Endüstriyel Brülör Gaz Hattı Seçimi İçin Kapsamlı Kılavuz

Endüstriyel brülörler, üretim süreçlerinin temel bileşenlerinden biri olarak, ısıl enerji sağlamada hayati bir rol oynar. Bu ekipmanların güvenli ve verimli çalışması çeşitli faktörlere bağlıdır ve bunlardan en önemlilerinden biri, uygun brülör gaz hattının seçilmesidir. Gaz hattı, yalnızca yakıtın brülöre iletimini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda operasyonların verimliliği, kararlılığı ve güvenliği üzerinde de doğrudan etkiye sahiptir.

Uygun bir brülör gaz hattı seçimi; gaz türü, gerekli basınç ve akış hızı, iletim mesafesi ve güvenlik yönetmelikleri gibi faktörlerin dikkate alınmasını gerektirir. Bu hususlara dikkat edilmemesi, termal verimliliğin düşmesi, artan güvenlik riskleri ve ek işletme maliyetleri gibi sorunlara yol açabilir.

Bu makale, endüstriyel brülörlerin özel gereksinimlerini en iyi şekilde karşılamak amacıyla, doğru brülör gaz hattı seçiminde teknik prensipleri, ilgili standartları ve tasarım hususlarını inceleyerek kapsamlı bir rehber sunmayı amaçlamaktadır.

Brülör gaz hatlarına geçmeden önce, “Endüstriyel Brülörlere Kapsamlı Bir Giriş” başlıklı makaleyi okuyarak, endüstriyel brülörler ve çeşitleri hakkında kapsamlı bilgi edinebilirsiniz.

Endüstriyel Brülör Çalışmasında Gaz Hattının Rolü

Brülörün gaz hattı, yakıt kaynağından brülöre uygun basınç ve akış hızında gaz iletimini sağlar. Basınç dalgalanmaları veya yakıt tedarikindeki gecikmeler, brülör arızalarına, verimliliğin düşmesine veya hatta üretim süreçlerinin durmasına yol açabilir. Bu nedenle, brülör gaz hattının tasarımı ve seçimi, brülörün özel gereksinimleri dikkate alınarak yüksek hassasiyetle yapılmalıdır.

Brülör Gaz Hattı Seçimini Etkileyen Faktörler

Bu faktörler, gaz besleme sisteminin güvenli ve verimli çalışmasını sağlayan parametreleri içerir. Brülör gaz hattının seçiminde dikkate alınması gereken temel unsurlar; gaz türü, çalışma basıncı, gerekli akış hızı, mesafe ve basınç düşüşüdür. Bu faktörlerin tümü, gaz hatlarının tasarımı ve işletilmesinde kritik bir rol oynar.

Gaz Türü: Kullanılan gazın türü (doğal gaz, propan, bütan veya karışım gazlar), brülör gaz hattının teknik özelliklerini doğrudan etkiler. Örneğin, doğal gaz genellikle düşük ila orta basınçlarda taşınırken, sıvılaştırılmış gazlar daha yüksek basınca dayanıklı boru hatları gerektirir.

Çalışma Basıncı: Endüstriyel brülörler, belirli seviyelerde gaz basıncına ihtiyaç duyar ve bu basıncın gaz hattı tarafından uygun şekilde sağlanması gerekir.

Gerekli Akış Hızı: Endüstriyel brülörler, türüne ve kullanım amacına bağlı olarak belirli bir zaman diliminde belirli bir miktarda gaz akışına ihtiyaç duyar. Boru çapı, gerekli akış hızını minimum basınç düşüşüyle sağlayacak şekilde seçilmelidir.

Boru Hattı Uzunluğu ve Basınç Düşüşü: Boru hattı uzadıkça basınç düşüşü artar. Uzun mesafeli gaz hatlarında yeterli basıncı korumak için daha büyük çaplı boruların kullanılması veya basınç takviye istasyonlarının kurulması gerekebilir.

İlgili Standartlar ve Yönetmelikler

Brülör gaz hattının seçimi, ulusal ve uluslararası standartlarla uyumlu olmalıdır. Bu bağlamda bazı önemli standartlar şunlardır:

• ASME B31.8: Gaz iletim boru hattı tasarımı için standart.
• API 5L: Çelik borular için standart.
• NFPA 54: Gaz sistemlerinin güvenliği için standart.
• İran Ulusal Standardı 7595 (BS EN 676:2008 çevirisi): Bu standart, fanlı gaz brülörleri için belirlenmiş olup, gaz hattının kullanımıyla ilgili gereksinimleri de içermektedir.

