilir olmaktan çıkacaktır. Külhan çökmesi, boru patlaması, ayna çatlakları gibi tehlikeler her an beklenecektir. Ayrıca kışır sebebi ile boru çeperinin daralması, hacim küçülmesi, verim düşüşü, tahliye pompalarının zorlanması gibi problemler de meydana çıkacaktır. Bütün bu problemlerden kurtulmanın yolu, buhar kazanlarında, eşanjörlerde, boylerlerde kimyasal su şartlandırması uygulanarak kışır oluşumuna engel olmaktır. Buhar ve ısıtma kazanlarında oluşan kışır-kireç tabakasının metale zarar vermeden temizlenmesi (DERAS) ve nötralize edilmesi (DERALKALİN) gerekir. Korozyon ve korozyon oluşumu sebepleri En basit tanımıyla genel korozyon metalin cevher formuna geri dönmesidir. Örneğin demir, korozyon sonucu demir oksit bileşiklerine dönüşür. Korozyon süreci karmaşık bir elektrokimyasal reaksiyondur. Korozyon geniş bir metal yüzeyinde genel bir zarar verebilir veya metalin iğne deliği şeklinde yer yer oyulmasına, delinmesine neden olabilir. Sistem üzerindeki işletme yükü ve stresi, pH koşulları ve kimyasal korozyon önemli bir etkiye sahiptir ve farklı hasarların oluşmasına neden olurlar. Korozyon genellikle nerelerde görülür? Besleme suyu sisteminde korozyon, suyun pH değerinin düşüklüğünün, suda çözünmüş oksijen ve karbondioksit varlığının bir sonucu olarak oluşabilir. Devrede olan kazan korozyonu, kazan suyu alkalinitesinin çok düşük ya da çok yüksek olduğu durumlarda oluşur. Özellikle kazanın kullanım dışı olduğu zamanlarda çözünmüş oksijen taşıyan su, metalle temas ettiğinde korozyon oluşur. Kazan metali üzerindeki yüksek sıcaklık ve baskılar, korozyon mekanizmasını hızlandırır. Buhar ve kondens sisteminde korozyon genellikle karbondioksit ve oksijen kirliliğinin bir sonucudur. Amonyak ve sülfür içeren gazlar gibi diğer kirleticiler de sistemde bulunan bakır alaşımlar üzerindeki zararı arttırabilir. Korozyonun yol açtığı problemler Korozyon iki bakımdan zorluklara neden olur. Birincisi metalin kendisinin bozunması ikincisi ise korozyon ürünlerinin kazanda yüksek ısı açığa çıkan alanlarda depozit şekilde birikmesidir. Kazan yüzeylerinde özdeş korozyon oluşması gerçek uygulamada çok nadir rastlanabilecek bir durumdur. Tüm kazanlar az bir miktarda genel korozyona uğrarlar. Korozyonların birçok sinsi formu vardır. Demir kaybına yol açan derin pittingler, suyun kazan tüp çeperlerinin içine işlemesine ve tüplerin yarılmasına yol açar. Kazan birikintilerinin altındaki korozyon, metali çok zayıflatabilir ve tüp arızaları oluşabilir. Buhar-kondens sistemlerinde hatların ve ekipmanların korozyon yüzünden yenilenmesi çok maliyetli olabilir. Buhar kazanlarında oluşan korozyon çeşitleri Kazanlarda rastlanan çeşitli korozyon şekilleri şunlardır. 1. Oksijen Korozyonu: Oksijen çok önemli bir korozyon faktörüdür. Metal üzerinde derinlemesine oyuklar ve karıncalanma (pitting) şeklinde korozyona sebep olur. Sıcaklık yükselmesi, korozyon reaksiyonunu hızlandırır. Oksijenin çözünürlüğü, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak azaldıkça, oksijen suda aşırı doymuş halde bulunur ve likit fazı terkederek kazan cidarlarına doğru gitme eğilimi gösterir. Temas ettiği havasız yerlerde aşırı oksijen bulundurduğu için anodik reaksiyon verir. ( Diferansiyel havalandırma) 2. Karbondioksit Korozyonu: Çözünmüş olan CO2 aşağıdaki denkleme göre asiditeyi biraz arttırır. CO2 + H2O - HCO3- + H+ Bu olaydan meydana gelen asidite, özellikle kondens devrelerinde önemlidir. Kazana gönderilen karbondioksit gazı , bikarbonatların çözünmesinden meydana gelir ve kondens suyunda çözünür. 