Kazanlar, çeşitli endüstrilerde ve ısıtma sistemlerinde en önemli ısıtma ekipmanlarından biri olarak kritik bir rol oynar. Bu cihazlar, termal enerjiyi kullanarak suyu buhara veya sıcak suya dönüştürmekten sorumludur. Endüstriyel kazanlar, farklı ihtiyaçlar ve operasyonel koşullara uygun olarak çeşitli türlerde ve tasarımlarda üretilir; her birinin kendine özgü avantajları ve özellikleri bulunur. Bu makalede, endüstriyel kazan türleri tanıtılmakta ve çeşitli özellikleri incelenmektedir.
Kazan Nedir?
Kazan, sıvıları, özellikle suyu ısıtmak için kullanılan bir cihazdır. Kazanlar, termal enerjiyi kullanarak suyu buhara veya sıcak suya dönüştürür. Kazanlarda üretilen buhar veya sıcak su, ısı transferi, türbinlerin çalıştırılması, endüstriyel süreçler ve çevresel ısıtması için kullanılır. Tasarım ve kullanım amacına bağlı olarak, endüstriyel kazanlar çeşitli kategorilere ayrılır ve her birinin kendine özgü özellikleri ve avantajları bulunur.
Kazan Çeşitleri
Endüstriyel kazanlar, yapıları, çalışma prensipleri ve ısıtılan sıvının türüne göre çeşitli kategorilere ayrılabilir. Kazanlar şu şekilde sınıflandırılabilir:
1- Yapı ve Su ile Yanma Gazlarının Geçiş Yolu Açısından
a) Ateş Borulu Kazanlar
b) Su Borulu Kazanlar
2- Çalışan Akışkan Açısından
a) Sıcak Su Kazanları
b) Buhar Kazanları
c) Sıcak yağ kazanı
Yapısı ve çalışan akışkanına göre farklı endüstriyel kazan çeşitleri bir sonraki bölümde açıklanacaktır.
Ateş Borulu Kazan
Ateş borulu kazan, endüstride yaygın olarak kullanılan bir kazan türüdür. Bu tür kazanlarda, yanma sonucu oluşan sıcak gazlar boruların içinden geçer ve bu boruların etrafındaki su ısıtılarak sıcak suya veya buhara dönüştürülür. Basit yapısı ve uygun maliyeti nedeniyle ateş borulu kazanlar geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Ateş Borulu Kazanların özellikleri ve uygulamaları hakkında daha kapsamlı bir anlayış için, “Ateş Borulu Kazan Çeşitleri ve Bileşenlerine Genel Bakış” başlıklı makaleyi okumanızı öneririz.
İki Geçişli Ateş Borulu Kazan
Bu tür endüstriyel kazanda, yanma sonucu oluşan sıcak gazlar ateş borularından iki kez geçer.
Üç Geçişli Ateş Borulu Kazan
Bu tür kazanda, yanma sonucu oluşan sıcak gazlar ateş borularından üç kez geçerek çevresindeki suya maksimum miktarda ısı transfer eder ve termal verimliliği önemli ölçüde artırır.
4 Geçişli Ateş Borulu Kazan
Bu tür kazanda, yanma sonucu oluşan sıcak gazlar ateş borularından dört kez geçer. Bu tasarım, termal ve enerji verimliliğinde önemli bir artış sağlar. Ateş borulu kazanlar arasında en yüksek verimlilik, dört geçişli kazanlarda bulunur.
Ters Alev Borulu Kazanlar
Bu türde, yanma sonucu oluşan sıcak gazlar, fırından geçtikten sonra tekrar fırına geri döner ve ardından ateş borularına girer. Bu tasarım, termal ve enerji verimliliğini artırır.
Su Borulu Kazan
Bu tür kazanda, su boruların içinden akar ve sıcak gazlar boruların etrafından geçer. Su borulu kazanlar, boruların içinde su ve buhar dolaştırarak yüksek basınçlı buhar üretmek için kullanılır. Buna karşılık, ateş borulu kazanlar orta basınçlarda buhar üretimi için kullanılır. Su borulu kazanlar genellikle rafineri, gıda işleme ve enerji santrali gibi ağır sanayilerde yaygın olarak kullanılır.