İran Ulusal Standardı 7595’e (BS EN 676:2008 çevirisi) göre, manuel kontrol vanasından sonra yer alan brülör gaz hattı bileşenlerinin, besleme basıncına uygun şekilde tasarlanması veya aşırı basınç artışlarına karşı uygun güvenlik önlemleriyle korunması gerekmektedir.

Gaz hattındaki tüm bileşenler, özellikle tehlikeli gazlar için, uzun ömürlü ve dayanıklı malzemelerden üretilmelidir. Ayrıca, bakım talimatlarında güvenliği sağlamak amacıyla bakım aralıkları ve bileşenlerin ömrü ya da döngüleri net bir şekilde belirtilmelidir.

Brülör Gaz Hattında Kullanılan Ekipmanlar İçin Standartlar, İran Ulusal Standardı 7595’e Göre

Ulusal standartlara, örneğin brülörlerdeki gaz besleme ekipmanları için 7595 Standardı’na uyum sağlamak, sistemlerin güvenliğini ve verimliliğini garanti eder. Bu standart, vanalar, filtreler, regülatörler ve yetkisiz basınçlara karşı koruyucu ekipmanlar için teknik şartnameleri içerir.

Manuel Kapatma Vanası

Bir manuel hızlı kapatma vanası, brülörü izole etmek için tüm kontrol cihazlarının amacına uygun şekilde, amacına yönelik olarak boru hattına yerleştirilmelidir. Bu vana, brülör ekipmanları ile birlikte sağlanmasa da, üreticinin talimatları, kurulumu için gerekli olanı belirtmelidir. Ayrıca, brülörler, düzgün bir başlatma ve çalışma için bu manuel kesme vanaları ile donatılmalıdır.

Filtre/Süzgeç

Bir filtre veya süzgeç, kapatma vanasının girişine, yabancı cisimlerin geçişini engellemek için takılmalıdır. Süzgeç maksimum delik boyutu 5,1 milimetreden büyük olmamalı ve ağ boyutu, 1 milimetreden büyük partiküllerin geçmesine izin vermemelidir.

Gaz Basınç Regülatörü

Gaz beslemesi, ana brülör başlığındaki basıncın doğru çalışması ve sabit kalmasını sağlamak için bir basınç regülatörü ile kontrol edilmelidir. Bu, brülörün düzgün çalışması ve güvenli bir şekilde başlatılması için gereklidir. Ana brülör ve pilot, bağımsız olarak kontrol edilebilir.

Gaz hattı regülatörlerinin farklı türleri hakkında daha fazla bilgi almak için “Gaz Hattı Regülatörlerine Kapsamlı Rehber: 11 Çeşit, Temel Özellikler ve En İyi Markalar” başlıklı makaleyi inceleyebilirsiniz.

Basınç regülatörüne erişim, kolayca ayar yapılabilecek şekilde tasarlanmalı, ancak yetkisiz müdahaleleri engellemek için gerekli güvenlik önlemleri alınmalıdır. Ayrıca, gaz basınç regülatörünün aşağısına bir tahliye vanası takılmalı ve bu vananın güvenli bir alana yönlendirilmesi sağlanmalıdır

Aşırı Gaz Basıncına Karşı Koruyucu Ekipman

Eğer bir gaz basınç regülatörü kurulmamışsa veya devre dışı bırakılmışsa, aşırı gaz basıncını önlemek için bir koruyucu cihaz bulunmalıdır. Bu cihaz, kapatma vanası olarak bilinir ve regülatör arızası durumunda gaz akışını brülöre engeller.

Düşük Gaz Basıncına Karşı Koruyucu Ekipman

Brülör, gaz basıncı belirli bir seviyenin altına düştüğünde güvenli bir şekilde kapanmasını sağlamak için düşük basınca karşı koruyucu bir cihazla donatılmalıdır.

Otomatik Kapatma Vanaları

Tüm brülörler, seri olarak kurulmuş iki otomatik kesme vanasıyla donatılmalıdır. Ana alevin pilot alev ile yakılması durumunda, ateşleme için gaz beslemesi aşağıdaki yöntemlerden biriyle kontrol edilmelidir:

• Gaz beslemesi, aşağı akıştaki ana kapatma vanası tarafından kontrol edilmeli ve bir pilot gaz sınırlayıcı ile donatılmalıdır.
• Gaz beslemesi, kapatma vanaları tarafından kontrol edilmelidir.