2 HCO3- › CO3-2 + CO2 + H2O CO3-2 + H2O › CO2 + 2OH- 3. Kostik Kırılması: Kostik veya kalevi korozyonlara kostik kırılma da denir. Bu korozyon şekli maddenin kristal yapısının arasında meydana gelen bir olaydır. Cidar üzerinde bulunan bir kırık veya çatlakta kalevi birikmesi olabilir. Bu olaya modern kazanlarda artık pek rastlanmaz. Çünkü hemen hemen hepsi kaynaklı olduğu için, kaleviler belli bir yerde konsantre olamaz. 4. Düşük pH Korozyonu (Asit Korozyonu): Düşük pH seviyelerinde ve hidrojenin neden olduğu önemli korozyon türlerinden biri de hidrojen kırılmasıdır. Neden olduğu korozyon türü tekdüze asit korozyonundan farklıdır. Genellikle kazan buharlaştırıcı ve zaman zaman da kızdırıcı borularında gözlenen hidrojen kırılmasının neden olduğu boru patlamalarında boru et kalınlığında bir incelme gözlenmez. Hidrojen kırılması genellikle yoğun birikintilerin altında gözlenir. Hafif alkali ortamda oluşan hidrojen metale ulaşamaz. Ancak düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen ise kolayca metal içine yayılır. 5. Hidrojen Kırılması: Düşük pH şartlarında çalışan kazanlarda asit korozyonundan farklı olarak hidrojenin neden olduğu korozyona hidrojen kırılması denir. Kazanda oluşan birikinti altında oluşan korozyon sonucunda açığa çıkan hidrojen, yüksek sıcaklıkta metal içerisine yayılarak çeliğin yapısındaki karbon ile tepkimeye girerek “dekarbürasyon” denilen olayı gerçekleştirir. Düşük pH ve yüksek sıcaklıklarda birikinti altında oluşan hidrojen, kolayca metal içinde yayılır. Hidrojenle, karbonun birleşmesi sonunda meydana gelen CH4 yani metan, sıcaklığın ve basıncın etkisiyle metal taneleri arasında çatlaklar ve ayrılmalar oluşturarar metalin tahrip olmasına neden olur. 6.Birikinti Altı Korozyonu: Buhar kazanlarında oluşan birikintilerin alt kısımları, oluşturdukları çeşitli potansiyel farkları ile lokal korozyon oluşmasına neden olur. Birikinti altı korozyonu oluşmasını önlemek için kimyasal su şartlandırmasına özen gösterilmeli ve kazan suyu katkı madde derişimleri kontrol altına alınmalıdır. Kazan sistemi korozyonunun önlenmesi için ne gibi önlemler alınmalıdır? Korozyon önleme yöntemlerinin başlıcaları şunlardır; besleme suyundaki çözünmüş gazlar (O2 ve CO2 vb.) fiziksel ve kimyasal olarak giderilmelidir. kazan suyunun pH değeri ve alkalinitesi ayarlanmalı iç yüzeyleri temiz tutulmalı, korozyonu hızlandırıcı etki gösteren birikintinin oluşması önlenmeli ve oluşan birikinti temizlenmelidir. servis dışı kaldığı zamanlarda, yaş konservasyonla kazan korunmalı, metal yüzeyi koruyucu manyetik tabaka ile kaplanarak pasifleştirilmelidir (DEROX 5350-P) buhar ve kondensat sistemlerinde bulunan korozif gazlar kimyasal şartlandırma ile giderilmelidir Serbest hidroksit, silis, klorür iyonları derişimi sınırlandırılarak denetlenmelidir. Kondens ve besleme suyundan gelecek korozyon ürünleri korozyon önlenerek giderilmelidir. Kondens hattı şartlandırması İşletmenin çeşitli proseslerinde kullanılmış buhar