Eğer su borulu kazanlar hakkında daha detaylı bilgi arıyorsunuz, “Su Borulu Kazanlar: Kapsamlı Bir Tanıtım ve Ateş Borulu Kazanlarla Aralarındaki Farklar” başlıklı makaleyi mutlaka inceleyin.
Su Borulu Kazanların Isı Transfer Aşamaları
Su borulu kazanlarda, yanma gazları enerjilerini suya iki ila dört aşamada aktarır, bunlar şunlardır:
1- Yanma Odası: Bu bölümde, ısı transferinin çoğu radyasyon yoluyla gerçekleşir.
2- Boru Demetleri: Yanma odasından geçtikten sonra, yanma ürünleri su borularının kümeleri üzerinden geçer. Bu aşamada, ısı transferinin çoğu konveksiyon yoluyla gerçekleşir.
3- Süper Isıtıcı: Eğer kazan bir süper ısıtıcıya sahipse, yanma ürünleri boru demetleri üzerinden geçmeden önce süper ısıtıcının üzerinden geçer ve doymuş buharı süper ısıtılmış buhara dönüştürür.
4- Ekonomizör: Eğer kazan bir ekonomizör ile donatılmışsa, yanma ürünleri baca çıkışına girmeden önce ekonomizör boruları üzerinden geçer ve enerjilerini suya aktarır.
Ateş Borulu ve Su Borulu Kazanların Karşılaştırılması
Ateş borulu ve su borulu kazanlar, tasarım, kullanım alanı ve performans açısından önemli farklar gösteren iki ana endüstriyel kazan türüdür. Aşağıda, bu iki tip kazanın farklarını ve özelliklerini daha ayrıntılı bir şekilde inceleyeceğiz.
Yapı ve Tasarım: Ateş borulu kazanlarda, sıcak gazlar borular içinden geçer ve boruların etrafındaki su ısınır. Buna karşılık, su borulu kazanlarda su, boruların içinden akar ve sıcak gazlar boruların etrafından geçer.
Alev Yapısı: Ateş borulu kazanlar, ince ve uzun bir alev gerektirirken, su borulu kazanlarında kısa ve geniş bir alev gerekli olur.
Verimlilik ve Kapasite: Ateş borulu kazanlarının verimliliği daha düşüktür ve daha küçük kapasiteler için uygundur. Su borulu kazanları ise daha yüksek verimlilik sunar ve daha büyük kapasiteler ile yüksek basınçlar için tasarlanmıştır.
Uygulamalar: Ateş borulu kazanlar genellikle bina ısıtma ve gıda işleme gibi küçük ölçekli endüstrilerde kullanılırken, su borulu kazanlar yüksek basınçlı buhar veya sıcak su üretmek için güç santralleri ve rafineriler gibi ağır sanayilerde kullanılır.
Maliyet ve Yapısal Karmaşıklık: Ateş borulu kazanların başlangıç maliyetleri ve bakım gereksinimleri daha düşüktür ve kurulumu daha kolaydır. Su borulu kazanlar ise daha pahalıdır ve daha karmaşık bir yapıya sahip oldukları için bakım gereksinimleri de daha zordur.
Güvenlik: Ateş borulu kazanlar, iç basınçları nedeniyle patlama riski daha yüksekken, su borulu kazanlar daha sağlam tasarımları sayesinde daha fazla güvenlik sağlar.