Sızıntı Tespit Sistemi (Vana Test Sistemi)

Sızıntı tespit sistemi, 1200 kW ve üzeri kapasitelerde kullanılır ve her brülör kapanışından sonra elektrikli vanaların sızıntı kontrolünü sağlar. Elektrik kesintisi sonrasında, brülör yeniden başlatılmadan önce sızıntı testi yapılır ve bu test iki aşamada gerçekleştirilir:

• Birinci Aşama: Kontrollü kapanış durumunda, Elektrikli Vana 1 anında kapanır ve Vana 2 kısa bir süre açık kalır. Bu işlemle V1 ve V2 arasındaki basınç, kelebek vanası aracılığıyla düşürülür. Vana 2 kapandığında ise, V1 ile V2 arasındaki basınç sabit kalmalı ve herhangi bir düşüş olmamalıdır.
• İkinci Aşama: Vana 1 kısa bir süre açılır ve bu işlem V1 ile V2 arasındaki basıncı arttırır. Vanalar arasındaki basınç, test süresi boyunca gaz basınç rölesinin ayarlanan basıncının altına düşmemelidir.

Eğer basınç ayarlanan değerin altına düşerse ya da ilk aşamada iki vana arasındaki basınç azalırsa, sızıntı tespit sistemi gaz devresini devre dışı bırakır.

Brülör Gaz Hattında Kullanılan Ekipmanlara Giriş

Brülör gaz hattı, doğal gaz veya sıvılaştırılmış gazı kaynaktan tüketim noktasına taşıyan, düzenleyen ve kontrol eden bir dizi bileşen ve ekipmandan oluşur. Bu bileşenler, gazın teknik ve güvenlik düzenlemelerine uygun, güvenli, verimli ve standartlara göre aktarılmasını sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Aşağıda brülör gaz hattının ana bileşenleri ve işlevleri verilmiştir:

Pipelines (Boru Hatları): Bu borular, gazı kaynaktan tüketiciye taşıma işlevini üstlenir. Yüksek basınç ve endüstriyel sistemler için çelik malzemeler, düşük ve orta basınçlar için ise özellikle şehir hatlarında polietilen malzemeler kullanılır.

Solenoid Kapatma Vanaları: Ana elektrikli vana, gaz akışını tek kademeli veya iki kademeli modda kontrol eder. Ayrıca, güvenlik solenoid vanası, acil durumlarda gaz akışını kapatmaya olanak tanır.

Gaz Filteleri: Bu filtreler, gaz akışından askıya alınmış partikülleri, tozu ve safsızlıkları kaldırarak, regülatörler ve brülörler gibi hassas ekipmanların hasar görmesini engeller. Gaz filtreleri, istasyonların girişinde veya regülatörler ve tüketim ekipmanlarından önce kurulur.

Basınç Regülatörleri: Bu regülatörler, gaz basıncını tüketicinin ihtiyaç duyduğu seviyeye düşürme ve ayarlama işlevini yerine getirir. Regülatörler, yüksek basınç regülatörleri ve düşük basınç regülatörleri olarak iki kategoriye ayrılır.

Emniyet Vanaları: Bu vanalar, ani basınç artışlarını engellemek için fazla gazı boşaltır ve genellikle regülatörün ardından gaz hattında kurulur.

Basınç ve Sıcaklık Ölçüm Ekipmanları: Bu ekipmanlar, çeşitli hatlardaki gaz basıncını ve sıcaklığını izler; manometreler ve termometreler gibi cihazlar kullanılır.

Uyarı ve Güvenlik Sistemleri: Bu sistemler, sızıntıları ve tehlikeli koşulları tespit eder, örneğin basınç anahtarları ve basınç sensörleri gibi.

Gaz Hattı Türleri

Brülör gaz hatları, giriş basıncı ve brülörün maksimum kapasitedeki gaz tüketimine göre üç farklı kategoriye ayrılır: düşük basınçlı gaz hattı, yüksek basınçlı gaz hattı ve çok bloklu gaz hattı.

Düşük Basınçlı Gaz Hattı

Ana gaz hattının giriş basıncı 5 psi’den düşükse, gaz hattı ekipmanları Şekil 2’deki diyagrama göre düzenlenir. Bu sistemde, maksimum giriş basıncı 360 milibar olan düşük basınçlı regülatörler kullanılır.

Yüksek Basınçlı Gaz Hattı

Ana gaz hattının giriş basıncı 5 psi (360 milibar) veya daha yüksekse, yüksek basınçlı gaz hatları tercih edilir. Bu tür hatlar, kullanılan regülatör tipine göre farklılık gösterir. Şekil 3, kapatma vanası ile donatılmış yüksek basınçlı gaz hatlarının grafiksel bir temsilini sunmaktadır.