yoğunlaştırılır ve kazana geri döndürülür. Kondens dönüş suyu, besleme suyunun bir diğer bileşenidir. İşletme proses materyallerinden kaynaklanan kirliliğin tehlikesi oldukça büyüktür. Bazı kirleticiler arasında petrol, kimyasal malzemeler, gazlar ve soğutma suyu sayılabilir. Kondens hatlarında oluşan karbonik asit korozyonu nötralize ve film yapıcı aminlerle önlenmelidir. Eğer kondens sistemi yeteri kadar korunmazsa korozyon yarıklarına ve bunun sonucunda da duruşlara neden olur. Korozyon oluşurken demir ve bakır bileşikleri kazan sistemlerinin içine geri gider ve degazörü tıkayabilir, kazanda ve ekonomizerde depozitler oluşturabilir. Uygun şartlandırma yaparak kazan verimindeki düşüşü, aşırı ısınmayı ve kazan çatlaklarını önleyebilirsiniz. Kondensat sistemlerinde korozyonun nedeni Genel yaklaşım, kimyasal ve mekanik olarak besleme suyundan oksijenin uzaklaştırılması ve kazanda karbondioksit ve karbonik asit oluşumunu en aza indirmek için besleme suyunun şartlandırılmasıdır. Kimyasal şartlandırma ileride oluşabilecek potansiyel korozyon riskini azaltır. Uçucu aminler, karbondioksitin kondens içinde çözünmesiyle oluşan karbonik asidi nötralize eder. Uçucu film yapıcı inhibitörler metal ve korozif kondens arasında bir bariyer oluşturur. İşletme şartlarında ; -besleme suyunun karbondioksit ve bikarbonatlardan arındırılması -sistemin kesiksiz çalışmasının sağlanması -kimyasal şartlandırmanın sağlıklı ve etkin yapılması gerekmektedir. Kondens sisteminde korozyonun önlenmesi için oksijen tutucu, nötralize edici ve film yapıcı aminler kullanılır. Buhar kazanlarında köpürme Buhar kazanlarında yağ, organik maddeler, silis, tuzlar, toplam çözünmüş maddeler ve kazan suyunun toplam alkalinitesi kazan içindeki yüksek basınç ve sıcaklıkla etkileştiğinde köpürmeye neden olur. Kazanlarda köpüklenmeyi ve su sürüklenmesini önlemek için düzenli blöf sisteminin çalışır halde olması ve su şartlandırma kimyasallarının özel köpük kesiciler içermesi gerekir. Kazan suyunun köpürmesinin önlenmemesi, köpük nedeniyle kazanın susuz kalarak yanmasına neden olur. Kazan suyunda oluşan köpüklenme ise suyun sisteme sürüklenmesine neden olur. Kazan suyu sürüklenmesi, kazan suyu katılarıyla buharın kirlenmesidir. Blöf ve blöfün önemi Blöf, kazan suyu içinde buharlaşma sonucu konsantrasyonu artan çözünmüş ya da askıda kalmış katı madde miktarını, kazan için belirlenen limitlere çekebilmek amacıyla kazan suyunun bir kısmının sistemden atılması işlemidir. Kazana besleme suyu ile gelen katı asıltılar ve çözünmüş katı maddeler buhara geçemeyeceğinden kazan suyunda kalır ve zamanla derişimi artar. Eğer blöf ile kazan suyu ayarlanmazsa buhar kalitesi bozulur ve kısa zaman sonra kazan çalışmaz hale gelir. Kazan suyundaki katı asıltılı ve çözünmüş madde konsantrasyonunun kazana zarar vermesini engellemek amacıyla kazan suyundaki bazı parametrelere sınır değerler konulmuştur ve blöfler bu sınır değerlere göre yapılır. Kazan suyu sınır değerleri kazan ve sistem türü ile özellikle kazanın çalışma basıncına bağlıdır. Yapılan blöf ile kazan suyunda istenmeyen safsızlıklar (katı asıltılar, tüm tuzlar, alkalinite ve silis) kazan dışına atılarak istenen sınır değerlerin altına düşürülür. Düzenli blöfün faydaları İşletmelerde kullanılan