Başlatma Süresi: Ateş borulu kazanlar daha kısa bir başlatma süresine sahiptir. Ancak su borulu kazanlar daha fazla hazırlık süresi gerektirse de uzun vadede daha yüksek ısıl stabilite sunar
Yoğuşmalı Kazan
Bu, özel bir teknoloji kullanarak, normal kazanlara kıyasla çok daha yüksek verimliliğe sahip ileri düzeyde bir endüstriyel kazan türüdür. Bu yüksek verimlilik, bacalardan çıkan gazlardaki buharlaşma gizli ısısının geri kazanılmasından kaynaklanır. Yoğuşmalı kazanlarda, ısı transfer yüzeyi, yanma gazlarındaki su buharını yoğunlaştırarak sıvıya dönüştürmek üzere tasarlanmıştır. Bu süreçte, su buharının gizli ısısı serbest kalır ve kazan içindeki suya aktarılır. Bu sayede, yakıttan elde edilen termal enerjinin maksimum miktarı suya transfer edilerek, kazan verimliliği önemli ölçüde artırılır. Yapısal olarak, bu kazanlar ya ateş borulu ya da su borulu olabilir.
Endüstriyel kazanlar, ateş borulu veya su borulu dahil olmak üzere, çalışma sıvısı ve çıkış sıvısının fazına göre sıcak su kazanları, buhar kazanları ve sıcak yağ kazanları olarak sınıflandırılır.
1- Sıcak Su Kazanı
Sıcak su kazanları, binalar ve çeşitli endüstriler için merkezi ısıtma sistemlerinde sıcak su üretmek amacıyla kullanılır. Bu kazanlar, genellikle orta sıcaklıklarda sıcak su üretmek için kullanılır ve evsel, ticari ve endüstriyel gibi farklı sistemlerde kullanılabilir.
2- Buhar Kazanı
Buhar kazanı, buhar üretmek için kullanılır ve gıda, kağıt, kimya, petrol ve gaz gibi çeşitli endüstrilerde ana ekipmanlardan biridir. Üretilen buhar, ısı transferi, elektrik üretimi veya çeşitli kimyasal işlemlerde kullanılabilir.
3- Kızgın Yağ Kazanı
Kızgın yağ kazanı, su yerine ısı transfer sıvısı olarak yağ kullanan bir başka endüstriyel kazan türüdür. Yağ, yüksek kaynama noktası nedeniyle yüksek sıcaklıklarda (300°C ve daha yüksek) ısı transferi için kullanılır. Bu kazanlar, yüksek sıcaklık gerektiren süreçlere sahip endüstrilerde özellikle faydalıdır.
Daha fazla bilgi için, ‘Kızgın Yağ Kazanı: Bileşenlerini ve Endüstriyel Faydalarını İncelemek‘ başlıklı makaleyi okuyabilirsiniz
Kazanin Ana Bileşenleri
Endüstriyel kazanlar, her biri operasyonunda önemli bir rol oynayan çeşitli bileşenlerden oluşur. Aşağıda, bir kazanı oluşturan bazı ana bileşenler yer almaktadır:
1- Fırın
Bu, kazanının ana kısmıdır ve burada yakıtın yakılmasıyla önemli miktarda ısı üretilir. Fırın tasarımı, kullanılan yakıt türüne ve kazan kapasitesine bağlı olarak değişir. Bu bölümde, hava ve yakıt doğru oranda karıştırılır ve ateşlenir. Fırınde ısı transferi, radyasyon yoluyla gerçekleşir.
2- Kazan Tamburu
Ateş Borulu Kazanlarda, tambur (drum) suyu içerir ve yanma odası ile ateş borulardan çevreler. Su borulu kazanlarda ise suyu ve buharı toplayan iki ya da daha fazla tambur bulunur. Genellikle, kazan tamburu kazanının en büyük parçasıdır.
3- Ateş Tüpleri
Bunlar, sıcak yanma gazlarının geçtiği tüplerdir ve bu gazlar, tüplerin etrafındaki suya ısılarını aktarır. Bu tüpler, suyun tüplerin etrafında bulunduğu ateş tüplü kazanlarda kullanılır.
4- Su Tüpleri
Bunlar, suyun geçtiği tüplerdir, sıcak yanma gazları ise tüplerin etrafından geçer. Bu tüpler, yanma ürünlerinin tüpleri çevrelediği su borulu kazanlarda kullanılır.