Multiblock (Çok Bloklu) Gaz Hattı

Çok bloklu gaz hattı, endüstriyel brülörlerde ve yüksek ve düşük basınçlı ısıtma süreçlerinde gaz akışını yönetmek ve kontrol etmek için kullanılan gelişmiş ve entegre bir sistemdir. Bu tür bir brülör gaz hattında, birden fazla fonksiyonu (akış kontrolü, basınç düzenlemesi, güvenlik ve gaz filtrasyonu gibi) tek bir entegre birim olarak birleştiren bir çok bloklu vana kullanılır. Şekil 4, çok bloklu vana ile donatılmış düşük basınçlı gaz hatlarının grafiksel temsilini göstermektedir. Ayrıca, Şekil 5, gaz hattında kullanılan çok bloklu vanayı göstermektedir.

Brülör Gaz Hattı Giriş Basıncı Hesaplaması (Maksimum Çalışma için)

Mevcut olanaklar ve brülör çalışma koşullarına uygun brülör gaz hattı bileşenlerinin seçilmesinin önemini göz önünde bulundurarak, gaz hattı ile ilgili hesaplamalar ve bileşenlerinden kaynaklanan basınç düşüşleri ayrıntılı bir şekilde açıklanmış ve sonuçlar aşağıda sunulmuştur.

Çeşitli gaz hattı bileşenlerinde meydana gelen basınç düşüşlerini göz önünde bulundurarak, minimum giriş gaz hattı basıncı, aşağıdaki denkleme göre hesaplanmaktadır.

Yukarıdaki denklemde yer alan parametreler aşağıdaki gibidir:

: Filtreden kaynaklanan basınç düşüşü

: Regülatörden kaynaklanan basınç düşüşü

: Güvenlik vanasından kaynaklanan basınç düşüşü

: Ana gaz vanasından kaynaklanan basınç düşüşü

: Minimum gerekli giriş gaz hattı basıncı

: Kazan odasından kaynaklanan basınç düşüşü

: Brülörün yanma odasında meydana gelen basınç düşüşü (G25 gazı için bu parametre 1/3 ile çarpılmalıdır)

: Kelebek vanasından kaynaklanan basınç düşüşü

Brülör gaz hattı için gereken minimum basıncı hesaplamak amacıyla, her bir gaz hattı bileşeninin basınç düşüşü değerleri, ilgili teknik grafikler kullanılarak öncelikle çıkarılır. Ardından, bu değerler ve Denklem 1 kullanılarak gereken giriş basıncı hesaplanır ve sunulur.

Bu yöntemle hesaplanan minimum giriş basıncı, kararlı durum çalışma koşuluna dayanmaktadır. Bu nedenle, bu durum ile brülör kapalıyken statik basınç arasında ayırım yapılması gerekir.

Brülörün doğru çalışmasını sağlamak için, gaz hattı giriş basıncının hesaplanan değerden 10 milibar daha yüksek olması tavsiye edilir.

Buhar kazanı yanma odasından kaynaklanan basınç düşüşü parametresi genellikle üreticiler tarafından sağlanır.

Endüstriyel Brülörlerde Doğru Gaz Hattı Seçiminin Önemi

Endüstriyel brülörlerin gaz hatları, ekipmanların güvenli ve verimli çalışmasını doğrudan etkiler. Bu hatların tasarımı, işletme basıncı, gaz akış hızı, kullanılan gaz türü ve süreç gereksinimleri gibi faktörler göz önünde bulundurularak yapılmalıdır. ISIRI 7595 gibi kabul görmüş standartlara uyulması ve güvenlik vanaları, filtreler ve regülatörler gibi ekipmanların kullanılması, güvenliği sağlamak ve performansı optimize etmek için zorunludur.

Doğru tasarım, sızıntı ve patlama risklerini en aza indirirken bakım ve onarım maliyetlerini de azaltır. Entegre tasarımı ve yüksek güvenlik standartları nedeniyle çok bloklu vanalar gibi modern teknolojilerin kullanımı, gaz hatlarının verimliliğini artırır.

Raadman gibi endüstriyel gruplar, uzmanlık ve deneyimleriyle brülör gaz hatlarının tasarımından kurulumuna kadar kapsamlı hizmetler sunmaktadır. Bu hizmetler, operasyonel koşullara ve spesifik proje ihtiyaçlarına göre özelleştirilmiş olup, uluslararası standartlara uygun olarak gerçekleştirilir. Endüstriyel gaz hatlarının doğru tasarımı ve uygulanması, yalnızca maliyetleri düşürmekle kalmaz, aynı zamanda süreçlerin sürdürülebilir verimliliğini ve uzun vadeli güvenliğini garanti eder. Bu, istikrarlı enerji tedarik sistemlerine ihtiyaç duyan endüstrilerde daha da kritik hale gelir ve gaz hatlarının endüstriyel altyapılardaki önemli rolünü vurgular.