suyun değerleri ve kazanın tipi, çalışma basıncı dikkate alınarak belirlenen blöfler düzenli yapıldığı takdirde; daha saf ve temiz buhar elde edilir. kazan dibinde birikinti oluşması ve birikintinin neden olacağı korozyon ve ısı kaybı önlenir. kazan suyunun köpürmesi ve buhar hattına taşınması engellenir. kazan suyundaki çözünmüş katı madde ve askıdaki madde miktarı kontrol altına alınmış olur. kazanda özellikle seviye göstergesinin bulunduğu bölgenin çamurdan dolayı tıkanarak göstergenin devre dışı kalması ve kazanın susuz kalma ihtimali önlenir. Sonuç olarak blöf, kazan suyunda birikinti oluşumu, korozyon ve sürüklenme eğilimini en düşük seviyeye indiren önemli ve zorunlu bir işlemdir. Evsel ısıtma-soğutma sistemleri, merkezi sistemler ve kaloriferler için su şartlandırma Benzer problemler evsel sistemlerde de sıkça görülmekte ve ısı kayıplarına, aşırı yakıt sarfiyatına ve sistem hasarlarına yol açmaktadır. Kalorifer kazanlarında, özellikle çok kalınlaşan tabakalar, kireçin ısı transfer katsayısının metale göre çok düşük olması sebebiyle izolasyon etkisi gösterir ve %50 ’ lere varan fazla yakıt tüketimi artışlarına ve fazladan enerji sarfiyatına neden olur. Bu tip katman oluşumları istenmeyen kazan gürültülerine sebep olur ve bazı durumlarda farklı gerilme kuvvetleri nedeniyle kazan hasarlarına ve kazan patlamalarına neden olur. Bazen de oksit tortularının aşırı biriktiği yerlerde büyük delinmeler ve buna bağlı olarak sızıntılar ortaya çıkar. Yani kazan, tesisat, armatürler, dağıtıcılar, boylerler, radyatörler korozyon hasarlarından hızlı olarak etkilenirler. Çamurların ve diğer kirlenmelerin önlenmesi için yeni monte edilen ve kullanılmamış tesisatların bile imalat artıklarından, yüzey koruyuculardan ve yağlardan temizliği gereklidir. Özellikle eski kalorifer tesisatlarında ve kazanlarında iyileştirme ve yaz bakım çalışmaları yapılırken sistem kontrol edilmeli ve gerekli görülmesi halinde kimyasal temizlik işlemi yapılmalıdır. Çamurlar, tortular ve kireç (scale) yapışabilir nitelikte, sert ve büyük bir özgül ağırlığa sahip olduğundan, su veya su-hava karışımlarıyla yapılan temizliklerle giderilemezler. Hatta çok aşırı kirliliklerde neredeyse hiç etkili olmazlar. Isı tekniği tesisatları için özel olarak geliştirilen ve uygulanan temizlik işlemleri, tesisin hassas bir şekilde ve tamamen temizlenmesini sağlayabilir. Bu formülasyonlar kireç tortularını, pas oluşumlarını ve demir oksitleri kolaylıkla çözer ve yapısındaki inhibitörler sayesinde tesisat – kazan metaline zarar vermezler. Ayrıca yapısındaki yüzey ıslatıcılar sayesinde reaksiyon süreleri kısaltılır. Bu şekilde temizlenen tesisatlar büyük ölçüde yeniden verimli tesisat kriterlerine ulaşırlar. Yeni veya eski kimyasal temizlik işlemi uygulanan sistemlerde adı geçen problemlerin tekrar yaşanmaması için bu sistemlere özel olarak geliştirilen katkılar ilave edilir. Bu katkılar sayesinde sistemdeki kireç oluşumları ve oksijen reaksiyonları önlenerek korozyon olması engellenir. Böylece sistem tam anlamıyla korunmuş ve arızasız çalışır hale getirilmiş olur.

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

Kazan Verimi ve Verimliliği Etkileyen Faktörler

Baca Gazlarının İşletme Verimine Etkisi

Kimyasal Dozaj Sistemleri