5- Ekonomizer
Kazanın besleme suyunu, baca gazlarının ısısından faydalanarak ön ısıtan bir cihazdır. Ekonomizer kullanımı, kazan verimliliğini artırır.
6- Süper ısıtıcı
Doymuş buharı daha yüksek bir sıcaklığa ısıtarak, onu süper ısıtılmış buhara dönüştüren bir cihazdır.
7- Tambur Ayırıcı
Buhardan fazla suyu ayırarak yeniden kazana geri gönderen bir cihazdır.
8- Emniyet Vanaları
- Kazan içerisindeki aşırı basınç birikimini önlemek için kullanılır.
- Basınç çok yükseldiğinde, emniyet vanaları açılarak fazla buharı dışarı atar.
9- Brülör
Endüstriyel brülör, yakıtı yakan ve termal enerjisini açığa çıkaran bir cihazdır. Brülörün türü, yakıt türüne ve kazan yapısına göre değişiklik gösterir.
10- Besleme Pompası
Kazana suyu basınçla enjekte eden bir pompadır.
11- Baca
Yanma sonucu oluşan baca gazlarını atmosfere salmak için kullanılır.
Kazan İşleyişi
Kazan, yanma odasındaki yakıtın oluşturduğu ısıl enerjiyi kullanarak suyu buhara veya sıcak suya dönüştürmekten sorumludur. Aşağıda, kazan nasıl çalıştığının açıklaması verilmiştir:
1- Su Girişi
İlk olarak, su uygun bir basınçla bir kaynaktan kazana girer. Kazana giren su, çözünmüş partiküller ve pH değeri açısından standart aralıkta olmalıdır, aksi takdirde kazan borularında tortu meydana gelebilir. Borular üzerinde tortu oluşursa, ısı transferi azalır ve kazan verimliliği düşer.
2- Brülör Ateşlemesi
Yakıt (örneğin gaz veya sıvı yakıt) brülörde hava ile karıştığında, ateşleyici devreye girer ve yakıt yanmaya başlar.
3- Isının Suya Aktarılması
Brülördeki alev tarafından üretilen ısı, suya aktarılır. Kazanın türüne bağlı olarak bu ısı ya borular aracılığıyla ya da doğrudan kazanın içindeki suya iletilir. Ateş borulu kazanlarda, sıcak yanma gazları boruların içinden geçer ve çevresindeki suyu ısıtır. Su borulu kazanlarda ise su boruların içinde akarken, bu boruları çevreleyen sıcak yanma gazları suyu ısıtır.
4- Buhar veya Sıcak Su Üretimi
Su istenen sıcaklığa ulaştığında, ya buhar kazanlarında buhara dönüşür ya da sıcak su kazanlarında sistemde sıcak su olarak kullanılır. Üretilen buhar veya sıcak su, binaların ısıtılması veya enerji üretimi gibi çeşitli sistemlerde kullanılır.
5- Baca Gazlarının Dışarı Atılması
Yanma sonucu oluşan sıcak gazlar, kazan içerisinde birikmelerini önlemek için baca aracılığıyla dışarıya yönlendirilir.
6- Basınç ve Sıcaklık Kontrolü
Kazan, brülör alevinin şiddetini ayarlayarak sıcaklık ve basıncını düzenleyen kontrol sistemleri ile donatılmıştır. Basınç çok yükselirse, emniyet valfleri açılarak olası tehlikelerin önüne geçilir.
Endüstriyel Kazanların Yaygın Kullanım Alanları
Buhar ve sıcak su üretimindeki yüksek kapasiteleri sayesinde endüstriyel kazanlar, çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstriyel kazanların başlıca kullanım alanlarından bazıları şunlardır:
1- Enerji Üretim Sektörü
Endüstriyel kazanlar, enerji santrallerinde buhar üretmek için kullanılır. Bu yüksek basınçlı buhar, buhar türbinlerini çalıştırarak elektrik üretimi için gerekli mekanik enerjiyi sağlar. Bu sektörde, yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar üretebildikleri için genellikle su borulu kazanlar tercih edilir.
2- Gıda Endüstrisi
Gıda üretim süreçlerinde, buhar pişirme, sterilizasyon ve gıdaların işlenmesi için kullanılır. Bu sektörde üretilen buharın hijyenik ve kirleticilerden arınmış olması gerekmektedir. Bu nedenle, bu alanda yüksek hijyen standartlarına sahip özel kazanlar kullanılır.
3- Petrol ve Doğalgaz Endüstrisi
Endüstriyel kazanlar, rafinerilerde ve petrokimya tesislerinde petrol ve kimyasal ürünlerin işlenmesi ve ayrıştırılmasında kullanılır. Bu süreçlerde buhar, ısıtma, buharlaştırma ve malzemelerin transferi için bir ısı kaynağı olarak görev yapar. Bu kazanların kesintisiz ve yüksek verimle çalışması gerekmektedir.
4- Kimya Endüstrisi
Kimya endüstrisinde, kimyasal reaksiyonlar, malzemelerin ısıtılması ve son ürünlerin üretimi için buhar üretmek amacıyla kazanlar kullanılır. Bu sektördeki çeşitli termal süreçler, yüksek sıcaklıklar ve basınçlarda buhar üretebilen kazanlar gerektirir.
5- Tekstil Endüstrisi
Tekstil endüstrisinde, boyama, yıkama ve liflerin ve kumaşların sıcaklıklarının ayarlanması gibi çeşitli işlemler için buhar üretilir. Bu kazanlar tarafından üretilen buhar, ürün kalitesini iyileştirmeye ve üretim süresini kısaltmaya yardımcı olur.
6- İlaç Endüstrisi
İlaç endüstrisinde, ekipmanları ve hammaddeleri sterilize etmek, proses sıcaklıklarını kontrol etmek ve farmasötik ürünler üretmek amacıyla temiz buhar üretmek için endüstriyel kazanlar kullanılır. Bu sektörde yüksek saflıkta buhar kritik öneme sahiptir.
7- Kağıt Hamuru ve Kağıt Endüstrisi
Kağıt üretiminde, endüstriyel kazanlar, hamur içindeki suyu buharlaştırmak ve çeşitli işlemler sırasında sıcaklıkları ayarlamak için buhar üretir. Buhar, kağıdın hızla ve eşit şekilde kurumasına yardımcı olur.
8- Merkezi Isıtma Sistemleri
Sıcak su kazanları, büyük binalar, konut kompleksleri, hastaneler ve oteller gibi yerlerde ısı sağlamak amacıyla merkezi ısıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.
9- Endüstriyel Araba Yıkama
Endüstriyel araba yıkama tesislerinde, araçları, ağır ekipmanları ve çeşitli yüzeyleri temizlemek ve dezenfekte etmek için buhar üretmek amacıyla kazanlar kullanılır. Buhar, temizlik verimliliğini artırır ve su tüketimini azaltır.
Kazanlar; Buhar Üretiminin Anahtarı
Endüstriyel kazanlar, çeşitli endüstrilerdeki önemli ekipmanlardan biri olarak, yakıtın yakılmasından elde edilen ısıl enerjiyi kullanarak buhar ve sıcak su üretmekten sorumludur. Ateş borulu kazan, su borulu ve yoğuşmalı kazanlar gibi çeşitli kazan tasarımları, onları çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir hale getirir. Kazanlar, enerji verimliliğini optimize etmek ve üretkenliği artırmak için kritik bir rol oynar; enerji, gıda, petrol ve gaz, kimyasallar gibi pek çok endüstride önemli bir yer tutar.
Packman Endüstriyel Grup, ileri düzey endüstriyel kazanlar üreterek ve yüksek kaliteli hizmetler sunarak, bu alandaki önde gelen tedarikçilerden biri olarak tanınmaktadır ve sektörlerin ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılamak için özel çözümler sunmaktadır.
